ИЗМЕРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ НЕАВТОМАТИЧЕСКИХ ЛОКАЦИОННЫХ ИСКАТЕЛЕЙ ПОВРЕЖДЕНИЙ
Процесс ОМП с помощью локационных искателей состоит из двух последовательных операций: обнаружения места повреждения и измерения расстояния до него.
Этим операциям на силовых кабельных линиях в большинстве случаев предшествует прожигание. Задача последнего — снизить переходное сопротивление в месте повреждения изоляции до возможно меньшей величины.
Как следует из изложенного в гл. 2, желательно иметь
, где z — волновое сопротивление междупроводного канала.
Для силовых кабелей это единицы или один-два десятка Ом. Для воздушных линий — 150—200 Ом. Однако успешное обнаружение импульса, отраженного от места повреждения, возможно и при существенно больших переходных сопротивлениях. Практически удается обнаружить искомый отраженный импульс при Rп < (3-5)z.
Для этой цели следует тщательно просмотреть с помощью прибора линию, используя способы, изложенные выше в гл. 4. При обрывах жил или проводов в противоположность повреждению изоляции отраженный импульс сохраняет полярность зондирующего. Все современные неавтоматические локационные приборы выполнены так, что отраженный от места обрыва импульс на экране направлен вверх, а от места к. з. (или повреждения изоляции) — вниз.
При обрыве одножильного кабеля с нарушением изоляции может оказаться, что Rп≈ z, и отраженного импульса не будет. Для трехжильных кабелей при однополюсном обрыве с переходным сопротивлением точное согласование получиться не может, но отраженный от места повреждения импульс может быть достаточно малым.
В этих случаях необходимо провести дополнительное прожигание для снижения переходного сопротивления. Рекомендуется также произвести импульсным прибором просмотр линии с противоположного конца, где в месте обрыва величина переходного сопротивления иная. Вообще для обнаружения искомого импульса просмотр линии с двух сторон весьма полезен.
Как было подробно рассмотрено в гл. 2, после отражения от места повреждения импульс возвращается к началу линии и при отсутствии полного согласования сопротивлений (прибора и линии) вновь направляется к месту повреждения, вызывая повторное отражение.
Каждое повторное отражение по абсолютной величине меньше предыдущего. Тем не менее при близких повреждениях на экране можно видеть 5—6 и более повторных отражений.
Следует в основу брать первое отражение, ибо каждое следующее отражение имеет более пологий фронт, чем предыдущее. В зависимости от соотношения сопротивлений линии и прибора повторные отражения могут иметь одну и ту же или чередующуюся полярность. Необходимо по возможности подрегулировать выходное сопротивление прибора, добиваясь минимума повторных отражений.
Рис. 6-12. Примеры импульсных характеристик линий.
1 — неповрежденная воздушная линия 220 кВ; б — поврежденная кабельная линия 10 кВ, 1 — конец линии; 2 — отражение от места транспозиции; 3 — место к. з.; 4 — отражение от соединительной муфты; в, г, б — различные виды повреждения в середине воздушной линии; е, ж, з — различные виды повреждения в конце воздушной линии.
В процессе обнаружения искомого отражения целесообразно переключать длительность зондирующего импульса. При более длительном импульсе относительная величина отражений от места повреждения и от непротяженной неоднородности структуры линии (кабельная муфта, место транспозиции) изменяется в сторону превалирования искомого импульса.
На рис. 6-12 приведено несколько примеров импульсных характеристик линий.
Присоединение прибора к линии осуществляется проводами или кабелем.
Если длина невелика (5—10 м для кабельных линий, 100—200 м для воздушных линий), то выбор их типа и марки произволен. При больших длинах желательно иметь волновое сопротивление цепи подсоединения близким к волновому сопротивлению измеряемой линии. В противном случае цепь присоединения начинает искажать импульсную характеристику (см. гл. 1). Импульсным искателем нельзя проводить измерения на кабелях или линиях произвольно малой длины. Этому препятствует их ограниченная разрешающая способность. Под разрешающей способностью прибора понимают наименьшее расстояние до места отражения, которое может быть измерено.
Основное влияние на разрешающую способность оказывает длительность зондирующего импульса. Ей должна соответствовать достаточная скорость развертки луча ЭЛТ.
Поскольку обычно на коротких участках измерения проводятся без использования усилителя отраженных сигналов, его полоса пропускания частот во внимание не принимается. Прямоугольный импульс напряжения длительностью tи в некоторый момент времени создает напряжение на участке l' = tиv (как бы занимает этот участок).
Если расстояние до места повреждения меньше l'/2, то в точке измерения на зондирующий импульс накладывается отраженный.
