Odreivanje mesta kvara na kablu, poloaj kabla u tlu i naponsko ispitivanje

Brzo i pravovremeno odreivanje mesta kvara kabla ima veliko praktino znaenje: - uteda u vremenu popravka, - brzi povratak sistema u operativno stanje, - znatno smanjenje ukupnih trokova popravka.

Kvarovi na kablovima nastaju usled:

-Unutranjih oteenja: fabrike greke,lo tehnoloki proces pri izradi elemenata kabla, neodgovarajua konstrukcija, starenje izolacije, nepravilna eksploatacija -Spoljanja oteenja: mehanika oteenja kablova pri polaganju, zatrpavanju rovova, usled naknadnih graevinskih radova na trasi, klizita, elektrohemijski uticaji, lutajue struje -Greke nastale u eksploataciji: mehanika naprezanja kabla, delovanje atmosferskih i sklopnih prenapona, starenje izolacije, delovanje hemikalija, vlage i drugih instalacija

Pri pojavi kvara na kablovskoj mrei, najpre treba pronai defektni kabl i odvojiti ga od napajanja i potroaa. Zatim se mora utvrditi o kojoj se vrsti kvara radi, a tek potom pomou neke od metoda lokalizovati njegovo mesto.

Prema vrsti, kvarovi na kablovima mogu se podeliti u tri grupe:

1. Spoj sa zemljom - Kod ove vrste kvara uspostavlja se spoj izmeu jedne ili vie ila sa metalnim omotaem kabla koj je uzemljen. 2. Kratak spoj - Ova vrsta kvara nastaje usled nastanka spoja izmeu dve ili vie ila kabla. 3. Prekid kabla - Ova grupa obuhvata kvarove koji nastaju usled prekida jedne ili vie ila kabla.

Ispitivanje i odreivanje mesta kvara na kablu obuhvata: - ispitivanje (merenje otpora izolacije i naponsko ispitivanje)

- propaljivanje (smanjenje otpora na mestu kvara)

- predlokacija kvara (priblino lociranje mesta kvara) - odreivanje trase kabla (na osnovu dokumentacije ili ispitivanjem) - odreivanje tanog mesta kvara

Zavisno od vrste kvara, pronalaenje defektnog kabla ima izvesne specifinosti. Na osnovu kvalitativnih merenja moe se zakljuiti koja je vrsta kvara u pitanju. Utvruje se na kojim je ilama kabla nastao spoj sa zemljom ili kratak spoj ili koji su provodnici u prekidu. Osim toga, mere se otpori

kvara, odnosno prelazni otpori na mestu kvara izmeu ila ili izmeu ila i metalnog omotaa kabla. Na osnovu ovih merenja bira se odgovarajua metoda za lokalizaciju mesta kvara.

Utvrivanje vrste kvara Utvrivanje vrste kvara najee se izvodi megaommetrima, koji imaju izlazne napone 500, 1000 ili

5000 V, u zavisnosti od nominalnog napona kabla koji se ispituje. Sve ile kabla treba otkaiti na oba

kraja, pri emu ih treba privrstiti tako da budu izolovane, kako meusobno, tako i prema zemlji.

Zemljospoj se ispituje pri iskljuenom naponu i na taj nain to se meri otpornost izolacije svakog

provodnika prema zemlji i izmeu svaka dva provodnika:

Kratak spoj se ustanovljava pomou megaommetra, na taj nain to se krajevi instrumenta vezuju na krajeve dva provodnika sledeim redosledom: 1-2, 1-3, 1-4, 2-3, 2-4, 3-4, gde brojevi oznaavaju brojeve provodnika. Pozitivan kraj megaommetra povezuje se na uzemljenje, a drugi kraj uzastopno na

svaki provodnik kabla. Kod neoteenih ila instrument e pokazati veliku elektrinu otpornost, a ako je provodnik oteen otpornost e biti mala, te se na taj nain otkriva kvar. Kada se izmeu dva provodnika dobije mala vrednost elektrine otpornosti, to je znak da se izmeu njih desio kratak spoj, odnosno da su ta dva provodnika meusobno spojena.

Ispitivanje na prekid kabla

Prekid provodnika se ispituje tako to se na jednom kraju kratko spoje svi provodnici, a ta taka

uzemlji. Pozitivan kraj megaommetra se spaja sa uzemljenjem, a drugim krajem se redom ispituje

svaki provodnik. Instrument za sve ispravne provodnike pokazuje malu otpornost ( 0R ), dok

provodnik koji je prekinut ima beskonano veliki otpor.

