Рис.1.3. Кабельные знаки: а - траншея; б - кабельная муфта; в - поворот траншеи под углом

2. Кабельный канал - это закрытое и заглубленное (частично или полностью) в грунт или пол непроходное сооружение, предназначенное для размещения в нем кабелей, укладку, осмотр и ремонт которых можно производить лишь при снятом перекрытии.

Собирают канал из сборного железобетона или монолитных блоков. В помещениях каналы перекрывают плитами на уровне пола, а на неохраняемой территории канал заглубляют в грунт на 300 мм, при пересечениях с автодорогой - на 700 мм и железнодорожными путями - 1000 мм (рис. 1.4).

Размеры каналов:

Ширина - 600…1200 мм, высота - 300…900 мм.

Этот способ прокладки хорошо защищает от механических повреждений, но там, где могут быть пролиты металл или агрессивные вещества, сооружение кабельных каналов не допускается (рис. 1.5).

3. Кабельный туннель - это подземное сооружение (коридор) с расположенными в нем опорными конструкциями для размещения на них кабелей и муфт, позволяющее производить прокладку, ремонты и осмотры со свободным проходом по всей длине (рис. 1.6)

КТ сооружают из сборного ж/б и снаружи покрывают гидроизоляцией. Заглубление - 0,5м.

Проходы в кабельных туннелях, как правило, должны быть не менее 1 м, однако допускается уменьшение проходов до 800 мм на участках длиной не более 500 мм.

Рис. 1.4. Сборные железобетонные каналы: а - лотковые типа ЛК; б - из сборных плит типа СК; 1 - лоток; 2 - плита перекрытия; 3 - подготовка песчаная; 4 - плита; 5 - основание.

Рис.1.5. Варианты прокладки кабелей в кабельных каналах: а - расположение кабелей на одной стенке на подвесках; б - то же на полках; в - то же на обеих стенках на подвесах; г - то же на одной стенке на подвесах, на другой на полках; д - то же на обеих стенках на полках; е - то же на дне канала

Пол туннеля должен быть выполнен с уклоном не менее 1 % в сторону водосборников или ливневой канализации. При отсутствии дренажного устройства через каждые 25 м должны быть устроены водосборные колодцы размером 0,4 х 0,4 х 0,3 м, перекрываемые металлическими решетками. При необходимости перехода с одной отметки на другую должны быть устроены пандусы с уклоном не более 15°.

В туннелях должна быть предусмотрена защита от попадания грунтовых и технологических вод и обеспечен отвод почвенных и ливневых вод.

Туннели должны быть обеспечены в первую очередь естественной вентиляцией. Выбор системы вентиляции и расчет вентиляционных устройств производятся на основании тепловыделений, указанных в строительных заданиях. Перепад температуры между поступающим и удаляемым воздухом в туннеле не должен превышать 10 ?С.

Вентиляционные устройства должны автоматически отключаться, а воздуховоды снабжаться заслонками с дистанционным или ручным управлением для прекращения доступа воздуха в туннель в случае возникновения пожара.

В туннеле должны быть предусмотрены стационарные средства для дистанционного и автоматического пожаротушения.

В туннелях должны быть установлены датчики, реагирующие на появление дыма и повышение температуры окружающей среды выше 50 °С. Коллекторы и туннели должны быть оборудованы электрическим освещением и сетью питания переносных светильников и инструмента.

Протяженные кабельные туннели разделяют по длине огнестойкими перегородками на отсеки длиной не более 150 м с устройством в них дверей шириной не менее 0,8 м. Двери из крайних отсеков должны открываться в помещение или наружу. Дверь в помещение должна открываться ключом с двух сторон. Наружная дверь должна быть снабжена самозакрывающимся замком, открывающимся ключом снаружи. Двери в средних отсеках должны открываться в сторону лестницы и быть снабжены устройствами, фиксирующими их закрытое положение. Открываются эти двери с обеих сторон без ключа.

