Как найти перелом провода
Как правило, соединения потребителей с источниками электроэнергии (трансформаторными и распределительными подстанциями) осуществляется при помощи кабельных линий (КЛ). Это связано с тем, что у данного способа есть масса преимуществ перед воздушными линиями (ВЛ). Но, если случилась авария на КЛ, то поиск места повреждения кабеля без специальных приборов, практически невозможен. Сегодня мы рассмотрим несколько способов, позволяющих локализовать аварийный участок кабельной трассы, проложенной в земле.
Причины и виды повреждений кабельных линий
Существует много факторов, негативно влияющих на целостность силовых кабелей, к наиболее распространенным из них можно отнести следующие:
- Подвижка грунта, может быть вызвана аварией водопроводных, канализационных или тепловых сетей, а также сезонными явлениями, например, весенним оттаиванием.
- Превышение допустимых норм эксплуатации КЛ, что может привести к термической перегрузки линии, вызванной увеличением токовой нагрузки.
- Образование в КЛ высокого уровня электрического тока от транзитного КЗ.
- Механическое повреждение при земляных работах без учета прохождения подземных коммуникаций и глубины трассы.
- Ошибки при прокладке КЛ. В качестве примера можно привести нарушения технологии соединения жил кабельными муфтами.
- Заводской брак.
Заметим, что при открытой прокладке кабельных трасс некоторые перечисленные выше причины повреждений встречаются крайне редко. В частности, снижается вероятность влияния подвижки грунта и механические воздействия вследствие земляных работ. Помимо этого зоны повреждения открытых КЛ, в большинстве случаев, можно обнаружить при визуальном осмотре, без задействования спецметодов.
Разобравшись с причинами, перейдем к видам повреждений, поскольку от этого напрямую зависит, каким методом будет локализирован аварийный участок КЛ.
Чаще всего ремонтным бригадам приходится сталкиваться со следующими видами неисправностей:
- Дефект, вызванный полным или частичным обрывом КЛ. Чаще всего причиной аварии является проведение земляных работ без определения прохождения кабельных трасс. Несколько реже причиной данного повреждения может стать КЗ в соединительных муфтах.
- В силовых кабелях (более 1кВ), часто встречается пробой одной из жил на землю (однофазное замыкание). Ток утечки, как правило, это вызвано снижением качества изоляции в процессе эксплуатации КЛ.
- Межфазные повреждения, а также виды металлических замыканий, могут возникнуть в любых линиях, причина повреждений такая же, как и в предыдущем пункте.
- Плановое испытание кабеля, при котором задействуется высокий уровень напряжения, показывают низкую надежность изоляции, и приводит к возникновению пробоя. При определенных обстоятельствах такая линия может продолжать эксплуатироваться, но из-за низкого уровня ее надежности, авария может проявиться в любое время.
Кратко о ремонте кабельной линии
Ремонтные работы на кабельных линиях принято классифицировать на плановые и аварийные. Что касается объема таких работ, то у первых он, как правило, капитальный, у вторых – текущий.
При капитальных работах производится плановая замена КЛ, прокладка новых трасс и т.д. При необходимости также выполняется ремонт и/или модернизация сопутствующего оборудования. К последним относятся вентиляционные системы и освещение кабельных туннелей, а также насосы для откачки грунтовых вод. Учитывая специфику плановых работ, при их проведении не требуется локализация дефектных участков.
Совсем иначе обстоит дело при аварийном ремонте. Чтобы не раскапывать всю трассу, следует точно определить место обрыва провода, пробоя изоляции и т.д. Для этой цели применяются различные способы, для которых задействуется спецоборудование. Подробно об этом будет рассказано ниже.
Методики определения повреждения кабеля в земле
Как правило, дефектоскопия кабеля осуществляется в два этапа:
- Устанавливаются границы зоны, в пределах которой находится аварийный участок.
- Производится поиск точного места повреждения в определенной зоне.
Соответственно на первом этапе применяются относительные способы, а на втором широко используются технологии с повышенной точностью поиска повреждений. Перечислим основные методики дефектоскопии и особенности их применения.
Индукционный метод
Эта технология позволяет определить локацию, где произошел пробой изоляционного слоя токопроводящих элементов кабеля. Для этого при помощи специального генератора в КЛ подается переменный ток с силой до 20,0 ампер и частотой от 800,0 до 1200,0 герц. В результате, вокруг КЛ формируется электромагнитное поле определенной интенсивности. Если поместить в него антенную рамку подключенную к наушникам через усилитель, то можно услышать звук определенной частоты над неповрежденными токопроводящими элементами.
