Studia dzienne - semestr IV

LABORATORIUM TECHNIKI WYSOKICH NAPIĘĆ

Ćwiczenie nr 5

Temat: Lokalizacja uszkodzeń i wyznaczanie tras kabli.

1. Zakres badań:

sprawdzenie ciągłości żył i zgodności faz,

• identyfikacja kabli, .

• metoda lokalizacji uszkodzeń kabli

2. Wstęp - Przyczyny uszkodzeń kabli

• błędy fabryczne

• nieprawidłowe ułożenie kabla

• niewłaściwe zabezpieczenie linii przed przepięciami

• niewłaściwe zabezpieczenie linii przed przetężeniami

• niewłaściwe zabezpieczenie kabla przed korozją

• starzenie się izolacji

3. Proces wypalania

Proces wypalania izolacji polega na wywołaniu w miejscu uszkodzenia ciągłego przepływu prądu lub co najmniej bardzo częstych przeskoków iskrowych pod wpływem odpowiednio wysokiego napięcia.

Działanie cieplne prądu na izolację w miejscu uszkodzenia powoduje stopniowe zmniejszenie jej rezystancji.

Dla uzyskania pomyślnego wyniku niezbędna jest ciągłość procesu wypalania, ponieważ podczas przerw w przepływie prądu następuje ochłodzenie izolacji, wskutek czego rezystancja często znacznie wzrasta, co wymaga ponownego zastosowania wyższego napięcia.

Jak wykazują doświadczenia, skuteczność i szybkość procesu wypalania zależy przede wszystkim od natężenia prądu wypalającego, które w końcowej fazie wypalania powinno wynosić kilka amperów. Umożliwia to osiągnięcie zamierzonego skutku już w ciągu kilku , a najwyżej kilkunastu minut. Utrzymanie równomiernego procesu wypalania wymaga natężenia

prądu wypalającego, spełniającego zależność

I² R_z = P =const

r,- rezystancja w miejscu uszkodzenia.

4. Metody wstępnej lokalizacji uszkodzeń

a)

b)

c) d)

Metody pomiaru rezystancji

- mostkowa

- techniczna

Metody pomiaru pojemności

- mostkowa

- techniczna

- galwanometru balistycznego

Metody pomiaru indukcyjności

Metody falowe ( metody pomiaru czasu przebiegu impulsu w kablu)

- impulsowa (fali odbitej)

- fali stojącej

5. Lokalizacja uszkodzeń metodą impulsową

Zasada wyznaczania miejsca uszkodzenia polega na wysłaniu krótkotrwałego powtarzalnego impulsu w linię kablową i dokładnym pomiarze czasu t_x, jaki upływa od chwili jego powrotu na początek linii po odbiciu od punktu nieciągłości liniowej. Impuls wysłany oraz impuls odbity są obserwowane na akranie lampy oscyloskopowej, a odległość między nimi przedstawia w odpowiedniej skali czas przebiegu fali od początku linii kablowej do miejsca odbicia i z powrotem. Odległość do miejsca uszkodzenia l_x można obliczyć wg. Wzoru

1 - impuls wysłany w linię, 2 - impuls odbity od miejsca uszkodzenia, 3 - impuls odbity od końca linii, t_x - czas przebiegu impulsu od początku linii do miejsca uszkodzenia i z powrotem, t< - czas przebiegu impulsu od początku linii do końca linii i z powrotem,

6. Metody lokalizacji dokładnej

1. Metoda prądowo - kierunkowa. Polega na określeniu kierunku przepływu prądu w powłoce kabla zasilanego ze źródła napięcia stałego w układzie żyła-powłoka metalowa. W miejscu uszkodzenia prąd odpływający ze źródła zasilania, rozgałęzia się wracając do źródła dwiema różnymi drogami.

2. Metoda indukcyjna. Polega na wykorzystaniu fal elektromagnetycznych, powstającej wokół linii kablowej przy jej zasilaniu napięciem przemiennym. Zmiana warunków przepływu prądu w miejscu uszkodzenia powoduje zmianę związanego z tym prądem pola elektromagnetycznego. Przy zastosowaniu częstotliwości akustycznej użycie czułych mikrofonów umożliwia wykrycie zmiany pola elektromagnetycznego, dzięki czemu jest możliwa lokalizacja uszkodzenia kabla

3. Metoda akustyczna. Polega na wywołaniu wyładowania iskrowego w miejscu uszkodzenia i odnalezieniu przy użyciu czułych mikrofonów miejsca powstawania fal akustycznych na podstawie największego natężenia dźwięku na powierzchni ziemi.

Jako źródło fal służy generator, w którym pojemność jest ładowana przez układ wysokiego napięcia. Po naładowaniu pojemności do odpowiednio wysokiego napięcia następuje rozładowanie na uszkodzoną żyłę kabla prz*ez przerwę iskrową I. Wyładowanie iskrowe, powstające w miejscu uszkodzenia, wzbudza fale elektromagnetyczne i akustyczne.

7. Wyznaczanie trasy kabla.

8. Identyfikacja kabla.

9. Literatura

S. Grzybowski, H. Nowaczyk -„Badania eksploatacyjne i lokalizacja uszkodzeń kabli

elektroenergetycznych"

S. Grzybowski - „Lokalizacja uszkodzeń linii kablowych metodą akustyczną"

S. Grzybowski, H. Nowaczyk-,, Dokładna lokalizacja uszkodzeń linii kablowych za pomocą

metody akustycznej"

C. Jankowicz - „Sposoby dokładnego wyznaczania miejsc uszkodzeń w liniach kablowych"

---