Jak najít místo poškození kabelu – přehled technik

Metody, kterými se přímo zjistí místo poškození kabelu, se nazývají absolutní a zahrnují: indukční metodu; metoda překryvného rámu; akustická metoda; metoda měření potenciálů.

Použití absolutních metod zpravidla předchází nalezení oblasti poškození kabelu pomocí relativních metod.

a) Indukční metoda.

Tato metoda se používá k určení místa poškození kabelu při zkratu mezi žilami a kdy přechodový odpor v místě zkratu není větší než 10 ohmů, dále k určení trasy a hloubky nepoškozeného kabelu a umístění kabelových spojek.

Metoda je založena na záznamu charakteru změny elektromagnetického pole nad kabelem pomocí přijímacího zařízení, když kabelem prochází audiofrekvenční proud. Přijímacím zařízením je anténa, ve které se vlivem střídavého elektromagnetického pole indukuje emf, zesílené zesilovačem a reprodukující zvukové signály pomocí telefonu (viz obr. 20). Jako zdroj proudu je použit generátor audio frekvence 800-1200 Hz s napětím 100-200 V a proudem do 20 A (například generátor OP-2).

Určení místa zkratu mezi žilami se provádí podle schématu na Obr. 20. Vodiče generátoru jsou připojeny k poškozeným žilám kabelu a je přiváděn audiofrekvenční proud. Současně po kabelové trase prochází operátor a poslouchá přes telefon zvuk elektromagnetických vln indukovaných z kabelu v anténě. Zvuk se periodicky mění v souladu se stoupáním kroucení žil kabelu (1-2,5 m). V místě spojek se zvuk zvyšuje, zatímco frekvence klesá. Při přiblížení k místu poškození zvuk signálu zesílí a ve vzdálenosti cca 0,5 m za poškozením se zastaví.

Rýže. 20. Schéma pro stanovení poškození kabelu indukční metodou (a) a charakter změny emf. antény podél kabelu.

Při určování místa poškození je užitečné znát rozložení magnetického pole při průchodu audiofrekvenčního proudu žilami kabelu a povahu změny emf. indukované v anténě (viz obr. 21). Emf indukované v anténě závisí výrazně na umístění antény nad kabelem. Takže při vertikální orientaci magnetické osy antény se maximální hodnota emf, a tedy maximální zvuk, objeví přímo nad kabelem. V této poloze budou otáčky antény protínány maximálním magnetickým tokem. Intenzita zvuku se bude snižovat, jak se anténa pohybuje po kabelu (viz obr. 21, křivka 1). Při horizontální orientaci magnetické osy antény bude minimum zvuku vznikat přímo nad kabelem (viz obr. 21, křivka 2) a intenzita zvuku se zvyšuje s příčným pohybem antény vůči kabelu.

Pro zvýšení spolehlivosti určení místa závady se doporučuje hledat zapínáním generátoru střídavě z jednoho a druhého konce kabelu. Pokud dojde k poškození, zvuk se zastaví na stejném místě.

Emf indukované v anténě klesá úměrně druhé mocnině vzdálenosti od osy kabelu. Aby zvuk nezmizel, je nutné umístit anténu nad osu kabelu co nejpřesněji. Pro zvýšení hladiny zvuku se zvýší proud procházející žilami kabelu.

Rýže. 21. Charakter změny emf indukovaného v anténě pro vertikální (1) a horizontální (2) polohu osy antény a rozložení magnetického pole dvojice proudů s horizontálním (a) a vertikálním (b ) uspořádání kabelových žil.

Určení místa jednofázového zkratu k plášti kabelu pomocí popsané metody je teoreticky možné, ale prakticky obtížně realizovatelné i při rozsáhlých praktických zkušenostech. To je způsobeno tím, že v místě poškození se proud šíří po plášti kabelu v obou směrech a zvuk za místem poškození se tedy na rozdíl od výše uvedeného případu nezastaví. K nalezení takového poškození se používá metoda horního rámu, což je druh indukční metody.

Uvedená metoda se používá i pro stanovení trasy kabelu. Na Obr. Obrázek 22 ukazuje schéma spínání generátoru a povahu změny emf. indukované v anténě a rozložení magnetického pole. V tomto případě, s horizontální orientací magnetické osy antény, indukované emf. má maximální hodnotu nad kabelem (křivka 2), protože závity vinutí antény protíná maximální magnetický tok. Opačný obraz je pozorován, když je osa svisle orientována, protože závity vinutí antény v tomto případě nejsou protínány magnetickým tokem.