По характеру звукового сигнала можно определить не локацию дефекта, позиции муфт для соединения, топографию трассы (трассировку), включая наличие защитных труб. Ниже представлен рисунок, где показан уровень изменения сигнала над различными участками КЛ.
Поиск повреждений кабеля индукционным методом
Обозначения:
- Задающий генератор.
- Расположение соединительных элементов.
- Защита кабеля.
- Дефектное место.
Импульсный метод
Как уже упоминалось выше, данный способ относится к относительным, то есть, позволяющим установить дефектную зону повреждения (как правило, межфазное КЗ). Принцип работы заключается в подаче специальным прибором эталонного высоковольтного импульса в КЛ и последующим определением удаленности аварийного участка по отраженному сигналу импульсных токов.
Экран прибора ИКЛ с отображением отраженного импульса в случае замыкания (а) и обрыва (b) кабеля
В приведенном на рисунке примере расстояние до дефектного участка определяется следующим образом:
tx – интервал времени между посланным и отраженным электрическим сигналом, измеряется в микросекундах. Как видно из рисунка, он равен 3,5 мкс. Учитывая, что скорость распространения импульса (v) примерно равна 160,0 м/мкс, то для решения необходимо применить следующую формулу: lx = ( tx*v ) / 2, где lx – расстояние от генератора импульсов до поврежденного участка кабеля. В результате мы получим ( 3.5 * 160 ) / 2, то есть, 280,0 метров.
Обратим внимание, что в некоторых приборах по форме отраженного сигнала можно судить о характере дефекта.
Акустический метод
Технология основана на формировании в дефектном участке искровых разрядов, сопровождающимися звуковыми импульсами. Зафиксировать их можно используя обычный стетоскоп, прикладывая акустическую головку к земле, либо применяя специальный акустический приемник. Над дефектным участком разряды звуковых частот будут максимально громкими.
Различные схемы, применяемые при акустическом методе поиска повреждений кабеля
Обозначения:
- Поиск устойчивого короткого замыкания между токоведущей жилой и оболочкой кабеля.
- Схема для поиска заплывающих пробоев.
- Применение работоспособных токопроводящих элементов (задействована емкость жил).
- Схема для поиска обрыва.
Видео по теме:
Емкостной метод
Технология данного метода позволяет проводить поиск повреждения, в частности обрыва токоведущих элементов кабеля, путем измерения емкости жил. Как известно данный параметр напрямую зависит от длины кабеля. С упрощенной схемой высоковольтных колебаний для такого устройства можно ознакомиться ниже.
Мост переменного тока, используемый в емкостном методе обнаружения повреждения кабеля
Обозначения:
- R1, R2, R3 – регулируемые резисторы.
- Cэ – эталонный высоковольтный конденсатор.
- L – расстояние до места обрыва.
- Lк – общая длина КЛ.
- 1 – токоведущие элементы кабеля.
- 2 – защитная оболочка.
- 3 – место обрыва.
Подбирая сопротивление переменных резисторов, добиваются минимального отклонения стрелки прибора Г, что указывает на равновесие между плечами моста, что говорит о следующем соотношении R1 / R2 = Сx / Сэ , это позволяет установить емкость поврежденной жилы Сx = Сэ* (R1 / R2) .
Подобным способом производим определение емкости на другом конце КЛ, то есть, подключаем к нему генератор и повторяем измерения. В результате, вычисляем расстояние до поврежденной зоны: L = Lk * С1 / ( C1 + C2 ), где С1 и С2 – емкости поврежденных токоведущих элементов кабеля, измеренные в начале и конце КЛ.
Метод колебательного разряда
Данный способ позволяет более эффективно определить расстояние до дефекта кабеля, известного, как заплывающий пробой. Для этой цели в поврежденную линию подаются импульсные колебательные разряды, после чего на экран спецприбора (например, ЭМКС58) выводятся данные о расстоянии до дефектного места.
Экран прибора РЕЙС-305 с указанием расстояния до поврежденного участка кабеля
Принципа работы данного метода во многом напоминает импульсный способ дефектоскопии.
Метод петли
Данный способ хорошо работает в тех случаях, когда в месте нарушения изоляции нет обрыва токоведущих элементов кабеля, а переходное сопротивление в месте дефекта не более 5,0 кОм. При несоответствии последнего условия может быть выполнен прожиг кабеля (прожигание изоляции для уменьшения переходного сопротивления). Упрощенный пример электрической схемы для метода петли показан ниже.