Прокладка кабелей в коллекторах и туннелях рассчитывается с учетом возможности дополнительной прокладки кабелей в количестве не менее 15 %.

Силовые кабели напряжением до 1 кВ следует прокладывать под кабелями напряжением выше 1 кВ и разделять их горизонтальной перегородкой. Различные группы кабелей, а именно рабочие и резервные напряжением выше 1 кВ, рекомендуется прокладывать на разных полках с разделением их горизонтальными несгораемыми перегородками. В качестве перегородок рекомендуются асбоцементные плиты, прессованные неокрашенные тол-щиной не менее 8 мм. Прокладку бронированных кабелей всех сечений и небронированных сечением жил 25 мм2 и выше следует выполнять по конструкциям (полкам), а небронированных кабелей сечением жил 16 мм2 и менее - на лотках, уложенных на кабельные конструкции.

Кабели, проложенные в туннелях, должны быть жестко закреплены в конечных точках, с обеих сторон изгибов и у соединительных муфт.

Во избежание установки дополнительных соединительных муфт следует выбирать строительную длину кабелей.

Каждую соединительную муфту на силовых кабелях нужно укладывать на отдельной полке опорных конструкций и заключать в защитный противопожарный кожух, который должен быть отделен от верхних и нижних кабелей по всей ширине полок защитными асбоцементными перегородками. В каждом туннеле и канале необходимо предусмотреть свободные ряды полок для укладки соединительных муфт.

Для прохода кабелей через перегородки, стены и перекрытия должны быть установлены патрубки из несгораемых труб.

В местах прохода кабелей в трубах зазоры в них должны быть тщательно уплотнены несгораемым материалом. Материал заполнения должен обеспечивать схватывание и легко поддаваться разрушению в случае прокладки дополнительных кабелей или их частичной замены.

Небронированные кабели с пластмассовой оболочкой допускается крепить скобами (хомутами) без прокладок.

Металлическая броня кабелей, прокладываемых в туннелях, должна иметь антикоррозионное покрытие. Расстояние между полками кабельных конструкций при прокладке силовых кабелей напряжением до 10 кВ должно быть не менее 200 мм. Расстояние между полками при установке огнестойкой перегородки при прокладке кабелей должно быть не менее 200 мм, а при укладке соединительной муфты 250 или 300 мм - в зависимости от типоразмера муфты (рис. 1.7).

Рис.1.6. Расположение кабелей в туннеле: а - туннель прямоугольного сечения; б - туннель круглого сечения; 1 - блок туннеля; 2 - стойка; 3 - полка; 4 - светильник; 5 - зона пожароизвещателей и трубопроводов механизированной уборки пыли и пожаротушения; 6 - силовые кабели; 7 - контрольные кабели

4. Кабельный коллектор - это сооружение, предназначенное для общего размещения кабельных линий, теплопроводов и водопроводов.

Коллектор сооружают из железобетонных конструкций круглого и прямоугольного сечений. Коллекторы круглого сечения делают на глубине не более 5 м закрытым способом. Коллектор снабжен вентиляцией, насосами и управляется с диспетчерского пункта. Необходимо предусмотреть телефонную связь. Размеры коллектора: диаметр - 3,6 м; ширина - 2,5 м; высота - 3,0 м (рис. 1.9).

5. Кабельный блок - это сооружение с трубами (каналами) для прокладки кабелей с относящимися к нему колодцами.

Кабельные блоки сооружают из железобетонных панелей длиной 6 м с 2-3 каналами внутри из асбоцементных или керамических труб. Блоки укладывают на подушку из железобетона и защищают гидроизоляцией. Глубина заложения - не менее 0,7м, а при пересечениях - не менее 1 м. Места стыков панелей заливают раствором, предварительно заложив в зазор жгут из пакли. Через каждые 150 м устанавливают проходные или разветвительные колодцы. Минимальная высота колодцев - 1,8м. Прокладка в блоках наиболее надежна, но менее экономична.

