ПРИЕМНИК
ДЛЯ ПОИСКА ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ
В СИЛОВЫХ КАБЕЛЯХ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
ПОЗ-02
№2
Руководство по эксплуатации
ПОЗ-02/2.00.00.00РЭ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Назначение
2. Технические данные
3. Состав
4. Устройство и работа изделия
5. Указание мер безопасности
6. Подготовка к работе и порядок работы
7. Техническое обслуживание
8. Правила хранения и транспортирование
Приложение.
Приемник ПОЗ-02. Схема электрическая принципиальная. Устройство зарядное. Схема электрическая принципиальная.Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для среднего электротехнического персонала, эксплуатирующего приемник ПОЗ-02.
В руководстве используется следующая терминология и сокращения:
· МП - место повреждения кабеля;
· ГОЗ – глухое однофазное замыкание жилы кабеля на оболочку (замыкание, в котором отсутствует искра при наличии напряжения на кабеле, а переходное сопротивление МП находится в пределах 0-1 Ом);
· ИОЗ – искровое однофазное замыкание жилы кабеля на оболочку (замыкание, в котором присутствует искра при наличии напряжения на кабеле, переходное сопротивление МП превышает 10 Ом, а пробивное напряжение находится в пределах 1-50 кВ);
· ГАУВ – генератор акустических ударных волн ( электрический высоковольтный конденсатор большой емкости, периодически разряжаемый на испытуемый кабель);
· ЖКИ – жидкокристаллический графический индикатор (дисплей), используемый в приемнике.
1. НАЗНАЧЕНИЕ
1.1. Приемник для поиска однофазных замыканий в силовых кабелях высокого напряжения
ПОЗ-02 (в дальнейшем - приемник) предназначен для поиска повреждений любого типа в высоковольтных кабелях с металлической оболочкой акустическим и индукционным методами.
Приемник может быть использован:
· для определения места повреждения силовых кабелей типа "однофазного замыкания жилы на оболочку" при переходном сопротивлении места повреждения 0÷1 Ом;
· для определения места повреждения силовых кабелей при переходном сопротивлении более
10 Ом и пробивных напряжениях от 1 до 50 кВ;
· для определения и уточнения места повреждения на кабеле, расположенном в кабельном канале (повреждения любого вида на открытом кабеле);
· для решения задачи выбора кабеля из пучка кабелей.
· определения трассы кабеля и поиска места повреждения индукционным методом
1.2. Приемник предназначен для работы в составе передвижных электротехнических лабораторий, имеющих в своем составе ГАУВ с параметрами:
· емкость накопимкФ;
· напряжение питания 5-10 кВ;
· частота импульсов 0,2-0,5 Гц.
Кроме этого для трассировки испытуемого кабеля ( т. е. определения трассы прокладки кабеля на местности) требуется генератор звуковой частоты мощностью не менее 200 Вт с кварцованными частотами 1024 и 2048 Гц ( например, генератор ГЗЧ-2500).
1.3. Приемник предназначен для эксплуатации в полевых условиях в диапазоне температур окружающего воздуха от минус 10 до +40оС, относительной влажности до 85% и давлении от 600 до 800
мм рт. ст.
ПРИМЕЧАНИЕ. Нижняя граница рабочей температуры определяется работоспособностью при этой температуре ЖКИ и источника питания.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
2.1. Методы поиска повреждения – электроакустический импульсный и индукционный.
2.2. Индикация – осциллографическая (по экрану графического жидкокристаллического индикатора) и слуховая ( по звуку в головных телефонах).
2.3. Наибольшая глубина залегания кабеля при использовании электроакустического метода, м - 1,5
2.4. Погрешность определения места повреждения электроакустическим методом (при глубине залегания кабеля 1 м), не более, - ±0,25м
2.5. Параметры усилителя акустики
2.5.1. Коэффициент усиления – регулируемый от 200 до 50000
2.5.2.Полоса пропускания по уровню 3 дБ, Гц – 170 –1200
2.5.3. Входное сопротивление, МОм, - 2±0,2
2.5.4. Уровень шумов (размах), приведенный к входу, мкВ, не более - 6
2.5.5. Наибольшая амплитуда неискаженного выходного сигнала, В, - 2
2.6. Параметры модуля синхронизации
2.6.1. Коэффициент усиления усилителя – регулируемый от нуля до 2500
2.6.2. Полоса пропускания по уровню 3 дБ, кГц – 1 –20
2.6.3. Чувствительность к импульсному магнитному полю, мА/м, не более - 5
2.7. Параметры индукционного приемника
2.7.1. Частоты настройки, Гц, 1024 ± 2 и 2048±4
2.7.2. Предельная чувствительность к магнитному полю при отношении
сигнал/шум 6 дБ, мкА / м, не более 50
2.7.3. Полоса пропускания в различных режимах работы приведены в табл. 1.