Na osnovu izvedenih kvalitativnih merenja moe se izvesti zakljuak o vrsti kvara i izabrati pogodna metoda za njegovu lokalizaciju. U savremenoj mernoj tehnici poznata su mnoge metode za

odreivanje mesta kvara na kablovima. One se primenjuju za odreene vrste kvarova, tako da se mogu na isti nain podeliti i grupisati. Koja e se od njih upotrebiti u konkretnom sluaju zavisi od specifinosti primene kabla, ali vrlo esto i od trenutno raspoloive merne tehnike.

Spoj sa zemljom

U kablovskim mreama spoj sa zemljom je najea vrsta kvara. Najee nastaje na tri nainia. Veliki broj ovakvih kvarova prouzrokovan je udarom pijuka po kablu prilikom polaganja drugih vodova,

nepaljivim rukovanjem teom mehanizacijom i slino. Spoj sa zemljom moe nastati i od neprimetnih oteenja koja nastaju pri transportu i polaganju kablova. Naroito se pri polaganju kablova izvoai radova moraju strogo pridravati tehnikih uputatava koja im za to daju proizvoai. Uzrok spoja sa zemljom mogu biti i dugotrajna preoptereenja provodnika kabla, to se nepovoljno odraava na kvalitet i vek izolacije. Isto tako i prekomerni naponi mogu prouzrokovati ovu vrstu kvara. Kada se merenjem odreuje defektno mesto na kablu, rad se uproava kad u njemu bar jedna ila ostane nepovreena ili kad pored postojeeg postoji i rezervni kabl. Metoda Vitstonovog mosta Mjurajeva (Murray) metoda Ova merna metoda za odreivanje mesta spoja sa zemljom u sutini koristi Vitstonov most. Da bi ona mogla da se primeni neophodno je da postoji jedan ispravan

provodnik u kablu, koji je istog prenika i duine kao i oteeni. Princip merenja ovom metodom prikazan je na sledeoj slici.

Kao izvor struje upotrebljava se baterija nieg napona. Na silci je sa A-B oznaena neoteena ila, a sa C-D ila koja ima spoj sa zemljom u taki Z na udaljenosti X od poetka kabla.Veliine otpora R1 i R2 odreuje poloaj klizaa na otporniku R. Pre poetka merenja treba kratko spojiti krajeve zdrave i oteena ile, odnosno take B i D. Jedan pol baterije vezan je na kliza otpora R, dok je njen drugi pol uzemljen, odnosno vezan za metalni omota kabla. Na taj nain je formiran Vitstonov most ije otpornike u granama ine otpori R1, R2, deo C-Z oteene ile i ispravna ila A-B sa delom D-Z oteene ile. U jednoj dijagonali ovog mosta vezan je galvanometar G, a u drugoj baterija. Veliine otpora R1 i R2 se menjaju sve dok se most ne uravnotei, odnosno dok igla galvanometra ne doe u nulti poloaj. U tom sluaju vai odnos:

2

= 1

+

gde je R specifina otpornost ile, a S veliina njenog poprenog preseka. Poto su ove veliine iste za obe ile to je:

2 = 1 2

Pa se za traenu duinu X dobija:

= 2 1

1 + 2

U sluaju da se ne raspolae zdravom ilom istog preseka i od istog materijala kao oteena, ipak je mogue izvriti merenje, pod uslovom da umesto nje u kablu ili van njega postoji neki drugi pomoni provodnik. On moe bit razliitog preseka od posmatrane ile, a ak ne mora imati ni istu duinu. U takvom sluaju potrebno je izvriti odgovarajua preraunavanja.

Kratak spoj

Odreivanje defektnih mesta kod kablova, nastalih usled kratkog spoja izmeu pojedinih ila kabla, vri se na slian nain kao kod spojeva sa zemljom. Sve opisane metode i aparati takoe ovde se mogu primeniti, s tim to jedan kratko spojeni provodnik treba shvatiti kao zemlju, a za drugi provodnik koji je sa njim u kratkom spoju smatrati da ima spoj sa zemljom. Kao to je bilo i kod odreivanja zemljospoja, u primeni odgovarajuih metoda korisii se eventualno postojea zdrava ila kabla, a ukoliko je nema moraju se upotrebiti pomoni provodnici. Poto se koriste iste metode, sa istim rezultatima, nije potrebno posebno opisivati njihove primene u odreivanju mesta kratkog spoja. Primera radi, prikazana je samo primena Vitstonovog mosta za odreivanje defektnog mesta nastalog usled kratkog spoja dve ile kabla.