Рис.1.7. Размещение кабелей в коллекторах круглого и прямоугольного сечения: 1 - кабели; 2 - водотрубы; 3 - трубы теплоснабжения

Прокладка кабелей в блоках рекомендуется: в следующих случаях: в местах пересечений с железными и автомобильными дорогами; при большом числе других подземных коммуникаций и сооружений; вероятности разлива металла или агрессивных жидкостей в местах прохождения кабельных трасс; прокладке кабельных линий в агрессивных по отношению к оболочке кабелей грунтах; необходимости защиты кабелей от блуждающих токов.

Для сооружения блоков применяются двух- и трехканальные железобетонные панели (рис. 1.8), предназначенные для прокладки в сухих, влажных и насыщенных водой грунтах, асбоцементные трубы для защиты кабелей от блуждающих токов, керамические трубы для защиты кабелей в агрессивных и насыщенных водой грунтах (при необходимости - и в сухих грунтах). При выборе материалов кабельных блоков следует учитывать уровень грунтовых вод и их агрессивность, а также наличие блуждающих токов.

Рис.1.8. Схема протяжки кабеля в кабельном блоке: 1 - барабан с кабелем; 2 - угловой ролик; 3 - кабель; 4 - разъемная воронка; 5 - канат; 6 - ролик для каната; 7 - установка для контроля тяжения

В местах изменения направления трассы или глубины заложения блоков, а также на прямолинейных участках большой длины выполняются кабельные колодцы. Число колодцев на прямых участках блока должно быть минимальным, при этом расстояние между соседними колодцами следует принимать максимально возможным с учетом строительных длин кабелей, допустимых усилий тяжения и условий прокладки.

Габариты кабельных колодцев должны обеспечивать нормальные (условия протяжки кабелей с максимальным сечением (3 х 240) мм2 с радиусом изгиба кабеля R = 25 d, замену их в случае надобности, установку соединительных муфт с защитными металлическими кожухами длиной 1250 мм.

Кабельные колодцы выполняются из кирпича или сборного железобетона и бывают следующих типов: проходной прямого типа, угловой - для изменения направления блочной канализации с углами поворота 90, 120, 135 и 150°, тройниковый прямой и с углом поворота 120 и 150°, крестообразный.

Уклон пола колодца должен составлять 0,003 в сторону водосборника. Решетка водосборника должна быть металлической. Установка закладных деталей под кабельные конструкции производится в процессе монтажа колодцев.

Горловины (лазы) кабельных колодцев должны быть круглыми или, овальными и закрываться двойными металлическими крышками. На нижней крышке необходимо предусмотреть приспособление для снятия люка. Люки круглой формы рассчитаны только на одностороннюю протяжку кабелей, их диаметр должен быть не менее 700 мм, люки овальной формы рассчитаны на двустороннюю протяжку кабелей большой длины сечением до 185 мм3. Ширина овального люка - 800, длина - 1800 мм. Кабели сечением 240 мм2 и выше следует протягивать без петли, в одну сторону. Колодцы должны быть снабжены стальными скобами или металлической лестницей для спуска. В связи с тем что кабельные колодцы - это дорогостоящая часть блочной канализации, рекомендуется при переходе с блочной канализации на траншейную применять кабельные камеры. При выполнении блоков из асбоцементных труб внутренние поверхности труб и их стыки должны быть смазаны битумом марки БН-IV, разведенным в керосине (2 массовые части битума и 1 массовая часть керосина). При сухих грунтах все наружные поверхности труб и их стыки необходимо защитить окрасочной гидроизоляцией в два слоя, а при влажных и насыщенных водой грунтах - оклеечной гидроизоляцией в два слоя.

У блоков, выполненных из керамических труб, в агрессивном грунте пустоты между трубами должны быть заполнены бетоном, в неагрессивном грунте - бетон нужен только в местах соединения труб, а остальная часть должна засыпаться песком или просеянным грунтом.