Rýže. 22. Schéma určení dráhy indukční metodou (a), charakter změny emf. podél osy kabelu (b), charakter změny emf. při pohybu antény přes osu kabelu (c) a rozložení magnetického pole proudu jednoho jádra (d).

b) Metoda překryvného rámce.

Tato metoda se používá k určení jednofázových zkratů jádra k plášti, když je kabel položen, a také pro kabelová vedení uložená v zemi v předem vykopaných otvorech v oblasti poškození kabelu.

Oblast poškození je určena jednou z metod uvedených v článku 13.4.2.

Horní rám funguje jako anténa a skládá se z obdélníkové cívky, ohnuté do tvaru pláště kabelu a pokrytého ocelovým třmenem pro zesílení emf. páry proudů. Vinutí obsahuje 1000 závitů PEV drátu o průměru 0,1 mm. 23).

Rýže. 23. Schéma pro stanovení uzávěru metodou nadzemního rámu.

1 – ocelový třmen; 2 – vinutí; 3 – plášť kabelu.

K jádru a plášti poškozeného kabelu je připojen generátor zvukové frekvence. Pokud je rám umístěn až k místu poškození na straně generátoru, pak při otáčení rámečku kolem osy kabelu v telefonu zazní dvě maximální a dvě minimální hladiny zvuku při jednom otočení rámu. To znamená, že v kabelu je pole páru proudů procházejících jádrem a pláštěm. Pokud je rám umístěn za místem poškození, pak při jeho otáčení kolem osy kabelu bude slyšet pouze monotónní zvuk, způsobený polem jediného proudu procházejícího pláštěm. Změnou charakteru zvuku se tedy najde místo poškození.

Tato metoda umožňuje poměrně efektivně najít místo poškození kabelu s přechodovým odporem ne větším než několik ohmů a délkou kabelu za místem poškození až 1 km. V jiných případech je nalezení místa poškození pomocí stropního rámu obtížné.

c) Akustická metoda.

Tato metoda zahrnuje vytvoření silných elektrických výbojů v místě poškození, které jsou doprovázeny zvukovými vibracemi. Ty jsou upevněny na povrchu Země pomocí stetoskopu nebo piezoelektrického prvku se zesilovačem. Místo poškození je určeno největším zvukem způsobeným výboji.

Akustická metoda se používá k určení místa poškození, které má povahu „plovoucího“ průrazu, a také při porušení žil kabelu.

K vytvoření výbojů v místě poškození se využívá elektrická energie akumulovaná v kondenzátorech nebo v samotném kabelu nabíjením z usměrňovací jednotky (obr. 24).

Rýže. 24. Schémata pro určení místa poškození akustickou metodou.

a – se stabilním zkratem jádra k plášti kabelu; b – s „plovoucím“ členěním; c – použití kontejneru nepoškozených jader; d – když se přeruší jádro kabelu.

Energie akumulovaná v kondenzátoru nebo kabelu je úměrná nabíjené kapacitě a druhé mocnině použitého napětí a činí 100 J nebo více. Při dosažení průrazného napětí je tato energie ve velmi krátké době spotřebována a v místě poškození dojde k silnému rázu doprovázenému odpovídajícím zvukovým efektem.

Provoz podzemních silových a telekomunikačních kabelů je spojen s prováděním plánovaných a opravných měření a také s lokalizací škod na kabelových vedeních.

Při rutinních měřeních se často kontrolují primární parametry: izolační odpor, odpor smyčky, asymetrie. Pro tyto práce často stačí můstek.

Opravy a restaurování jsou pracnější proces, který vyžaduje dobře vyškolené odborníky a širokou škálu vybavení. Lokalizace závady vyžaduje následující akce:

• Určení přítomnosti závady a její identifikace (voda v kabelu, zlomený pár nebo jádro, poškození izolace, zkrat, přechodné rušení, šum, záměna párů, paralelní odbočky atd.)
• Stanovení vzdálenosti k defektu (můstkovou nebo reflektometrickou metodou).
• Lokalizace poškození na zemi pomocí detektorů cest nebo lokátorů kabelů.

