M E T O D Y P O M I A R Ó W

Transkrypt

1 Obecnie budowane modu y i laboratoria pomiarowe wyposa ane s w takie techniki pomiarowe, aby eliminowa ca kowicie procesy preparowania miejsca uszkodzenia (dopalanie). Jednak e, modu lub funkcja dopalaj ca mo e by do czona do proponowanej aparatury ka dorazowo na yczenie klienta. 1. Metodologia wykonywania pomiarów w kablach energetycznych: a) Identy kacja miejsca wyst puj cego uszkodzenia w konstrukcji kabla Istotnym jest aby okre li w jakim po czeniu wyst puje nasze uszkodzenie. Uszkodzenia kabli mo na podzieli pod wzgl dem miejsca wyst powania na nast puj ce: 1. Uszkodzenie pomi dzy y ami kabla wielo y owego 2. Uszkodzenie y y ( y ) do ekranowania kabla 3. Przerwa wzd u na ci g o ci y y lub ekranowania kabla 4. Zwarcie doziemne (uszkodzenie y a-doziemienie) lub nieszczelno pow oki (ekran-doziemienie) 5. Lub wielokrotno powy szych uszkodze. w badanym kablu. Do lokalizacji wst pnej stosuje si kilka zamiennych technik lokalizacyjnych. a) Bezpo redni pomiar impulsowo-echowy 2. Pomiar rezystancji uszkodzenia Wyst puj ce uszkodzenia mo na podzieli pod wzgl dem rezystancji na nast puj ce: 1. Uszkodzenie typu zwarcie metaliczne (gdzie rezystancja uszkodzenia wynosi praktycznie 0 Ω) 2. Uszkodzenie niskoomowe (uszkodzenie o rezystancji do oko o 500 Ω) 3. Uszkodzenie typu przerwa wzd u na (uszkodzenie mierzone z obu ko ców niesko czona rezystancja) 4. Uszkodzenie wysokoomowe (uszkodzenie o rezystancji powy ej 500 Ω) 5. Uszkodzenie zanikaj ce (uszkodzenie pojawiaj ce si chwilowo o rezystancji grubo powy ej 500 Ω) 6. Uszkodzenie doziemne (uszkodzenie izolacji zewn trznej i zwarcie doziemne) 3. Wst pna lokalizacja uszkodze w kablu (pomiar odleg o ci do uszkodzenia) Przy kablach o znacz cej d ugo ci istotny jest pomiar wst pny odleg o ci uszkodzenia od miejsca naszego pod- czenia. Je eli kabel jest krótki, np. w systemie o wietlenia ulicznego pomi dzy lampami, lokalizacj wst pn mo na pomin. Lokalizacja wst pna pozwala okre li szacunkow odleg o od miejsca pod czenia do miejsca uszkodzenia Metod t stosuj si dla uszkodze typu zwarcie metaliczne, uszkodze niskoomowych i przerw wzd u nych ci g o ci y kabli. Pomiar wykonywany jest za pomoc reflektometru (w literaturze spotyka si oznaczenia: echometr, lokalizator echowy, lokalizator impulsowo-echowy, TDR i inne). Reflektometr wysy a impuls pomiarowy i rejestruje jego odbite echo od miejsca uszkodzenia w kablu. Znaj c pr dko propagacji V mo emy okre li czas potrzebny na przebycie impulsu pomiarowego pomiarowego tym samym drog jak impuls przeby czyli d ugo odleg o do uszkodzenia. Jako, e impuls pomiarowy musi przebiec odleg o do uszkodzenia i z powrotem, w praktyce operuje si poj ciem po owy pr dko ci propagacji V/2. Uszkodzenia typu zwarcie widoczne s w postaci charakterystycznego odgi cia echogramu do do u, przerwa wzd u na lub koniec kabla b d widoczne w postaci charakterystycznego odgi cia echogramu do góry. W praktyce pomiar mo e by wykonany jako bezpo redni, ró nicowy, porównawczy dwóch lub wi cej faz oraz porównawczy z pomiarem zapisanym w pami ci reflektometru. 17