Глубина заложения кабельных блоков (считая от верхнего кабеля) должна быть не менее 1 м при пересечении улиц и площадей и 0,7 м во всех остальных случаях. В производственных помещениях и на закрытых территориях глубина не нормируется.

Трасса кабельных блоков прямолинейная. При пересечении инженерных сооружений трасса подходит перпендикулярно их оси. Допускается отклонение от прямого угла, но не более чем на 45°, если это продиктовано особенностями расположения места ввода блоков в здание или наличием сооружений, построенных на трассе.

Каждый кабельный блок должен иметь 10 % резервных каналов, но не менее одного канала.

6. Кабельная эстакада - это надземное или наземное открытое горизонтальное или наклонное протяженное кабельное сооружение. Различают проходные и непроходные эстакады. Изготавливают их из железобетона или стального проката. Расстояние между опорами - 12 м. На проходных эстакадах должны быть устроены лестничные входы, расстояние между которыми - около 150 м. В полу эстакад сооружают монтажные проемы. При небольшом числе кабелей их прокладывают по технологическим эстакадам. Этот способ прокладки, несмотря на высокую стоимость, удобен и находит все большее применение.

7. Кабельная галерея - это полностью или частично закрытая эстакада.

Прокладка кабелей напряжением до 10 кВ сечением до 240 мм2 на эстакадах и в галереях применяется для прокладки межцеховых электрических сетей по территориям промышленных предприятий. Специальные кабельные эстакады необходимо оборудовать для прокладки кабелей по территориям химических и нефтехимических предприятии, где не исключена возможность разливки веществ, разрушительно действующих на оболочки кабелей. Допускается использовать технологические эстакады для совмещенной прокладки трубопроводов и кабелей. Кабельные эстакады выполняются непроходными железобетонными и металлическими, проходными железобетонными, металлическими и комбинированными. Непроходные эстакады выполняются таким образом, чтобы была возможность обслуживания их со специально оборудованных машин.

На рис. 1.11 представлены галереи, кабельные эстакады с солнцезащитными козырьками и без них, различных исполнений из унифицированных элементов. При совмещенной прокладке трубопроводов и кабелей эстакады выполняются индивидуально. Для кабельных эстакад приняты основные расстояния между опорами 6 и 12 м. На отдельных участках трассы при необходимости расстояние между опорами может быть 9 м. Основная высота сооружения эстакад от полотна автодороги равна 5 м. На территориях, где отсутствуют пересечения с дорогами, высота должна оставаться 2,5 м (от планировочной отметки земли) с переходами в местах пересечения с дорогами на высоту:

5 м - при пересечении с автодорогами;

6 м - при пересечении с не электрифицированными железными дорогами (от головки рельса);

7,1 м - при пересечении с электрифицированными железными дорогами (от головки рельса).

Углы поворотов эстакад, ответвления, переходы с одной отметки на другую, примыкания к зданиям, вертикальные шахты и лестницы выполняются индивидуально в каждом конкретном случае в зависимости от местных условий.

Непроходные эстакады без солнцезащищенных козырьков применяются для прокладки 16, 24 и 40 кабелей с пролетами между опорами 6 м, а для прокладки 24 и 40 кабелей - 12 м; проходные одно- и двухсекционные эстакады - для прокладки 64 и 128 кабелей с пролетами 6 и 12 м.

Расстояние между полками по вертикали на непроходных эстакадах - 200 мм, на проходных - 250 мм. Расстояние по горизонтали между полками - 1 м, но оно может быть увеличено при разработке конкретного проекта с учетом несущей способности кабельных конструкций. При прокладке кабелей в алюминиевой оболочке сечением жил 50 мм2 и более расстояние между кабельными конструкциями допускаются до 6 м. Стрела провеса кабелей между конструкциями должна быть 0,4 м.

Для прокладки по эстакадам должны применяться кабели без наружного горючего покрова, имеющие антикоррозионную защиту, или с наружным защитным покровом из негорючих материалов.