Zjištění přítomnosti závady na kabelu a její identifikace

Nejčastěji se pro zjištění přítomnosti poškození a identifikaci jeho typu používají stejná měření jako při rutinních měřeních. K provádění takových měření se používají kabelové můstky, megohmmetry a měřiče zemního odporu.

V některých případech však dochází k více vadám (několik různých typů vad současně). V tomto případě je obtížné určit, který z nich má největší přínos, protože se navzájem maskují. K určení takových poruch je nutné nejen změřit primární parametry kabelu, ale i sekundární: přeslechy, indukovaný šum, útlum atd. V takových případech by měl být opravárenský tým vybaven několika přístroji: kabelovým mostem, meggerem, analyzátorem šumu a rušení, měřičem útlumu. Existují samozřejmě komplexní analyzátory, které kombinují mnoho funkcí v jednom krytu. Kabelové analyzátory Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL atd. se tak v poslední době často používají pro práci s účastnickými telefonními linkami.

Umožňují změřit všechny primární a sekundární parametry kabelového vedení, odeslat tón k identifikaci páru na zpětném konci, lokalizovat poškození pomocí reflektometrických a mostních metod a dokonce analyzovat kvalitu ADSL/VDSL kanálu simulací. předplatitelský modem.

Určení vzdálenosti k místu poškození kabelu pod zemí

Stanovení vzdálenosti k defektu se provádí jednou ze dvou metod – reflektometrickou (pomocí reflektometrů) a můstkovou (pomocí kabelových můstků). Tyto metody mají značné rozdíly.

Kabelové můstky lokalizují poškození na základě odporu a kapacity kabelu. Při měření používají pomocné (známé dobré) vodiče nebo páry kabelů, což jim umožňuje změřit odpor (kapacitu) dobrého páru, porovnat tyto hodnoty s podobnými hodnotami na poškozeném páru a určit vzdálenost k defektu. . Při měření používají nejčastěji napětí 180V – 500V, což umožňuje určit i drobná poškození izolace kabelu.

Kabelové reflektometry vysílají do páru puls s amplitudou přibližně 20V (šířka pulsu se nastavuje v závislosti na délce vedení) a druh poškození a vzdálenost k němu jsou určeny tvarem a zpožděním pulsů odražených od nehomogenity (vady). Tato metoda vám neumožní odhalit menší poškození izolace, ale snadno odhalí pomíchané páry, paralelní odbočky, Pupinovy ​​cívky atd.

Pro zvýšení efektivity se tyto metody stále častěji spojují v jednom zařízení. V této verzi jsou prezentovány například přístroje IRK-PRO Alfa a KB Svyaz Sova. Analyzátory SideKick Plus a Riser Bond 6000DSL popsané výše mají také takové funkce.

Je třeba poznamenat, že přesnost určení vzdálenosti k defektu zařízením a přesnost lokalizace poškození v kabelu jsou různé věci. Naměřenou vzdálenost je přece jen potřeba přesně změřit, a to je velmi obtížný úkol, vezmeme-li v úvahu rezervy kabelů na spojkách, nerovnoměrnost hloubky kabelu atd. Velkou chybu navíc vnáší nepřesné zadané lineární hodnoty odporu a kapacity nebo koeficientu šíření (a během provozu se neustále mění).

Lokalizace poškození na zemi

Jakmile je známa přibližná vzdálenost k poruše, připojí se k poškozenému páru lokátor nebo generátor lokátoru kabelů a začne se trasování kabelů. S trasováním a hledáním závady na poškozeném kabelu je lepší začít ve vzdálenosti 200-300 metrů od místa závady určené kabelovým mostem nebo reflektometrem, od nejbližší spojky, kabelové skříně nebo jiného místa, jehož umístění je přesně známo. . Navíc, pokud trasování začíná z kabelové skříně nebo krabice, musí být generátor instalován na tomto místě.