Prekid kabla

Pod ovom vrstom kvara podrazumeva se prekid jedne ili vise kablovskih ila. Metode koje se koriste za lokalizaciju ovakve vrste kvara bitno se razlikuju od prethodno opisanih, to je i razumljivo,s obzirom da su i vrste kvara sasvim razliite. Posto se kod ovakvih kvarova ne mogu formirati zatvorene petlje, odnosno grane mosta, pri istraivanju mesta prekida koristi se kapacitet kabla, odnosno injenica da njegove ile meusobno ili prema zemlji (metalnom omotau kabla) predstavljaju neku vrstu kondenzatora. U vezi sa tim, potrebno je da izolovanost defektnog

mesta, odnosno ile, bude to bolja.

Lokalizacija kvarova na elektrinim kablovima impulsnom reflektometrijom Ove metode su u odnosu na klasine novijeg datuma, a zasnivaju se na principu emitovanja impulsa i njegove refleksije od mesta kvara. Primenom impulsne reflektometrije dobija se vizuelna predstava o

vrsti kvara i stanju na kablu do mesta kvara, a esto i do kraja kabla. Ona se izvanredno dopunjava sa klasinim mostovskim metodama, a omoguava da se registruje vie kvarova na ispitivanom kablu i da se odgovarajuim postupcima odrede njihove udaljenosti. Osnovu impulsne reflektometrije predstavlja injenica da se na mestima diskontinuiteta du kabla javlja refleksija progresivnog elektromagaetnog talasa. Diskontinuiteti su mesta na kojima se ulazne impedansa voda

i ostatka voda razlikuju od njegove karakteristine impedanse. U praksi su to mesta na kojima je dolo do kvara, ali isto tako do pojave manje ili vee refleksije mogu dovesti i mufovi na kablu, ravanja i tome slino. Reflektovani talasi prate se na ekranu specijslnog osciloskopa.Vreme koje protekne od trenutka emitovanja impulsa do njegovog povratka meri se i deli sa dva. Iz brzine

prostiranja kaja moe da se odredi za poomatrani kabl i vremena kanjenja impulsa, moe da se odredi udaljenost mesta reflektovanja,odnosno mesto kvara.

Postoje jo i druge metode, npr. metoda prenaponskim talasom (umesto niskonaponskog talasa koristi se prenaponski talas proizveden udarnim naponskim generatorom) koji na mestu kvara izaziva proboj

i elektrini luk, reflektuje se od mesta kvara i vraa na poetak ali se i od poetka reflektuje i tako se dobija oscilovanje prenaponskog talasa

Metoda svetlosnog luka je modifikovana metoda prenaponskog talasa: dodato je kolo za formiranje i

oblikovanje impulsa O/mp i fiiter RFE koji ne proputa talas od udarnog genaratora ka radaru U prvoj fazi u kabl se alju impulsi iz radara i snima se referentna kriva (kvar se ne uoava), u drugoj fazi se ukljuuje udarni generator koji izaziva preskok i svetlosni luk na mestu kvara (propaljivanje greke na kablu - smanjenje otpora na mestu kvara) Metoda oscilacija se zasniva na istom principu kao metoda udarnog napona, razlika je to se impuls proizvodi tako to se jednosmernim naponom vri punjenje kapaciteta kabla . Rastojanje do mesta kvara na kablu se odreuje na osnovu periode osilacija koje se snimaju na poetku kabla

Poloaj voda u tlu se ispituje ako nije poznata trasa kablovskog voda. Princip rada instrumenta za otkrivanje trase vodova: oko voda koji provodi struju stvara se elektromagnetsko polje, na osnovu

minimuma indukovanog napona u prijemniku otkriva se poloaj kabla

Kod podzemnih elektroenergetskih vodova esto je potrebno najpre odrediti trasu kabla, kao i

dubinu na kojoj se kabl nalazi. U svetu postoji vie ureaja za to koji rade na principu ultrazvuka, infracrvenih zraka ili elektromagnetnog polja.

Naponska ispitivanja Za naponska ispitivanja vae odredbe regulisane odgovarajuim propisima. Ispitni napon je odreen prema vrsti kabla i njegovom nominalnom naponu.

napon kabla (KV)

papirni kablovi

kablovi sa sintetikom izolacijom

1 6

10 34 25

20 50 50

35 84 84

Jedan od naina za naponsko ispitivanje je metod VLF (Very Low Frequency) ispitivanje veoma

niskom frekvencijom, pri emu se koristi impuls kvadratnog oblika ali sa kosinusnom promenom polariteta