Для экспоненциального импульса, длительность которого отсчитывается на уровне 0,5 от максимального значения, различить отраженный импульс, наложенный на «хвост» зондирующего, можно лишь при l>l'.
Принимая для прямоугольного импульса разрешающую способность lр=1,2хl'/2 =0,6tиvв, получим для приборов ИКЛ-5, Р5-1А и Р5-5 (ИКЛ-7) при измерениях на воздушных линиях:
Для экспоненциального импульса, принимая lρ=1,2; 
получим для этих же приборов при измерениях на силовых кабелях:
Для прибора фирмы «Cossor» при tи= 0,02 мксек разрешающая способность составляет 4 м.
Для ОМП на коротких кабелях в ряде случаев применяют искусственное удлинение. Так, в МКС Мосэнерго к прибору Р5-1А придают намотанный на барабан кабель типа РК-19 длиной 110 м. Из результата измерения вычитается длина этого кабеля с учетом соответствующей ей скорости распространения.
В соответствии с изложенным начинать просмотр линии надо с включения наиболее короткого зондирующего импульса и без применения усилителя (на пластинах ЭЛТ). Если же искомое отражение обнаружить не удается (затухание импульса ввиду удаленности места повреждения), то длительность импульса увеличивается. Усиление отраженных сигналов также увеличивается постепенно.
Следует подчеркнуть, что именно процесс обнаружения импульса, относящегося к месту повреждения, составляет главную трудность при локационном методе неавтоматических измерений. Он требует не только знаний, но и значительного опыта.
После обнаружения искомого импульса необходимо провести процесс измерения. Его желательно проводить при схеме включения прибора, обеспечивающей при прочих равных условиях максимальный отраженный импульс. Такая схема включения обычно выявляется в процессе обнаружения импульса. При удаленных повреждениях, как правило, это схема «провод—провод», даже при однополюсных повреждениях. Точкой отсчета является начало фронта импульса, ибо только эта точка перемещается с постоянной скоростью v. Для больших расстояний на воздушных линиях за точкой перегиба, соответствующей началу фронта междупроводной волны, можно различить точку перегиба, соответствующую началу фронта волны «три провода—земля» (рис. 6-12). Надо подчеркнуть, что отсчет берется по начальной точке междупроводной волны. Для приборов с отсчетом по калиброванной задержке развертки совмещать с нулевой меткой (началом развертки) нужно только начальную точку фронта отраженного импульса. Если отсчет производится по линии развертки, то прежде всего надо совместить с какой-либо масштабной меткой начальную точку фронта зондирующего импульса, а затем после подсчета числа полных масштабных интервалов до отраженного импульса перейти к фиксации начальной точки отраженного сигнала.
Зафиксировать эту точку выгодно при максимально возможном коэффициенте усиления (не обращая внимания при этом на изменение всей импульсной характеристики с ростом усиления).
Повышению коэффициента усиления препятствуют помехи, уровень которых может быть различным. Как только уровень -помех на экране составит 5—8 мм, дальнейшее повышение коэффициента усиления ухудшает взятие отсчета.
Если начальная точка фронта импульса вуалируется помехами и не удается ее зафиксировать по характеру части фронта, возвышающегося над помехами, то надо брать отсчет по максимуму импульса. При этом следует использовать рекомендации и данные гл. 4.
Отсчет части последнего масштабного интервала не следует делать на глаз, это снижает возможности реализации точности прибора. Рекомендуется использование накладной масштабной сетки.
Часть последнего масштабного интервала, в котором расположен отраженный импульс, отсчитывается при максимально возможной скорости развертки. После взятия отсчета необходимо произвести уточнение, связанное с величиной скорости распространения импульсов.
Выпускаемые в настоящее время приборы градуируются или в микросекундах, или в единицах длины при фиксированной скорости распространения.
Действительная скорость в общем случае отличается от фиксированной. Поправку можно внести, если известна полная длина контролируемой линии или ее части до определенного места (первой соединительной муфты, места транспозиции и т. п.), по следующей формуле:
где lд — действительное расстояние до места повреждения;
Чем ближе контрольная точка к месту повреждения, тем точнее можно определить последнее. Поэтому настоятельно рекомендуется наносить на карте линии и на ее импульсной характеристике все результаты измерения и фактического расположения имевших место повреждений, ремонтных работ, врезок и т. п.
Повышение точности достигается при измерении линии с двух концов. Если сумма результатов отличается от известной полной длины линии более чем на несколько процентов (при длине кабеля порядка 100 м 10%, при длине кабеля 1 000 м 3—4%), измерение целесообразно повторить. При незначительном отличии искомое расстояние определяется по формуле
Отсчет по прибору следует производить 3—4 раза, беря в основу среднее значение измеряемой величины.
Для ряда конструкций линий скорости распространения и волновые сопротивления приведены в табл. 2-4.