Расположение кабелей на полках, расстояния между кабелями, установка соединительных муфт и другие условия такие же, что и при прокладке кабелей в туннелях (рис. 1.12).

Рис. 1.9. Прокладка кабелей на кабельных эстакадах и галереях с солнцезащитными козырьками и без них (начало): а - эстакада непроходная; б - эстакада проходная; в - галерея односторонняя; г - галерея двусторонняя; д - галерея трехстенная комбинированная; е - эстакада непроходная без солнцезащитных козырьков; ж - эстакада проходная без солнцезащитных козырьков; 1 - железобетонное основание; 2 - железобетонная колонна; 3 - металлическая колонна; 4 - солнцезащитный козырек; 5 - железобетонная балка; 6 - кабельная конструкция; 7 - кабели; 8 - солнцезащитные панели; 9 - съемные солнцезащитные панели; 10 - профиль стальной; 11 - основные несущие металлические фермы; 12 - металлический настил; 13 - металлическая траверса; 14 - железобетонная траверса; 15 - основные несущие железобетонный балки

Рис. 1.10. Прокладка кабелей на кабельных эстакадах и галереях с солнцезащитными козырьками и без них (продолжение): 16 - огнезащитная перегородка; 17 - стойка; 18 - плита; 19 - соединительная муфта; 20 - контрольные кабели; 21 - пучок кабелей сечением до 16 мм2

Рис.1.11. Общий вид эстакады туннельного типа: 1 - барабан с кабелем; 2 - кабель; 3 - угловой ролик; 4 - линейный ролик; 5 - канат; 6 - лебедка.

В зависимости от вида сооружения можно проложить следующее количество кабелей: земляная траншея - 6, кабельный блок - 20, кабельный канал и эстакада - 24, кабельная галерея - 56 и кабельный туннель - 72.

1.3 Выбор и применение кабелей

Определение областей применения силовых кабелей в зависимости от условий их прокладки и эксплуатации производится в соответствии с едиными техническими указаниями (ЕТУ по выбору и применению электрических кабелей), в которых предусматривается широкое использование кабелей в алюминиевой и пластмассовой оболочках вместо кабелей в свинцовой оболочке*.

Механические воздействия на кабель, возникающие при его прокладке, определяются сложностью (конфигурацией) кабельной трассы.

* Применение силовых кабелей в свинцовой защитной оболочке предусматривается для подводных линий, запыленных и особо опасных коррозийных сред и др.

При прокладке в земле одной строительной длины кабеля к сложным участкам относят трассы более чем с четырьмя поворотами под углом 30° или прямолинейные -- более чем с четырьмя переходами в трубах длиной более 20 м, или более чем с двумя переходами в трубах длиной более 40 м. Прокладка кабеля в трубах более чем с двумя поворотами при длине труб более 20 м, а также с четырьмя (и более) протяжками через огнестойкие перегородки, не считая подводов кабелей к электрооборудованию, также считается сложной. Все остальные участки с меньшим числом поворотов или переходов в трубах относятся к несложным.

На сложных участках трасс во избежание повреждения ПВХ шланга не рекомендуется применять кабели марки ААШв и кабели с однопроволочными алюминиевыми жилами сечением 3 х 150 --3 х 240 мм2. При значительных растягивающих усилиях* рекомендуют применять кабели, бронированные круглыми или плоскими стальными проволоками.

* Значительными растягивающими усилиями называют усилия, возникающие в процессе эксплуатации кабелей, прокладываемых в насыпных, болотистых, пучинистых и многолетнемерзлых грунтах, воде, а также на вертикальных участках.

Для помещений с температурой окружающей среды выше 50 °С, но не превышающей предельную длительно допустимую температуру жил кабелей, допускается применение обычных кабелей со сниженными допустимыми токовыми нагрузками или сокращение срока их службы. При воздействии на кабель вибрации применяют алюминиевую или пластмассовую оболочку.