Устройство для поиска повреждения кабеля методом петли
Обозначения:
- Г – гальванометр.
- R1 и R2 – переменные резисторы, измерение сопротивления которых осуществляется после уравновешивания моста.
- Lk – длина КЛ.
- L – расстояние до дефектного участка.
- 1 – токопроводящие элементы кабеля.
- 2 – перемычка между целой и дефектной жилой.
После уравновешивания моста, расстояние до обрыва вычисляется по формуле: .
Метод накладной рамки
Данный вариант поиска повреждения в КЛ можно рассматривать в качестве одной из разновидностей индукционного способа, когда необходимо найти пробой между токоведущим элементом кабеля и его металлической оболочкой (броней). Данная технология рассчитана на поиск дефектных мест при открытой прокладке кабельных трасс, но ее можно успешно использовать и КЛ уложенных в грунт. В последнем случае требуется выкопать шурфы в зоне локализации дефекта.
Локализация повреждения кабеля методом накладной рамки
Обозначения:
- Накладные рамки.
- Место пробоя изоляции.
Поиск обрыва кабеля в бетонной стене и под гипсокартоном с помощью трассоискателя
В быту также найдется применение для методик дефектоскопии кабеля, особенно когда необходимо определить точное место повреждения скрытой проводки. Вскрытие трассы, особенно, когда речь идет о бетонных стенах, допустимо только при общем ремонте. Поэтому наиболее щадящим способом в данном случае будет применение специальных приборов — трассоискателей. Чтобы не повторятся, рекомендуем к прочтению статью https://www.asutpp.ru/iskatel-skrytoj-provodki.html, где подробно рассматривается данная тема.
Источник
В процессе эксплуатации и на этапе монтажа кабельных линий, проложенных под землей, возникают непредвиденные механические повреждения изоляции и токоведущих жил. Это может быть связано с нарушением нормальных режимов работы, неаккуратным ведением монтажных работ на других коммуникациях, расположенных в нескольких метрах от места прокладки и не относящихся к линии электроснабжения.
Как выполнить поиск места повреждения кабеля под землей и в стене, мы расскажем далее, предоставив существующие методики и приборы для обнаружения аварийного участка.
Чтобы найти место повреждения кабельной линии, необходимо понимать специфику и методику ведения поиска. Процесс необходимо разделить на два этапа:
- Поиск проблемной зоны на всей протяженности линии.
- Поиск места аварии на установленном участке трассы.
Существует несколько методов отыскания поврежденной зоны:
- Импульсный метод;
- Петлевой метод;
- Акустический метод;
- Индукционный метод;
- Метод шагового напряжения.
Импульсный метод.
Данный способ подразумевает поиск повреждения с помощью рефлектометра. Работа прибора основывается на посылании зондирующих импульсов определенной частоты, которые встречая на своем пути препятствие, отражаются и возвращаются обратно к прибору. То есть, прибор располагается с одного конца силового кабеля, что очень удобно и практично. Испытания следует проводить на полностью отключенной линии.
Метод петли.
Данный способ применим при условии, что хотя бы один провод в кабеле остался цел, или рядом пролегает еще один проводник с целыми жилами. Чтобы узнать расстояние до места повреждения петлевым методом, нужно измерить сопротивление жил постоянному току прибором Р333. Это измерительный мост постоянного тока. Это один из первых придуманных методов, применяемых для отыскания места повреждения, и используется он исключительно при однофазном и двухфазном замыкании. Постепенно им перестают пользоваться, ввиду его трудоемкости и большой погрешности в измерениях.
Акустический метод.
Найти обрыв в кабеле акустическим методом можно, создав в месте повреждения разряд с помощью генератора высоковольтных импульсов. В месте обрыва или замыкания появятся колебания звука определенной частоты. Качество прослушивания зависит от вида грунта, расстояния от поверхности до кабельной линии и типа повреждения. Обязательным условием для работы способа является превышение значения переходного сопротивления в 40 Ом.
Метод шагового напряжения.
Метод основан на пропускании по кабелю тока, вырабатываемого генератором. Он создает между двумя расположенными в земле точками разность потенциалов, о которой можно судить по утечке тока в месте аварии. Чтобы найти точку с пониженным сопротивлением изоляции, контактные штыри-зонды устанавливаются так – первый ровно над пролегающим проводником, второй под углом 90 в метре от первого.
Индукционный метод.