2 Dla uszkodze wysokoomowych i zanikaj cych mamy kilka zamiennych metod wysokonapi ciowych: c) Przebieg fali udarowej b) Odbicie od krótkotrwa ego uku wietlnego 18 Metoda taj jest najbardziej skuteczn metod we wst pnej lokalizacji uszkodze kabli. Metoda ta eliminuje ca kowicie proces dopalania w lokalizacji uszkodze kabli. Pomiar wykonywany jest dwustopniowo. Najpierw wykonujemy typowy bezpo redni pomiar impulsowo-echowy, z tym e na tym wyniku pomiaru nie mo emy jednoznacznie okre li miejsca uszkodzenia ze wzgl du na zbyt wysok warto rezystancji uszkodzenia. Ilo odbitego impulsu z miejsca uszkodzenia wysokoomowego jest za ma a aby jednoznacznie wskaza miejsce uszkodzenia. Drugi etap to w czenie stabilizatora uku i wykonanie krótkotrwa ego przebicia w miejscu uszkodzenia. Z warunków zycznych, pal cy si uk elektryczny o czasie trwania oko o 20 ms wykazuje rezystancj oko o 0. S wi c to idealne warunki do wykonania odbicia impulsu z re ektometru. Proces wykonywany jest przez nasze urz dzenia automatycznie i drugi pomiar nak adany jest automatycznie na pierwszy. Do miejsca uszkodzenia oba przebiegi s praktycznie takie same. Pierwsze wyra ne odchylenie echogramów wzgl dem siebie to w a nie miejsce uszkodzenia. Co ciekawe rezystancja uszkodzenia po wyga ni ciu uku elektrycznego wraca do rezystancji sprzed pomiaru. Czas palenia si uku elektrycznego jest zbyt krótki, aby mówi o dopalaniu kabla. Inne spotykane w literaturze lub potoczne oznaczenia tej metody: stabilizacja uku wietlnego, stabilizacja uku elektrycznego, podtrzymanie uku, LBS, KLV, ARC Re ection, ARM, ARM Plus, potocznie te z oty strza, itp.). Metoda ta jest skuteczn metod lokalizacji wst pnej uszkodze wysokoomowych i zanikaj cych nawet w bardzo d ugich kablach energetycznych. W miejscu uszkodzenia wykonujemy pojedyncze wy adowanie z generatora udaru. Powsta a w ten sposób samogasn ca fala pr dowa przemieszcza si od miejsca wy adowania do generatora udaru i z powrotem. Proces si powtarza a do samoistnego wyt umienia si fali pr dowej. Ka de przej cie impulsu pr dowego przez sprz gacz pr dowy jest rejestrowane na ekranie re ektometru. Pomiar pomi dzy pozytywnym i negatywnym szczytem przebiegu na fali pr dowej daje wynik odleg o ci do miejsca uszkodzenia. Inne oznaczenia tej metody to: przebieg fali w drownej, fala w drowna, fala udarowa, itp.). d) Przebieg fali napi ciowej

3 Metoda ta jest skuteczna w lokalizacji uszkodze zanikaj cych lub pojawiaj cych si dopiero przy pewnym poziomie napi cia tzw. uszkodzenie iskiernikowe. Tego typu uszkodzenia pojawiaj si najcz ciej w kablach papierowych lub papierowo-olejowych z syciwem ciekaj cym. Uszkodzenie najcz ciej wyst puje w mufach kablowych. Aby dokona pomiaru nale y w czy urz dzenie probiercze napi cia sta- ego i obserwowa pr d up ywu. Je eli pr d up ywu pojawi si od razu oznacza to e mamy do czynienia z uszkodzeniem wysokoomowym i nale y zastosowa metody: odbicia od krótkotrwa ego uku wietlnego lub metod przebiegu fali udarowej. Natomiast w sytuacji, kiedy nie stwierdzimy pr du up ywu nale y zwi ksza napi cie wyj ciowe a do uzyskania przebicia. Przebicie w kablu generuje napi ciow fal oscylacyjn rejestrowan podobnie jak w poprzedniej metodzie, ale przez