Применение в этих условиях кабелей со свинцовой оболочкой не рекомендуется из-за возможных механических повреждений. Сведения по выбору марок силовых кабелей для различных условий прокладки приведены в табл. 6, 7, контрольных - в ГОСТ 1508.78.

2. Определение мест повреждения в кабельных сетях

2.1 Виды и характер повреждений кабельных линий

Электрические сети состоят из отдельных элементов, связанных между собою. С точки зрения ОМП к отдельным элементам целесообразно отнести КЛ и ВЛ, трансформаторы, РУ, щиты управления, вводы, а также электродвигатели и различные электроприемники (например, светильники, электропечи).

В элементах электрической сети возникают как устойчивые, так и неустойчивые повреждения изоляции и токоведущих частей. Неустойчивые повреждения могут самоустраняться, оставаться неустойчивыми или переходить при определенных условиях в устойчивые.

В изоляции КЛ неустойчивые повреждения в большинстве случаев возникают вследствие специфических свойств бумажно-масляной изоляции. При ее пробое в разрядном промежутке создаются условия, способствующие гашению электрической дуги. Аналогично происходит в маслонаполненных силовых и измерительных трансформаторах. На фарфоровых изоляционных конструкциях РУ неустойчивые повреждения обусловлены, как правило, случайными набросами или поверхностными перекрытиями при повышенном увлажнении или загрязненности. Необходимо подчеркнуть, что количество неустойчивых повреждений значительно превосходит количество устойчивых.

Ниже приведено распределение кратности повторения кратковременных пробоев до устойчивого повреждения для 106 кабельных линий (указано число повторений без учета полного пробоя - устойчивого замыкания):

Распределение интервалов времени от первого кратковременного пробоя, относящегося к данному месту повреждения, до возникновения установившегося повреждения для этих же 106 случаев следующее:

Приведенные данные свидетельствуют о постепенности развития повреждений в кабельных сетях. При этом 82 % рассмотренных случаев относились к пробою изоляции КЛ, а 18 % - к пробою изоляции остальных элементов сети. Следует отметить, что по многолетним данным, в кабельных сетях 6…10 кВ около 90 % причин автоматических отключений приходится на повреждения КЛ, а 10 % - на повреждения остальных элементов этих сетей.

Сочетание сигнализации кратковременных замыканий на землю с ОМП в кабельных сетях может существенно сократить число устойчивых повреждений.

По видам повреждения подразделяются на короткие замыкания (в сетях с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов также «замыкания на землю») и обрывы. Короткие замыкания, бывают однофазными (однополюсные) и междуфазные (двух- и трехфазные, как с «землей», так и без «земли»). Для сетей с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов существенное значение имеют также двойные замыкания на землю, т. е. замыкания двух фаз на землю в разных точках электрически связанной сети.

В большинстве случаев обрывы жил КЛ выявляются после отключения КЗ на линии. Однако встречаются случаи возникновения обрывов и без КЗ. На КЛ напряжением ниже 1000 В возникают обрывы жил (растяжки) без КЗ в тройниковых соединительных муфтах, вызванные отсутствием тока нагрузки, например в ночное время.

Распределение КЗ по видам зависит от класса изоляции и конструкции элементов сетей. По данным, однофазные КЗ составляют примерно 65 %, двухфазные и двойные замыкания на землю -20 %, двухфазные замыкания «без земли» - 10 %, трехфазные замыкания - 5 %. Из этой информации следует, что в подавляющем большинстве случаев (примерно 85 %) происходит «замыкание на землю» или однофазное КЗ.

Для ОМП КЛ важное значение имеет статистическое распределение повреждений по ее элементам. По данным анализа 3649 аварий КЛ, 13,5 % повреждений приходится на соединительные муфты, 16,5 % - на концевые муфты и заделки, остальные 70 % - «целые» места кабеля. При этом на электрические пробои изоляции в «целом» месте приходится 40 % случаев и на механические -60 %. Характерным результатом профилактических испытаний КЛ является большая относительная повреждаемость концевых и соединительных муфт, достигающая суммарно 40…45 % (против 30 % при авариях). Это указывает, в частности, на эффективность профилактической отбраковки концевых и соединительных муфт.