Способ очень точно определяет места обрыва, однако его применение связано с прожигом кабеля. При большом переходном сопротивлении необходимо уменьшить его величину путем прожига, используя специальные устройства. Метод основан на пропускании по жиле тока с высокой частотой, который образует электромагнитное поле над кабельной линии. В местах механических повреждений трассы, проводя приемной рамкой, звук будет изменяться. Таким образом, отсутствие звука говорит об обрыве жилы.
Место обрыва провода в бетонной стене поможет найти специальный прибор – трассоискатель. Он представляет собой сочетание приемника и генератора. Данный способ можно ассоциировать с индукционным методом в поиске повреждений кабелей под землей.
Источник
Любые технические устройства, как бы надежно ни были изготовлены, в процессе эксплуатации ломаются, совершают отказы. Бытовая электрическая проводка не является исключением из этого общего правила.
В публикуемой статье на основе личного опыта электрика собраны практические советы домашнему мастеру по поиску места обрыва проводов электропитания и способам устранения обнаруженных неисправностей.
Они дополняются во время изложения материала поясняющими картинками, схемами и видеороликом.
Конструкция провода
Любой бытовой электроприбор работает, когда на него поступает электрический ток от источника напряжения по проводам, кабелям и шнурам питания. Если внутри схемы образуется разрыв, то работа прекращается.
Электрический провод состоит из:
- токопроводящей магистрали, выполненной металлическими жилами из проволоки меди или алюминия;
- слоя изоляции (лак, полимерные покрытия, бумага, хлопок, шелк или другие диэлектрические материалы из их комбинаций).
Металл жилы проводника может быть выполнен:
- многожильной скруткой из тонких проволок:
- или сплошной, монолитной конструкцией.
В быту встречаются провода обоих видов:
- монолитные жилы используются для работы в стационарной схеме электропроводки;
- многопроволочные скрутки из проволочек применяются для передачи высокочастотных сигналов или там, где на металл воздействуют механические изгибающие усилия (шнуры блоков питания, переносных приборов, наушников, других подобных устройств).
Во время изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации на металлическую часть жилы воздействуют не только электрические, но и механические нагрузки. От излишнего усилия она разрушается. Обрыв провода исключает работоспособность электрической схемы. Его необходимо найти и устранить.
Дефекты в шнурах питания
Проблемные места
Чаще всего поломка металлической жилы возникает:
- около корпуса;
- у места крепления вилки или штекера;
- в месте соединения нескольких проводов.
Крепление у корпуса
Электрический провод любого переносного бытового прибора (фена, утюга, дрели и других ручных электроинструментов) выходит из корпуса, в котором он жестко зафиксирован, как показано ниже на фото.
При работе прибора шнур постоянно изгибается. Около места крепления наиболее часто создаются крутящие усилия, воздействующие на металл жилы. Для уменьшения радиуса изгиба со снижением разрушающей нагрузкой используется защитная трубка из резины или пластичных материалов.
Она выполняет свою роль, продлевая ресурс провода, но ограничена по длине. Место возле окончания трубки, как показывает практика, чаще всего создает обрыв провода.
Крепление вилки
Около этого места довольно часто создается изгиб, который со временем может обеспечить обрыв провода.
Другие проблемные участки
Большое количество людей пользуется наушниками. Их проводники выполнены многопроволочным плетением из очень тонких жил: они часто подвергается скручиваниям и деформациям.
При таких изгибах создается обрыв. Чаще всего он происходит около:
- наушников;
- штекера;
- соединителя.
Участки провода, подвергающиеся частым изгибам, наиболее склонны к повреждениям. Они требуют бережного обращения при эксплуатации и пристального внимания во время ремонта.
Методика поиска обрыва провода в шнурах питания
Благодаря относительно короткой магистрали удобно использовать три метода:
- Визуального наблюдения;
- Прощупывания руками;
- Электрических проверок.
Визуальный осмотр
Если внимательно присмотреться к проблемным местам, то можно обнаружить на них следы обрыва по повреждениям изоляции, изменению цвета или снижению общей толщины.
Это явные признаки того, что здесь произошел обрыв провода или он скоро наступит.
Проверка пальцами
Прощупывание
Тонкие проводники от наушников, зарядок и подобных устройств можно аккуратно проверить руками на ощупь.
Их изоляцию следует с усилием понажимать пальцами, немного погнуть в проблемных местах, подвергнуть растяжению или сжатию.
Проверка под нагрузкой
Шнур низковольтных устройств допускается подключить с обеих сторон к блоку питания и работающему прибору, несколько раз изогнуть его в проблемных местах, чтобы наблюдать по поведению устройства о восстановлении или пропадании электрических контактов.