sprz gacz napi ciowy. Pomiar odleg o ci wykonuje si poprzez ustawienie kursora na dwóch przeciwleg ych szczytach. Inne oznaczenia tej metody to: fala transientalna, metoda przebiciowa, Decay, Decay Plus, itp.). e) Metoda odbicia od preparowanego uszkodzenia (funkcja dopalania z podgl dem) Metoda ta pozwala w czasie rzeczywistym prowadzi podgl d reflektometryczny miejsca dopalania uszkodzenia z jednoczesnym pomiarem odleg o ci do uszkodzenia. Funkcja ta dost pna jest tylko w niektórych laboratoriach pomiarowych. Nale y stosowa ostro nie t metod i g ownie dla kabli papierowych lub papierowo-olejowych. Zastosowanie tej metody na kablach polimerowych mo e doprowadzi do wytworzenia sta ego mostka w glowego i uniemo liwi lokalizacj punktowo dok adn. g) Metoda mostkowa do wst pnej lokalizacji uszkodze pow ok kabli (wst pna lokalizacja doziemie ). Metod echometrycznych (nisko i wysokonapi ciowych) nie nale y stosowa do lokalizacji wst pnej doziemie kabli energetycznych. Dla skutecznej lokalizacji wst pnej doziemie stosuje si metod mostkow z u yciem jednostki wysokiego napi cia 0.5 kv DC oraz galwanometru. Pomiar wykonywany jest bezpo redni ze wskazaniem procentowym d ugo ci kabla lub precyzyjnym wskazaniem w metrach odleg o ci do doziemienia. 4. Wytrasowanie uszkodzonej linii kablowej w terenie Dysponuj c wynikiem odleg o ci do miejsca uszkodzenia, nale y badany kabel wytrasowa w terenie, okre laj c jego tras przebiegu wraz ze wskazaniem orientacyjnego miejsca z lokalizacji wst pnej mierzonego po powierzchni badanego kabla. Do trasowania kabli proponujemy szerok gam urz dze cz stotliwo ci akustycznych z metodami pomiaru: minimum, maksimum i super maksimum oraz identy kacj kierunku przep ywu pr du od/do generatora, funkcja SIGNAL SELECT. f) Wysokonapi ciowa metoda lokalizacji wst pnej ICE Plus Metoda ta jest opatentowan przez SEBA KMT metod lokalizacji wst pnej z u yciem generatora udaru dla kabli wielo y owych oraz dla kabli rozga zionych z mufami typu T. Metoda ta jest wysoce zaawansowan metod pomiarow, któr stosuje si bez u ycia echometru. Komputer pomiarowy kalkuluje odleg o na bazie wprowadzonych danych i wyniku pomiaru z przebiegu fali pr dowej powsta ej z wy- adowania w miejscu uszkodzenia. Metoda ta polecana jest dla kabli niskiego napi cia. Metoda ta jest wyposa eniem opcjonalnym modu u lokalizacyjnego SPG Pomiar napi cia przebicia Nasze urz dzenia zapewniaj kontrol napi cia przebicia w izolacji w celu okre lenia poziomu napi dla metod lokalizacji wst pnej i metod punktowo dok adnych. 19

4 6. Lokalizacja punktowo dok adna (wskazanie miejsca rozkopu) Dla punktowej lokalizacji uszkodze kabli stosuje si nast puj ce techniki i odbiorniki: a) Metoda pola skr tu y Dla uszkodze nisko i wysokoomowych, zanikaj cych oraz przerw wzd u nych stosuje si metod cyklicznych roz adowa generatora udaru w miejscu uszkodzenia. Lokalizacja punktowa polega na wskazaniu miejsca uszkodzenia ponad kablem. Do tego stosujemy specjalny odbiornik, który mierzy ró nic czasu mi dzy przychodz cymi z wy adowania sygna ami: magnetycznym i akustycznym. Wyeliminowano w ten sposób b dy ods uchu akustycznego operatora, który w ten sposób