Таблица 1
Режим | Полоса пропускания по уровню -3 дБ, Гц | Полоса пропускания по уровню -20 дБ, Гц |
1024 Гц | 6+ 2 | 50 +20 |
2048 Гц | 12+ 4 | 100 +40 |
2.8. Приемник питается от герметичного аккумулятора напряжением 12,6 В, емкостью 1,3 А-ч. Потребляемый ток, мА, не более:
· при работе в режиме акустики без подсветки ЖКИ - 170;
· при работе в режиме акустики с подсветкой ЖКИ - 2;
· при работе в режимах без ЖКИ - 20
Продолжительность работы без подзарядки, час,
В приемнике имеется возможность оперативного контроля напряжения питания.
2.8. Габаритные размеры и масса приведены в табл. 2.
Таблица 2
Наименование | Габаритные размеры, мм | Масса, кг |
1. Приемник ПОЗ-02 | 290х112х130 | 2,2 |
2. Датчик акустический грунтовой ДАГ-2 | Æ 60 х75 | 0,4 |
3. Датчик акустический кабельный ДАК-1 | 120х55х22 | 0,3 |
4. Ручка изоляционная съемная к датчику ДАК-1 | Æ 20 х250 | 0,1 |
5. Датчик индукционный П805-ДИ2 | 195х55х33 | 0,4 |
6. Ручка - держатель индукционного датчика | Æ25х720 (в работе) 30х60х360 (при транспортировании) | 0,3 |
7. Телефоны головные (R=64 Ом) | 220х180х80 | 0,3 |
8. Устройство зарядное | 60х120х70 | 1,2 |
2.9. Приемник с принадлежностями переносится и эксплуатируется в двух укладочных сумках. Общий вес приемника в комплекте – не более 5,5 кг.
3. СОСТАВ
3.1. Состав и комплектность приемника ПОЗ-02 приведен в табл.3.
Таблица 3
Поз. | Наименование | Кол. | Примечание |
1 | Приемник ПОЗ-02 | 1 | |
2 | Датчик акустический грунтовой ДАГ-2 | 1 | Для работы на грунте |
3 | Датчик акустический кабельный ДАК-1 в комплекте с изоляционной ручкой | 1 | Для работы на открытом кабеле. |
4 | Датчик индукционный П805-ДИ2 | 1 | |
5 | Ручка- держатель индукционного датчика | 1 | |
6 | Телефоны головные | 1 | |
7 | Сумка для приемника | 1 | |
8 | Сумка для принадлежностей | 1 | |
9 | Руководство по эксплуатации | 1 |
4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
4.1. Принцип работы
4.1. Принцип работы поискового комплекса, состоящего из ГАУВ, подключенного к испытуемому кабелю между поврежденной жилой и оболочкой, и приемника ПОЗ-02 с акустическим датчиком (геомикрофоном), который перемещается оператором по трассе кабеля, основан на:
а) эффекте возникновения акустического (звукового) импульса на участке кабеля от места подключения ГАУВ до МП и его отсутствия на участке от МП и до конца кабеля. Этот эффект объясняется импульсным электродинамическим усилием между жилой и оболочкой кабеля от протекающего тока разряда конденсатора ГАУВ;
б) использовании в приемнике метода суммирования выборок акустического сигнала с усреднением и накоплением, что обеспечивает эффективное выделение весьма слабых сигналов на фоне помех;
в) использовании в приемнике синхронизации от электромагнитного импульса тока разряда ГАУВ, протекающего по оболочке кабеля, что обеспечивает привязку к акустическому импульсу;
Вывод информации в осциллографическом виде на ЖКИ обеспечивает возможность определения задержки акустического импульса относительно электромагнитного и, следовательно, расстояния до источника акустических импульсов.
4.2. Функциональная схема приемника показана на рис.1.