Отдельные провода 220 вольт
Рекомендую выполнять их проверку только при отключенном питании. Работать с проводом под напряжением могут только обученные электрики, обязанные пользоваться электрозащитными средствами, строго соблюдать организационные мероприятия.
Если в проблемном месте потянуть проводник в разные стороны двумя руками, то нагрузка разделенным металлом не будет восприниматься, а ляжет на изоляцию, которая станет растягиваться. Повреждение обрыва металла жилы будет видно при изгибе.
Электрические проверки
Пользование индикаторами и измерительными приборами обеспечивает быстрый и достоверный поиск места, где произошел обрыв провода. Ими можно поочередно прозвонить каждый участок цепи, сразу выявить его неисправность.
Принцип определения электрического сопротивления основан на свойстве тока протекать только по замкнутому контуру.
Электрическое сопротивление металла целой жилы имеет очень маленькую величину. Многие современных приборы при прозвонке дополнительно указывают на него звуковыми эффектами.
Если в проверяемой схеме возникает разрыв жилы, то тока не будет: измерительный прибор покажет сопротивление воздушной среды, которое близко к бесконечности.
Технологию поиска и ремонта провода в наушниках Fhillips показывает владелец видеоролика Антон Баитов.
Неисправности стационарной электропроводки
Для их поиска потребуется:
- учесть особенности схемы;
- подготовить указатели и приборы;
- проанализировать технологию проведения работы при открытом или закрытом способе монтаже.
Схемы прокладки проводов
Монтаж токопроводящих жил может быть выполнен двумя технологиями:
- Открытой прокладкой по стенам;
- Скрытно внутри полостей и штроб строительных конструкций.
В обоих случаях необходимо разобраться с действующей схемой заземления, проверить напряжение, найти фазу, рабочий ноль и защитный РЕ-проводник.
В трехфазной проводке особую опасность представляет обрыв нуля.
За счет перераспределения потенциалов по различным цепочкам на них сдвигается падение напряжения. Это может привести к появлению высоких линейных значений на потребителях, подключенным к фазам при обычной схеме.
Приборы проверки напряжения
Осуществлять поиск неисправности можно:
- емкостным указателем напряжения;
- двухполюсным индикатором;
- тестером или мультиметром в режиме вольтметра;
- контрольной лампой.
Работа с контрольной лампой опасна и запрещена современными правилами.
Этим методом раньше пользовались массово, да и сейчас имеется много его приверженцев.
Информацию о контрольной лампе публикую с целью разъяснения степени рисков, которым подвергает себя человек. Работать ею не рекомендую.
Как определить провод фазы, рабочего нуля и защитного РЕ-проводника
Электрические схемы бытовой проводки создаются по трем правилам:
- Потенциал фазы имеет самую большую величину относительно контура земли, а в его проводах всегда устанавливают коммутационные аппараты и защиты, которыми обесточивают работающие приборы. Фазный проводник отделен от заземления сопротивлением подключенной нагрузки;
- Рабочий ноль подключен к контуру земли на питающей трансформаторной подстанции и может разрываться в квартирном щите вводным автоматом или переключателем, а также срабатыванием защит УЗО и дифференциальных автоматов;
- Защитный РЕ-проводник всегда подключен к заземлению на трансформаторной подстанции и дополнительно может быть соединен с контуром заземления здания в системах TN-C-S и TT. Во время эксплуатации схемы его нельзя разрывать ни при каких обстоятельствах. В нем запрещена установка любых коммутационных аппаратов и защит, действующих на отключение цепи.
Для определения фазы, нуля и РЕ-проводника достаточно:
- выполнить замеры потенциалов участков сети указателями напряжения или индикаторами;
- пользуясь коммутационными аппаратами и защитами уточнить принадлежность каждого провода к действующей схеме заземления.
Оба пункта необходимо проверять комплексно, ибо иначе высока вероятность ошибки.
Для облегчения поиска и монтажа проводов они маркируются расцветкой, которой рекомендуют придерживаться всех монтажников. Например, магистрали защитного РЕ-проводника необходимо обозначать желто-зелеными полосками.
На практике это правило может нарушаться по различным причинам, например:
- пренебрежением нормативами;
- ошибками работников;
- наличием большого запаса проводов другой расцветки, которые необходимо быстро использовать.
Цветовая маркировка изоляции призвана облегчить работу электрика, но судить по ней о состоянии схемы нельзя: необходима проверка участков цепи электрическими замерами.
Дефекты открытой проводки
Эта схема отличается доступным расположением токоведущих магист