Sledování a lokalizace defektů lze provádět paralelně nebo postupně. V prvním případě se trasa nejprve „utluče“ pomocí lokátoru, poté se poškození lokalizuje pomocí lokátoru kabelů. Ve druhém případě se sledování a lokalizace poškození provádí současně: jeden specialista sleduje linii, druhý – lokalizuje poškození. Pro takové případy existují zařízení s jedním generátorem, ale dvěma přijímači, například Poisk-310D-2M (2). Existují i ​​zařízení, která kombinují nejen prostředky vyhledávání a lokalizace poškození, ale také prostředky předběžné diagnostiky a určení vzdálenosti poškození. Mezi nimi můžeme vyzdvihnout zařízení ToneRanger od Greenlee. Mezi jeho výhody patří:

• Vysoká přesnost lokalizace poškození
• Žádná závislost diagnostických výsledků na délce a teplotě kabelu, rozdílu v průřezu žil různých sekcí, počtu sekcí, přítomnosti vody v kabelu a spojkách
• Parametry měření jako např.
• Izolační odpor
• Odpor smyčky
• Kapacita
• Určení vzdálenosti k poškození
• Lokalizace poškození:
• Snížený izolační odpor
• Zkrat
• útes
• Zmatené páry
• Identifikace páru kabelů
• Během měření neovlivňuje přenos informací v sousedních DSL linkách
• Konstrukce odolná proti vibracím a nárazům za každého počasí

Vedení kabelů je podrobně popsáno v části „Směrování a identifikace inženýrských sítí (kabelů, potrubí atd.)“, proto se zde nebudeme zdržovat. Již při trasování je možné lokalizovat některá poškození kabelu, jako je přerušení nebo zkrat páru.

Lokalizace poškození izolace kabelu, jak je uvedeno výše, se provádí pomocí lokátoru kabelů. Jeho součástí jsou kontaktní kolíky (nebo, jak je znázorněno na obrázku, A-rám) a generátor signálu.

Generátor je připojen k vedení a dodává do něj vysokonapěťové impulsy. Lokalizace se provádí pomocí kontaktních kolíků nebo A-rámu s indikátory. A-rám se skládá ze dvou vzájemně spojených kontaktních kolíků, které měří potenciálový rozdíl v bodě a zjišťují, kde proud uniká do země. Bod úniku se určí po odpojení kabelu od standardního uzemnění. K stínění nebo jádru kabelu je připojen uzemněný generátor, který vytváří podmínky pro návrat „vypuštěného“ proudu nejmenším odporem. Kontaktní kolíky nebo A-rám se pohybují rovnoběžně s kabelovým vedením (nad ním) ve směru podezřelého poškození, pravidelně jej zapichují do země a kontrolují hodnoty indikátoru.

V závislosti na umístění defektu ve vztahu k A-rámu (kontaktní kolíky) a generátoru, hodnoty voltmetru kolísají doprava nebo doleva od nuly (plus a mínus). Posun indikátoru na stupnici plus znamená, že poškození kabelu je mezi A-rámem a koncem kabelu, a posun do mínusu znamená, že se zařízení nachází mezi generátorem a A-rámem. Posunutím A-rámu směrem k poškození se určí místo, ve kterém bude indikátor ukazovat opačný směr. Po otočení rámu o 90 stupňů směrem k defektu musíte najít další bod, ve kterém bude indikátor ukazovat opačný směr. Pokud je šipka uprostřed „0“, znamená to, že poškození izolace se nachází přímo mezi body kontaktu se zemí (A-rámy). Tento bod je cílem vyhledávání.

Při lokalizaci poškození se mohou údaje na přijímači lišit v závislosti na hloubce kabelu, heterogenitě půdy (suchá nebo mokrá, písek nebo jíl) a přítomnosti kovových předmětů přímo v blízkosti vedení. Abyste se nenechali rozptýlit hledáním takových „problémů“, musíte zvážit následující:

• v blízkosti poškození se hodnoty indikátoru v jednom bodě prudce změní;
• hodnota maximálních hodnot indikátoru by měla korelovat s hodnotou odolnosti proti poškození;
• Netěsnost lze zkontrolovat „na minimum“ zasunutím kolíků ve větší vzdálenosti od sebe (pokud je v blízkosti více poškození, tato metoda není vhodná).

Závěry

Zda bude proces lokalizace poškození kabelů v podzemí neúměrně nákladný nebo ne, závisí stejnou měrou na profesionalitě opravářského týmu a schopnostech pulzního lokátoru a kvalitě jeho výkonu. V tomto případě je obzvláště důležité přísloví: „Lakomec platí dvakrát“.

Video – Technologie pro vyhledávání tras podzemních kabelových vedení

Video – Vyhledávání a identifikace inženýrských tras

Video – Elektronické značení podzemních kabelových vedení – praktická aplikace