Рис. 1
Рассмотрим работу приемника ПОЗ-02 на примере отыскания однофазного замыкания жилы на оболочку в силовых кабельных линиях электропередачи. Отметим, что такой вид повреждения является самым сложным для обнаружения, и определить такое МП на местности существующими методами не удается. Для обнаружения такого вида повреждения предлагается использовать акустический сигнал, возникающий при прохождении импульсного тока между жилой и оболочкой поврежденного кабеля.
В качестве генератора импульсов предлагается использовать батарею конденсаторов с энергией »3-4 кДж (С=300¸400 мкФ и U=5¸10 кВ).
При прохождении импульса тока по кабелю, до повреждения будет возникать акустический сигнал за счет динамических усилий между двумя проводами (жилой и оболочкой). Кроме того, прохождение тока по кабелю вызывает возникновение импульса электромагнитного поля.
Подключение генератора импульсов и возникновение акустического сигнала по длине кабеля показано на рис. 2.
Рис. 2
Приемник работает следующим образом.
Электромагнитный импульс, возникающий за счет растекания тока по грунту, наводит сигнал в электромагнитном датчике синхронизации (рис. 1) и запускает процессорный модуль приемника, который запоминает в цифровом виде сигнал с акустического датчика, усиленный усилителем акустики. После этого процессорный модуль выводит информацию на ЖКИ в виде осциллограммы акустического сигнала ( рис. 3).
Рис. 3.
При повторном прохождении электромагнитного импульса процессорный модуль суммирует акустический сигнал и его величину приводит к среднему значению 
.
Таким образом после прохождения пяти импульсов, на ЖКИ будет отображена осциллограмма среднего значения акустического сигнала. При этом внешние помехи, приходящие не синхронно с электромагнитным импульсом, взаимно компенсируются.
Серию из пяти усредненных импульсов будем называть пачкой. Осциллограмма одной пачки показана на рис. 4.
Рис. 4.
При суммировании нескольких таких пачек удается выделить полезный сигнал, который приходит к акустическому датчику за одно и то же время задержки, равное времени прохождения звуковой волны через грунт на расстояние » 1 м (глубина залегания кабеля). Осциллограмма после суммирования пачек показана на рис. 5. Пунктиром приемник отображает сигнал предшествующей пачки.
Рис.5.
Таким образом, при установке датчика над кабелем во всех точках до повреждения, оператор будет регистрировать появление звукового сигнала на экране через время задержки, равное времени прохождения звуковой волны через грунт на расстояние равное глубине залегания кабеля, а при установке датчика за повреждением акустический сигнал выделяться не будет.
4.2. Принципиальная схема
4.2.1. Схема электрическая принципиальная приемника ПОЗ-02 приведена в приложении 1.
В состав приемника входят следующие узлы:
· А1 – модуль усилителя акустики;
· А2 – модуль индукционного приемника;
· А3 – модуль синхронизации;
· А4 – фильтр питания;
· А5 – модуль процессорный;
· А6 – модуль ЖКИ;
· А7 – конвертор (преобразователь постоянного напряжения в постоянное) напряжения аккумулятора 12 В в напряжение 5 В, необходимое для питания инвертора подсвета ЖКИ;
· А8 – инвертор (преобразователь постоянного напряжения в переменное) подсвета ЖКИ.
Модуль усилителя акустики А1 включает в себя трехкаскадный усилитель звуковой частоты на микросхемах DA1-DA3. Первый каскад DA1 имеет высокое входное сопротивление (не менее 2 М), т. к. источником сигнала служит пьезоэлектрический датчик (геомикрофон), у которого выходное сопротивление находится в пределах 150-200 кОм. Усиление первого каскада изменяется ступенчато путем переключения тумблером S1 резисторов R3, R4 в цепи обратной связи. Плавная регулировка усиления осуществляется во втором каскаде DA2 потенциометром R1 в цепи обратной связи. Третий каскад (DA3, VT1, VT2) является усилителем мощности. Сигнал с него подается на вход процессорного модуля А5 и на телефоны (Х2).
Для обеспечения усиления знакопеременного сигнала все каскады усилителя связаны гальванически, а на неинвертирующий вход первого каскада подано смещение с делителя R7, R8, равное половине напряжения питания.
Конструктивно модуль выполнен на печатной плате и помещен в экран.