Для выявления повреждений силового трансформатора существенное значение имеет их статистическое распределение по видам изоляции (на корпус, между обмотками, между витками). В частности, на основе анализа 376 повреждений трансформаторов было установлено, что 17,6 % случаев составили витковые замыкания. Этот тип повреждения не может быть выявлен при испытаниях повышенным напряжением.

2.2 Структура системы поиска мест повреждений

Разнообразие видов и характера повреждений, а также структуры и условий работы электрических сетей не позволяет разработать какой-либо универсальный метод ОМП. Еще более сложно создать какую-либо универсальную аппаратуру. Достаточно отметить, что необходимо находить повреждения как в сверхмощных и сверхдальних электропередачах, так и во внутренних проводках к отдельным светильникам при расстояниях в несколько метров.

К защите линий и сетей, а также разного типа повреждений к методам и устройствам ОМП предъявляются различные требования, обусловленные технико-экономическими факторами. Удовлетворить эти требования удается только при совокупном применении методов и средств ОМП как системы с единой структурой для всех типов линий и сетей при любом характере повреждений.

Структурная схема системы ОМП, приведенная на рис. 2.1, включает четыре последовательные операции: определение поврежденного элемента; прожигание изоляции в месте повреждения; дистанционное ОМП; топографическое (трассовое) ОМП.

Выделение поврежденного элемента во многих случаях осуществляется автоматически при срабатывании селективной релейной защиты. Если при срабатывании релейной защиты автоматически выделяется (отключается) группа элементов (например, последовательная цепочка линий, РУ и трансформаторов), то выделение поврежденного элемента входит в систему ОМП.

Рис.2.1. Структурная схема системы ОМП в электрических сетях

Определение поврежденных элементов приходится осуществлять не только при авариях, т. е. внезапных КЗ, но и при профилактических испытаниях. Это относится к испытаниям, одновременно охватывающим цепочки элементов или даже участки электрической сети. Способы определения поврежденных элементов зависят от характеристик сетей и видов повреждений. Вторая операция системы ОМП - прожигание. По существу, это подготовительная операция, обеспечивающая возможность использования совокупности методов ОМП. Как будет показано ниже, многие методы ОМП применимы только при переходном сопротивлении в месте повреждения изоляции не более сотен и даже единиц Ом (в отдельных случаях требуются десятые доли Ома). Снизить переходное сопротивление - задача прожигания.

При профилактическом (во время испытаний) пробое изоляции КЛ переходные сопротивления составляют десятки МОм и более. Во многих случаях остаются недопустимо большими для ОМП переходные сопротивления и при аварийных повреждениях. Поэтому прожигание изоляции КЛ в месте повреждения необходимо в подавляющем большинстве случаев. Для этой цели применяются специальные установки.

Как правило, прожигание поврежденной изоляции ВЛ, РУ и трансформаторов не требуется. Это прежде всего связано с характером повреждений изоляции названных элементов. Повторная подача рабочего напряжения на предположительно поврежденный элемент - операция, аналогичная прожиганию. Эта операция позволяет подтвердить наличие повреждения и может привести к снижению переходного сопротивления. Повторное или многократное включение поврежденного элемента - операция, входящая в систему ОМП. Для некабельной изоляции ее лишь условно можно называть прожиганием. Специальные методы и средства необходимы только для прожигания кабельной изоляции.

Общими требованиями к ОМП всех типов и классов линий электропередачи являются быстрота и точность. Наиболее быстро можно произвести дистанционное ОМП, заключающееся в измерении расстояния до места повреждения от конца или концов линии. Однако любое дистанционное ОМП обладает ограниченной точностью.