jest precyzyjnie prowadzony nad miejsce uszkodzenia. c) Metoda akustyczna punktowej lokalizacji doziemie Dla uszkodze typu zwarcie metaliczne gdzie nie mo na stosowa cyklicznych wy adowa i ich lokalizacji stosuje si generator akustyczny du ej mocy (powy ej 50 W mocy wyj- ciowej). Generator ten w cza si w uszkodzony obwód i wymusza du y pr d wyj ciowy. Odbiornikiem akustycznym razem z sond przemieszczamy si wzd u kabla lokalizuj c zmieniaj cy si sygna akustyczny (wraz ze zmian pozycji y wzgl dem siebie). Metod ta jest skuteczna dla kabli z minimum dwiema y ami, gdzie zjawisko skr tu y powstaje naturalnie w procesie produkcji takich kabli. W miejscu uszkodzenia kabla sygna zanika. Precyzyjny pomiar mo emy wykona po odkryciu kabla za pomoc ma ej sondy identy kacyjnej. W tej metodzie stosujemy taki sam generator akustyczny jak w metodzie pola skr tu y. Generator jest jednak pod czony inaczej: do y y ze stwierdzonym doziemieniem lub do ekranowania z nieszczeln pow ok zewn trzn. Sygna akustyczny wyp ywa do ziemi, gdzie mo emy go lokalizowa za pomoc odbiornika do trasowania kabli ze specjaln sond pojemno ciow. Inne oznaczenie metody: metoda pojemno ciowa. Dla tej metody nale y precyzyjnie okre li przebieg trasy badanego kabla. d) Metoda napi cia krokowego b) Metoda sejsmiczno-akustyczna 20 Metoda ta stosowana jest do lokalizacji uszkodze pow ok (doziemienia). Stosujemy generator napi cia sta ego z odpowiednim taktowaniem sygna u, który jest w czony do obwodu z doziemieniem. Napi cie ponad kablem to napi cie spolaryzowane w formie leja napi ciowego. Mo emy taki lej skutecznie lokalizowa za pomoc galwanometru i szpic doziemnych. Inne oznaczenie metody: metoda leja napi ciowego. Dla tej metody nie musimy zna precyzyjnego przebiegu trasy badanego kabla.

5 7. Identy kacj uszkodzonego kabla z wi zki kabla lub innych kabli 8. Wykonanie próby wytrzyma o ci izolacji po wykonaniu naprawy kabla Sprawdzenie wytrzyma o ci izolacji badanego kabla po wykonanej naprawie pozwala oceni stan izolacji przed ponownym w czeniem do ruchu. W praktyce wykonuje si próby probiercze napi ciem spolaryzowanym DC w parametrze 5 8 Uo. Napi cie to dopuszcza si jedynie dla kabli z izolacj papierow lub papierowo-olejow. Zastosowanie próby probierczej DC dla kabli polimerowych powoduje degradacj izolacji i jej os abienie, dlatego próby kabli polimerowych powinno wykonywa si napi ciem VLF 0.1 Hz cos2 w parametrze 3 4 Uo. Za pozytywny wynik pomiaru uznaje si brak wyst pienia przebicia podczas trwania próby. Dla badania pow ok kabli stosuje si napi cie spolaryzowane 0 5 kv DC. Tu równie za pozytywny wynik próby uznaje si brak wyst pienia przebicia podczas 1-minutowej procedury badania pow oki. W miejscu rozkupu, w przypadku stwierdzenia obecno ci wi kszej ilo ci kabli, nale y wykona identy kacj kabla przed przeci ciem. Do tych prac oferujemy urz dzenia do gwarantowanej identy kacji kabli metod impulsu pr dowego. Oferujemy urz dzenia dla kabli wy czonych (uszkodzonych) jak równie dla kabli b d cych pod napi ciem (230/400V) oraz dla prac pod napi ciem (identy kacja mój/obcy gwarantowana). Oferujemy urz dzenia probiercze w zakresie: DC kv VLF kv 21