Модуль индукционного приемника А2 включает в себя:
· узкополосный полосовой усилитель DA1.1 c резонансной цепью Андреева (модифицированный 2Т-мост) в цепи отрицательной обратной связи (элементы С4-С7, R4 –R8 для частоты 1024 Гц и элементы С8-С10*, R9 –R13 для частоты 2048 Гц);
· два параллельно соединенных полосовых усилителя по схеме с многопетлевой обратной связью (DA1.2 с частотой 1024 Гц и DA2.1 с частотой 2048 Гц);
· оконечный апериодический усилитель мощности (DA2.2, VT1, VT2), нагруженный на головные телефоны, через тумблер S2.1 "МА-АК".
Сигнал на вход индукционного приемника поступает с наружного индукционного датчика П805-ДИ2, который подключается к разъему Х1 "ВХОД". Подстроечные резисторы R8 и R13 служат для подстройки добротности, а R7 и R12 – для подстройки частоты в фильтрах 1024 и 2048 Гц соответственно. Подстроечные резисторы R15 и R19 служат для подстройки частоты полосовых усилителей (DA1.2 с частотой 1024 Гц и DA2.1 с частотой 2048 Гц).
Конструктивно модуль выполнен на печатной плате и помещен в экран.
Модуль синхронизации А3 включает в себя:
· индукционный датчик L1;
· двухкаскадный широкополосный усилитель (DA1.1, DA1.2);
· узел выделения модуля усиленного сигнала (VT1-VT3, VD1, VD2);
· одновибратор DD1;
· ключ VT4, нагруженный на светодиод VDH1 "СИНХР".
Сигнал синхронизации, выделенный индукционным датчиком L1, усиливается усилителем DA1.1, DA1.2, и подается на узел выделения модуля, на выходе которого формируется сигнал только положительной полярности, независимо от полярности входного сигнала. Необходим этот узел потому, что для запуска одновибратора требуется сигнал только положительной полярности. Одновибратор формирует прямоугольный импульс длительностью около 0,2 с, отрицательным перепадом которого запускается процессор, а положительным – транзисторный ключ VT4, нагруженный на светодиод VDH1 "СИНХР". Подстроечный резистор R9 служит для выравнивания амплитуд положительной и отрицательной полярности сигнала синхронизации.
Фильтр питания А4 служит для предотвращения проникновения импульсных помех, создаваемых процессорным модулем и модулем ЖКИ, в цепи питания усилителей.
Модуль процессорный А5 работает на микроконтроллере AT90S8515 фирмы Atmel с тактовой частотой 8 МГц.
Модуль ЖКИ А6 содержит жидкокристаллический графический дисплей типа Т21С12024А.
Зарядное устройство выполнено отдельным блоком (приложение 2) и предназначено для заряда аккумулятора приемника. Зарядное устройство включает в себя понижающий трансформатор ТV1 220/20В, стабилизатор тока DA1, стабилизатор напряжения DA2. Заряд производится постоянным током 0,13-0,14А до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет 14-14,7В. Тогда заряд прекращается, и в этом состоянии устройство может оставаться подключенным к аккумулятору сколь угодно долго без риска перезарядки. Для индикации наличия выходного напряжения служит светодиод VD2, размещенный на торце корпуса.
Конструктивно зарядное устройство выполнено отдельным блоком, и подключается к аккумулятору через разъем "ЗАРЯД", расположенный на правой боковой стенке приемника.
4.3. Конструкция
4.3.1. Лицевая панель и органы управления ПОЗ-02 показаны на рис. 6.
Рис. 6.
1. Экран ЖКИ.
2. Тумблер "АК – МА" (переключение режимов акустического и индукционного приема).
3. Светодиодный индикатор наличия синхроимпульса.
4. Кнопка контроля напряжения питания "12В".
5. Ручка регулировки усиления синхроимпульсов.
6. Ручка регулировки подсвета ЖКИ с выключателем.
7. Тумблер включения питания процессорного модуля "ЖКИ".
8. Тумблер включения питания усилителей "УСИЛ"
9. Тумблер переключения частоты настройки индукционного приемника "" (Гц).
10. Ручка плавной регулировки коэффициента усиления сигнала "УСИЛ".
11. Тумблер установки дискретного коэффициента усиления акустического сигнала "1"; "10"; "100".
12. Кнопки управления процессорным модулем "СТАРТ", "ОТМЕНА", "СДВИГ", "ВЫБОР", "СБРОС".