Для КЛ, проложенной в земле, нельзя достаточно определенно указать место раскопки трассы, соответствующее идеально точно измеренному расстоянию от конца линии. Расстояния до характерных точек трассы КЛ (поворотов, соединительных муфт и т. п.) в исполнительной документации указываются в планах, т. е. в горизонтальной плоскости. В действительности КЛ изменяет свое положение и по вертикали, что не отражается в документации.

Кабель укладывается в траншее без натяга, так называемой змейкой. Степень удлинения за счет такой непрямолинейной укладки учесть сколько-нибудь достоверно нельзя. Поэтому, располагая даже полной документацией, нельзя указать на трассе точку, соответствующую точному расстоянию от конца КЛ, с погрешностью, меньшей 1…2 %. Для КЛ l = 3000 м соответствующая абсолютная погрешность составит ±(30…60) м. В условиях усовершенствованных (асфальтобетонных) покрытий раскопка участка протяженностью 60…120 м совершенно недопустима.

В современных крупных городах абсолютная погрешность для ОМП подземных КЛ не должна превышать ±3м. Даже для коротких КЛ с учетом не идеальности самого дистанционного измерения удовлетворить этому требованию одним дистанционным ОМП нельзя. Пусть, например, погрешность дистанционного измерения составит 1 %, погрешность топографического отсчета на местности - 2 %, тогда для линии длиной 200 м результирующая абсолютная погрешность Dl = ±200 + 0,022 = ±4,5 м. Таким образом, дистанционное ОМП позволяет быстро указать фактически не место повреждения, а зону его расположения. Требованию точности дистанционное ОМП может удовлетворить лишь на очень коротких линиях (l < 100м). Для подавляющего большинства длин КЛ необходим, следовательно, еще один метод ОМП - топографический (трассовый).

Топографическое ОМП - это определение искомого места на трассе, т. е. топографической точки расположения места повреждения. Точность современных топографических методов для КЛ не ниже ± 3 м. Но ограничиться использованием только топографических методов, обеспечивающих необходимую точность, тоже нельзя, так как при этом не удовлетворяются требования быстроты ОМП (не более нескольких часов). При использовании топографических методов необходимо перемещаться со специальной аппаратурой по всей трассе КЛ. Знание же указанной дистанционной зоны повреждения позволяет ограничиться пределами этой зоны, т. е. резко сократить время поиска.

Рис.2.2. Схема классификации методов ОМП

На рис. 2.2 представлена схема классификации методов ОМП. Различают следующие методы ОМП:

1) дистанционные и топографические;

2) высокочастотные и низкочастотные.

Низкочастотные методы ОМП связаны с принципиальным различием электрических процессов в объектах измерения (проводах и кабелях), в существенно разных частотных диапазонах.

Под низкочастотным диапазоном (fн) будем понимать частоты от нуля (постоянный ток) до нескольких килогерц. При этом для воздушных линий fн = 0…1 кГц, для кабельных линий fн = = 0…10 кГц. К высокочастотному диапазону (fв) отнесем частоты, превышающие несколько десятков килогерц. При этом для воздушных линий fв = 30…1000 кГц, для кабельных линий fв = = 60…106 кГц. Диапазоны частот 1…30 кГц для ВЛ и 10…60 кГц для КЛ не используются в практике ОМП. Это означает, что между двумя используемыми частотными диапазонами разница весьма существенная.

2.3 Характеристика высокочастотных методов ОМП

Как видно из схемы классификации, приведенной на рис. 2.2, к высокочастотным методам относится только часть дистанционных методов ОМП. Прежде всего рассмотрим импульсные методы, принцип действия которых основан на измерении интервалов времени распространения электромагнитных волн (импульсов) по участкам линий.

Рис.2.3. Схема классификации импульсных методов ОМП: 1 - импульсные методы; 2 - локационные методы; 3 - волновые методы; 4 и 5 - волновые односторонние и двусторонние измерения; 6 и 7 - предварительная и последующая посылки хронирующих сигналов