В последние годы беспрожиговые методы поиска повреждений энергетических кабелей получили в России довольно широкое распространение. Особенно это касается импульсно-дугового метода, он же Arc Reflection. И всё-таки возможности использования таких методов в российском электросетевом хозяйстве остаются ограниченными. Это связано с тем, что большая часть кабельных линий остается неоттрассированной, а на таких кабелях одними беспрожиговыми методами и акустическим поиском не обойдешься. Поэтому самой популярной схемой поиска повреждений на энергетических кабелях в России остается и в ближайшие годы останется схема «прожиг - импульсная рефлектометрия - индукционный поиск - подтверждение акустикой».
Рис 1. МПУ-3 "Феникс"
Залог эффективности работы по такой схеме - хороший прожиг. С одной стороны, он должен обеспечивать появление надежного металлического мостика в месте повреждения, для чего требуется большая мощность. С другой стороны, «вкачивание» в кабель большой мощности в процессе прожига не должно приводить к тому, чтобы кабель выходил из строя в других местах.
Нынешнее поколение прожигающих установок, используемых в российском электросетевом хозяйстве, в значительной степени сформировалось под влиянием малогабаритного прожигающего устройства МПУ-3 «Феникс», появившегося еще в 2000 году. Именно технические решения, впервые успешно реализованные в этом приборе, задают требования к сегодняшним «прожигалкам».
Во-первых, это непрерывный прожиг во всём диапазоне рабочего напряжения (у «Феникса» - от 20 кВ до 0). Предыдущее поколение прожигающих установок использовало ручное переключение ступеней оператором, что приводило к прерыванию горения дуги, увеличивало время прожига и создавало возможность для «заплывания» пробоев. В «Фениксе» три источника (20 кВ, 5 кВ и 600/300 В) включены одновременно через диодную линейку и не отключаются, пока идет процесс прожига. Благодаря этому дуга не прерывается ни при падении напряжения, ни при его росте («заплывании» пробоя). Такое решение оказалось возможным благодаря тому, что силовые транзисторы, на основе которых осуществляются преобразования тока/напряжения в «Фениксе», в режиме короткого замыкания имеют почти нулевое энергопотребление. Масляные трансформаторы - основа большинства других прожигающих устройств - имеют существенно большее энергопотребление в режиме короткого замыкания, и держать их все включенными на протяжении всего процесса прожига накладно. Хотя вопрос переключения ступеней без прерывания дуги в таких устройствах решен, при росте напряжения и «заплывании» пробоя более высокий по напряжению источник может оказаться уже отключившимся, и тогда дуга прервется. При работе по «заплывающим» пробоям «Фениксу» и по сей день нет равных.
Во-вторых, это синхронизация работы с устройствами высоковольтного прожига и обеспечение непрерывного прожига от напряжений в 45 - 60 кВ до 0. «Феникс» через диодную линейку скоммутирован с АИД-60П «Вулкан-М», который может начать прожиг с 60 кВ. При падении напряжения до 20 кВ «Феникс» подхватывает процесс, не прерывая дуги. Сегодня все серьёзные производители прожигающей техники применяют аналогичные решения.
Рис 2. Установка МПУ-3 "Феникс" на этапе сборки.
В-третьих, это контроль оператором тока прожига. Это требование особенно существенно при прожиге в кабельных каналах. Неконтролируемый рост тока прожига при падении напряжения в таких ситуациях зачастую приводит к повреждению и выводу из строя соседних кабелей. В «Фениксе» такое невозможно. Каждый из силовых модулей в нем работает как источник тока и выдает, соотв., не более 150 мА, 1,2 А и 20 А. Более того, выпускается версия прибора с ручным ограничением максимального тока прожига: оператор выставляет максимально допустимый ток, и, что бы ни происходило в месте повреждения, ток прожига не поднимется выше установленной величины. Вопрос об ограничении и контроле над током прожига до сих пор решен далеко не всеми производителями прожигающей техники. Некоторыми установками жечь кабели в кабельных каналах просто опасно!
В-четвертых, это эффективное энерговыделение только в месте повреждения. В процессе прожига изоляция не должна повреждаться в других местах. Место повреждения должно быть прожжено таким образом, чтобы для ремонта достаточно было поставить муфту, а не кабельную вставку с двумя муфтами. Именно эту задачу «Феникс» решает очень эффективно:
Рис 3. Установка МПУ-3 "Феникс", встроенная в передвижную электротехническую лабораторию
даже кабели 380 В с виниловой изоляцией не сбрасывают с себя оболочку метрами вокруг места повреждения, а имеют четко локализованное отверстие.
В-пятых, современное прожигающее устройство должно полноценно работать от автономного источника питания ограниченной мощности. Большая часть электротехнических лабораторий сегодня монтируется на шасси «ГАЗели» или её аналогов, а иногда и «Соболя». Разместить в таком шасси полный набор оборудования и электростанцию мощностью более 6 (редко - 8) кВт просто физически невозможно. Чтобы обеспечить прожиг от таких источников питания, разработчики идут на создание прожигающих устройств малой мощности. Платить за это приходится дорогой ценой - временем прожига и его эффективностью. У «Феникса» же собственное энергопотребление очень мало, и работа от электростанции мощностью 6 кВт позволяет вести полноценный прожиг даже в самых сложных режимах.
В-шестых, это работа длительное время без перегрева. На сложных и неудобных повреждениях прожиг может продолжаться несколько часов. Высокое внутреннее энергопотребление прибора приводит к тому, что прибор перегревается, процесс приходится прерывать, и поврежденное место снова «заплывает». Особенно такие ситуации типичны, когда прожиг идет в муфте. За счет малого внутреннего энергопотребления «Феникс» способен без дополнительного вентилирования работать непрерывно более часа даже жарким южным летом, а подмосковной зимой он работает неограниченное время. Более того, дополнительное вентилирование прибора существенно повышает его возможности при работе на жаре.
Наконец, в-седьмых, прожигающее устройство должно быть таким, чтобы его можно было использовать и как носимый автономный прибор, и в составе приборных комплексов, смонтированных на шасси, и в составе электротехнических лабораторий заводского изготовления. Как уже было сказано выше, «Феникс» разработан на основе силовых транзисторов, и все преобразования в нем осуществляются на частоте 20 кГц. Это позволило не применять масла и создать компактный прибор весом 55 кг, при виде которого военные обычно восклицают: «Так его два солдата на руках носить могут!» Несмотря на то, что «Феникс» эксплуатируется уже второй десяток лет, по компактности он по-прежнему превосходит все имеющиеся «прожигалки».