13. Гнездо для подключения головных телефонов "ТЛФ".
Тумблеры питания могут быть включены независимо друг от друга. Наличие двух тумблеров включения питания позволяет экономить энергию при работе в режимах, не требующих отображения информации на ЖКИ.
4.3.2. После включения приемника тумблерами "ПИТАНИЕ"- "ЖКИ"- "УСИЛ" на экране ЖКИ появляется меню с двумя колонками, позволяющее выбрать режим работы (рис. 7).
Рис.7.
Левая колонка меню задает масштаб осциллограммы по оси "Х" ("МЕТАЛЛ" – для акустического датчика ДАК-1, укрепленного на открытом кабеле, "ГРУНТ 1" и "ГРУНТ 2"- для датчика
ДАГ-2, установленного на грунте по трассе кабеля).
В режимах "МЕТАЛЛ" и "ГРУНТ 1" масштаб осциллограммы по оси "Х" (весь экран) соответствует 5 м, в режиме "ГРУНТ 2" - 10 м.
Правая колонка меню позволяет выбрать способ измерения:
· "СРЕДНЕЕ"- режим накопления акустического сигнала с усреднением и суммированием пачек импульсов (рекомендуется для большинства случаев);
· "РАЗОВОЕ"- разовое измерение;
· "ПИТАНИЕ" - режим измерения напряжения питания приемника.
Навигация по левой колонке меню производится кнопкой "СДВИГ", а по правой - кнопкой "ВЫБОР".
В исходном состоянии (по умолчанию) подсвечены (выбраны) режимы "МЕТАЛЛ" и "СРЕДНЕЕ". После нажатия кнопки "СТАРТ" на экране возникает сообщение об ожидании импульса синхронизации и о переходе в начальное состояние при нажатии кнопки "ОТМЕНА".
Далее (при наличии электромагнитного импульса синхронизации, воспринимаемого внутренним электромагнитным датчиком) следует запуск развертки и регистрация сигнала от акустического датчика, подключенного к входу приемника. Запомненная осциллограмма занимает 3 экрана по оси "Х":
Режим | Экран 1, м | Экран 2, м | Экран 3, м |
"МЕТАЛЛ", "ГРУНТ 1" | 0-5 | 5-10 | 10-15 |
"ГРУНТ 2" | 0-10 | 10-20 | 20-30 |
Для контроля напряжения питания приемника (12±2 В) следует кнопкой "ВЫБОР" перейти в пункт "ПИТАНИЕ" и нажать кнопку "СТАРТ". На ЖКИ появится двухразрядное значение напряжения питания. Напряжение подсвета не измеряется.
4.2.3. Конструктивно приемник ПОЗ-02 выполнен в прямоугольном разборном пластмассовом корпусе. На основании, справа от аккумулятора, в металлическом экране, одна над другой размещены печатные платы модуля синхронизации и усилителя акустики, соединенные жгутом проводов с органами управления и процессорным модулем.
На передней панели из оргстекла укреплены модуль ЖКИ, и на нем – процессорный модуль.
Передняя панель закрыта металлической фальшпанелью.
Акустический и индукционный датчики подключаются к приемнику через трехштырьковый разъем, расположенный на правой боковой стенке приемника.
4.2.4. Приемник укомплектован индукционным датчиком П805-ДА2, двумя пьезоэлектрическими акустическими датчиками – ДАГ-2 и ДАК-1 и головными телефонами.
Датчик ДАГ-2 предназначен для установки на грунт.
Датчик ДАК-1 предназначен для установки на открытый кабель и конструктивно выполнен на изоляторе из оргстекла. Это объясняется тем, что при работе ГАУВ оболочка кабеля может иметь потенциал до десяти киловольт и более.
Оба датчика пьезоэлектрического типа. При эксплуатации их следует предохранять от ударов.
Головные телефоны могут быть использованы для слухового контроля сигнала акустики и подключаются к розетке "ТЛФ".
5. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ
5.1. При работе с приемником на поверхности грунта специальные меры безопасности не требуются.
5.2. При работе с открытым кабелем запрещается устанавливать акустический датчик на кабель без диэлектрической прокладки или диэлектрической штанги, т. к. оболочка кабеля может находиться под напряжением.
