Анализ методов определения мест повреждения изоляции кабеля

Илюхин Н.Н., К.т.н. Авдеева К. В.

Омский государственный университет путей сообщения, Омск, Россия

Анализ методов определения мест повреждения изоляции кабеля

Аннотация: в статье предоставлен анализ методов определения мест повреждения изоляции кабеля, определен более перспективный метод.

Ключевые слова: покрытие, метод, изоляция, кабель, сигнал, помеха

В настоящее время чаще всего применяются кабели в изоляционном полимерном покрытии. Данное покрытие существенно повышает переходное сопротивление оболочки кабеля, тем самым понижая воздействие блуждающих токов электрифицированного железнодорожного транспорта. Обладая относительно невысокой механической прочностью изоляционное покрытие может быть повреждено в процессе транспортировки, укладки или эксплуатации. В данном случае необходимо точно и оперативно найти, и устранить место повреждения изоляции кабеля.

Трассовые методы определения мест повреждения изоляции кабеля основываются на регистрации составляющих электромагнитного поля. Информативными относительно повреждения изолирующего покрытия свойствами обладают электрическое поле на поверхности земли, создаваемое током, стекающим с поврежденного участка кабеля, амплитуда и фаза вектора напряженности магнитного поля от тока кабеля. Поэтому устройства для определения мест повреждения делятся по принципу действия на контактные и бесконтактные. При реализации контактных методов можно использовать различные формы сигнала и разновидности контактных электродов. Однако технически наиболее просто реализуется импульсная форма сигнала низкой частоты, сочетающая в себе преимущества постоянного тока и защищенность от блуждающих токов электрифицированных железных дорог. Классификация существующих трассовых методов определения мест повреждения изоляции кабелей приведена на рисунке 1 [1].

[pic 1]

Рисунок 1 – Трассовые методы определения мест повреждения изоляции кабеля

Проанализируем основные электрические параметры устройства, реализующие контактный метод. Выходное напряжение и мощность генератора определяются для заданной чувствительности приемного устройства. Для этого находится необходимый потенциал кабеля в местах повреждения изоляции, при котором через повреждение протекает необходимой величины ток, создающий на поверхности земли между двумя точками с расстоянием 1 – 2 м разность потенциалов, превышающую чувствительность приемного устройства. По потенциалу кабеля в местах повреждения изоляции, известному затуханию определяются необходимое значение потенциала и мощность генератора, подключаемого к началу линии.

Рабочая частота для поиска трассы кабельной линии [pic 2][pic 3]. Питание генератора осуществляется, как правило, от сети с напряжением 220 В и с частотой 50 Гц или от аккумуляторной батареи в 12 В. Чувствительность приёмника для поиска трассы – 150 мкВ, а приёмника-искателя мест повреждения находится в пределах (100 – 300) мкВ – (1 – 2) мВ. Питание приемников осуществляется от сухих гальванических элементов, которые должны обладать емкостью, достаточной для непрерывной работы не менее восьми часов.

Точность определения поврежденного участка кабеля во многом определяется соотношением «сигнал – помеха» в точке приема, по этой причине обоснованный выбор мощности генератора испытательных сигналов имеет принципиальное значение. Аппаратура позволяет определять места повреждения кабелей электроснабжения, железнодорожной автоматики и связи без металлических покровов, места повреждения полимерного шлангового покрытия кабелей с алюминиевой или стальной гофрированной оболочкой, определять трассу горизонтальных элементов заземляющих систем электроустановок (в том числе и ЗУ тяговых подстанций как постоянного, так и переменного тока), а также низкоомные опоры контактной сети.