Рис. 9-8. Принципиальные схемы определения мест повреждения акустическим методом.
а — для заплывающих пробоев в муфтах; б — при устойчивом замыкании в месте повреждения; в — с использованием емкости неповрежденных жил.
Акустический метод применяется для определения места повреждения кабельной линии непосредственно на трассе для всех видов повреждения при условии, что в поврежденном месте может быть искусственно создан электрический разряд, прослушиваемый с поверхности земли или воды.
Для создания искрового разряда в месте повреждения в зависимости от вида повреждения кабельной линии применяются схемы, приведенные на рис. 9-8. Для всех трех видов схем в качестве генератора импульсов используется обычная испытательная кенотронная или иная выпрямительная установка, в схему которой дополнительно вводятся конденсатор и разрядник,
Схема по рис. 9-8, а применяется для определения Места повреждения в муфтах при заплывающих пробоях. В этих случаях в месте повреждения всегда происходит между жилой и свинцовой оболочкой достаточно мощный искровой разряд, который может быть прослушан с поверхности земли.
Схема по рис. 9-8, б применяется для определения места повреждения в кабельных линиях в случаях, когда в месте повреждения установилось устойчивое замыкание между одной из жил и свинцовой оболочкой кабеля. Ряд импульсов, мощность и напряжение которых определяют параметрами схемы, подаваемых на поврежденную жилу кабельной линии, позволяет и при таком характере повреждения в большинстве случаев создать в месте повреждения искровой разряд достаточной мощности, который может быть прослушан с поверхности земли. Устойчивое замыкание между жилой и свинцовой оболочкой кабеля при повреждении кабельной линии может быть двух основных видов:
металлическое короткое замыкание жилы кабеля со свинцовой или алюминиевой оболочкой;
замыкание жилы кабеля со свинцовой или алюминиевой оболочкой через обугленный, хорошо проводящий канал в месте повреждения изоляции.
Первый вид однофазного повреждения в сетях 6 и 10 кВ с изолированной компенсированной нейтралью практически происходит очень редко.
Второй вид однофазного повреждения, наоборот, происходит очень часто как при повреждении линии в момент ее испытания, так и при рабочем напряжении сети. В этом случае при пробое с жилы на свинцовую оболочку в слоях бумажной изоляции образуется канал, поверхность которого обугливается по всей длине в момент пробоя. Степень обугливания изоляции в зависимости от вида пробоя может быть различной. При дожигании или при длительной работе линии в режиме однофазного повреждения она обугливается сильнее, и величина переходного сопротивления в месте повреждения уменьшается.
При подаче импульса искровой разряд, возникающий в месте повреждения, механически разрушает угольный мостик на поверхности канала в изоляции, и после нескольких разрядов переходное сопротивление повышается настолько, что в большинстве случаев звук от искрового разряда хорошо может быть прослушан с поверхности земли. Для обеспечения выделения максимальной энергии в искровом разряде в месте повреждения кабельной линии необходимо, чтобы емкость конденсатора в схеме генератора импульсов была достаточно большой, а напряжение заряда конденсатора достаточным, чтобы вызвать искровой разряд в поврежденном месте. При этом надо иметь в виду, что чрезмерно. большое напряжение на фронте волны импульса может вызвать повреждение в других ослабленных местах изоляции линии.
Опыт эксплуатации показывает, что для кабельных линий до 1 кВ напряжение заряда конденсатора не должно превышать 8 кВ; для кабельных линий 6 кВ — 25 кВ; для кабельных линий 10 кВ — 30 кВ и для кабельных линий 35 кВ, выполненных кабелями типа ОСБ, — 50кВ.
При использовании акустического метода для определения места повреждения по схеме рис. 9-8, б возможно применить, например, два и более параллельно включенных конденсатора от батарей типа КМ-6-10-1 емкостью по 1 мкФ.
При определении места повреждения на кабельной линии напряжением 35 кВ следует применять схему по рис. 9-8,в, используя емкость целых жил кабеля.
Слышимость звука искрового разряда с поверхности земли в значительной степени зависит от глубины залегания кабеля, а также от состояния грунта. При глубине залегания кабеля более 2 м в большинстве случаев существующими приемниками звука определить место повреждения не представляется возможным. В зимних условиях, когда грунт мерзлый, слышимость звука от искрового разряда значительно лучше; в болотистых и торфяных грунтах — хуже.
При повреждении линии непосредственно в кабеле в случаях, когда длина канала искрового разряда очень небольшая, сила звука от искрового разряда, получается наименьшая. В этом случае зона слышимости от места повреждения не превосходит 1 м. Если в месте пробоя кабеля, помимо повреждения изоляции, повреждена также свинцовая или алюминиевая оболочка, то сила звука искрового разряда получается большая, и в этом случае зона слышимости от места повреждения при нормальной глубине заложения кабеля достигает примерно 5 м.
Акустический метод с успехом используется для определения места повреждения подводных кабелей. Для прослушивания звука в этом случае пользуются двумя методами. Приемник звука ставится на дно лодки, чем достигается большая площадь соприкосновения с водой. Если разряд в месте повреждения достаточно мощный, то он прослушивается уже на расстоянии 0,5—1 км. Если звук искрового разряда слабый, то для его прослушивания применяют раструб с пьезодатчиком, который опускается в воду. В этом случае звуки разрядов прослушиваются па расстоянии 100—150 м от места повреждения кабельной линии.
Рис. 9-9. Прибор АИП-3М.
В зимних условиях приемник звука устанавливается непосредственно на лед. Зона слышимости с поверхности льда достигает более 100 м.
Применение акустического метода на открыто проложенных кабелях не рекомендуется, так как из-за хорошего распространения звуковых колебаний по металлическим оболочкам кабеля можно допустить большую ошибку в определении места повреждения.
При применении акустического метода придерживаются следующей последовательности выполнения отдельных операций по определению места повреждения в кабельной линии. Предварительно в зависимости от характера повреждения методом колебательного разряда, импульсным или петлевым методом определяется зона повреждения.
Оператор со звукоприемником отправляется в зону повреждения, при этом на поврежденную жилу кабельной линии подаются импульсы с периодичностью примерно 1 имп/с. Идя по трассе в зоне повреждения, оператор ставит приемник звуков на землю и в телефон прослушивает разряды. Если разряды не прослушиваются, то приемник звука переносится на 1—2 м по трассе линии и т. д. Над местом повреждения кабельной линии слышимость искровых разрядов наибольшая.
Для акустического метода требуются генератор импульсов и прибор АИП-3М. Генератор импульсов, как указывалось, состоит из обычной кенотронной установки, в схему которой добавляется разрядный промежуток и конденсаторы высокого напряжения.
Разрядники можно применять различных конструкций, в том числе игольчатые и шаровые. Устанавливать разрядник следует возможно ближе к концевой разделке кабеля.
Прибор АИП-3М (акустический и индукционный прибор), общий вид которого показан на рис. 9-9, состоит из пъезоакустического датчика, трехлампового усилителя с батарейным питанием, головного телефона и выносной индукционной рамки.