5.3. ВНИМАНИЕ! Перед подачей на кабель высоковольтных импульсов от ГАУВ необходимо выполнить все мероприятия по технике безопасности в цепях с напряжением свыше 1000 В (организационные и технические).
6. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ И ПОРЯДОК РАБОТЫ
6.1. Определение МП силового кабеля при глухом однофазном замыкании жилы на оболочку (ГОЗ)
Определение МП силового кабеля при ГОЗ, как уже отмечалось выше, является самым трудоемким при его отыскании среди всех видов повреждений. Для успешного обнаружения такого повреждения с помощью приемника ПОЗ-02 рекомендуется:
1) Определить с помощью рефлектометров "Рейс 105" или Р5-10 расстояние до повреждения с двух сторон кабеля.
2) С помощью генератора звуковой частоты и индукционного приемника пройти по трассе кабеля, отмеряя расстояния до МП, полученные при замерах, выполненных в предыдущем пункте.
3) Нанести на поверхность грунта линию прохождения кабеля в зоне повреждения (+ 50 м от средней точки двух замеров с противоположных концов).
Пример:
Длина кабеля составляет 1400 м
До МП от ячейки "А" - 650 м
До МП от ячейки "Б" - 750 м
От ячейки "А" необходимо пройти трассу кабеля, отмерив 650 м (т "В" на рис. 7). От ячейки "Б" пройти трассу, отмерив 750 м (т "Г" на рис. 8).
Рис. 8
Среднюю точку "Х" предположительно принимаем за место повреждения. Отмерив 50 м по трассе кабеля в ту и другую сторону, получим отрезок длиной в 100 м, который в дальнейшем будем называть "зоной повреждения".
В случае, если зона повреждения располагается на расстоянии 10 ¸50 м от оживленной автострады, то поиск повреждения рекомендуется перенести на ночное время, т. к. шум машин не позволяет выделить акустический сигнал.
Если в зоне повреждения невозможно нанести линию, повторяющую трассу кабеля, то необходимо выполнить эскиз трассы с привязками к существующим в этой зоне строениям.
5) Подать импульсы тока на поврежденную жилу кабеля от ГАУВ.
Требования к ГАУВ:
- энергия в ударе 3-4 кДж
- напряжение питания 5-10 кВ
- емкость конденсаторов 300-400 мкФ
- частота импульсов 0,2-0,5 Гц
6) Установить акустический датчик до зоны повреждения точно над кабелем.
7) Соединить разъем акустического датчика с розеткой "ВХОД" приемника.
8) Включить питание приемника тумблером "ВКЛ", а если необходимо, то и тумблером
"ПОДСВЕТ" подсвет индикатора.
9) Ручкой синхронизации установить минимальный коэффициент усиления канала синхронизации, при котором светодиод "СИНХР" будет вспыхивать при каждом срабатывании ГАУВ (0,2-0,5 Гц).
10) Тумблер дискретного коэффициента усиления перевести в положение "100", а регулятор плавного усиления в среднее положение.
11) На экране ЖКИ нажатием кнопки "ВЫБОР" выбрать подсветку строки с надписью "ГРУНТ 1".
12) Нажать кнопку "СТАРТ".
При прохождении очередного импульса тока на экране появится осциллограмма акустического сигнала (рис. 9).
Рис. 9.
В верхней части экрана расположена надпись, показывающая оператору зону этого экрана (в данном случае он 0 ¸5 м). По центру экрана расположена осевая линия с четырьмя метками. Расстояния пяти отрезков осевой линии приблизительно соответствуют времени прохождения сигнала звука по грунту в 1 м.
Если полученная осциллограмма не превышает 30% экрана (по вертикали), то оператор должен нажать кнопку "СТАРТ". При этом предыдущий импульс приемником запоминается, и после прихода следующего синхроимпульса приемник выведет на экран следующий акустический импульс.
Если сигнал превышает 30% экрана по вертикали, то необходимо нажать кнопку "ОТМЕНА". При этом стирается только этот результат измерения.
Если в условиях сильных звуковых помех приходится часто отменять результат, тогда необходимо уменьшить коэффициент усиления усилителя, установив ручку плавной регулировки до "1". Но при этом придется суммировать большее количество импульсов.
После прохождения пятого импульса на экране появится сообщение "СУММИРОВАТЬ?". Нажав кнопку "СТАРТ" оператор дает команду приемнику запомнить усредненное значение пяти импульсов. И накапливать пять значений следующей пачки.
После прохождения пятого импульса на экране появятся две осциллограммы:
сплошная - результаты текущих измерений, пунктирная - результат первых пяти импульсов.
Рассматривая их, оператор может обнаружить повторяемость, как показано на рис. 10.
Рис. 10.
13) Для суммирования следует нажать кнопку "СТАРТ".
При этом на экране появится осциллограмма суммы двух результатов U=U1+U2, где U1=(u1+u2+u3+u4+u5)/5; U2=(u6+u7+u8+u9+u10)/5. Результат показан на рис. 11.
Рис. 11.
На рис. 10 видно, что звуковой сигнал приходит с задержкой относительно электромагнитного приблизительно в одно деление, которое соответствует одному метру (глубина залегания кабеля).
14) Нажать кнопку "СДВИГ".
При этом на экране появится надпись "5 ¸10 м", а осциллограмма будет являться продолжением той, что показана на рис. 10 по горизонтальной оси.
Если сигнал выделяется на первом делении, то это значит, что датчик был установлен до повреждения.
15) Установить датчик за зоной повреждения и, выполняя п. 12-14 раздела 7, произвести запоминание такого же количества импульсов как и в точке до повреждения.
В точке за зоной повреждения сигнал выделяться не должен при неизменных положениях ручек усиления и неизменном количестве суммированных импульсов.
16) Установить датчик на ось кабеля в средней части зоны повреждения, и выполнить п. 12-14 раздела 7.
Если сигнал выделяться будет, то считать эту точку, находящейся до МП.
Если сигнала выделяться не будет, то считать ее как точку за МП.
Таким образом, зону повреждения можно сузить до величины 1-2 м.
ВНИМАНИЕ! Бывают случаи, когда подача импульсов от ГАУВ приводит к разрушению МП и увеличению его переходного сопротивления. Тогда приемником могут быть зарегистрированы два сигнала: один от динамического усилия в кабеле при прохождении тока до повреждения, а второй от места повреждения, в котором возникает ударная звуковая волна при искровом пробое МП (рис. 12).
Рис. 12
На экране ЖКИ при этом возникает осциллограмма рис. 13.а и 13.б.
| |
| |
Рис. 13.а. Рис. 13.б
Получение такой осциллограммы означает, что датчик установлен до повреждения, а МП находится на расстоянии примерно 6 м от датчика. Перемещая датчик по трассе кабеля, можно получить осциллограмму рис. 14 с минимальной длиной ровной линии в начале импульса, т. е. при этом датчик установлен точно над МП.
Рис. 14
6.2. Определение МП силовых кабелей при переходном сопротивлении МП
10 ¸ ¥ Ом и пробивных напряжениях от 1 до 50 кВ.
6.2.1. Такой вид повреждения встречается очень часто и в большинстве случаев в результате пробоя кабеля под рабочим напряжением или при его испытании. МП характеризуется определенным сопротивлением МП (Rмп) и пробивным напряжением (Uмп). В зависимости от соотношений Rмп и Uмп условно этот вид повреждений можно разделить на два типа:
а) Rмп=10-Ом, Uмп=1-10 кВ.
Повреждена одна жила кабеля, а две другие выдерживают испытательное напряжение. Такой тип повреждения будет в дальнейшем называться "однофазное повреждение".(не путать с "однофазным замыканием.")
б) Rмп=1-100 МОм, Uмп=10-50 кВ.
Такой вид повреждения будем называть "заплывающим пробоем".
Признаком его являются пробои (скачкообразные разряды) при подаче на кабель напряжения от испытательной или прожигающей установки.
Таким образом, общим признаком однофазного повреждения и заплывающего пробоя является наличие искры в МП при наличии напряжения на кабеле.
Для определения МП таких типов с помощью приемника ПОЗ-02 потребуется ГАУВ с энергией 0,3-1 кДж при Uзар=5-20 кВ (для определения МП при "однофазном повреждении") и испытательная установка с выходным напряжением до 60 кВ (для определения МП при "заплывающем пробое"). Кроме того, испытательную установку к кабелю необходимо подключить через защитный токоограничивающий резистор, чтобы исключить срабатывание защитного устройства испытательной установки при пробоях кабеля.
Поиск МП этих типов заключается в обнаружении источника звуковых волн, возникающих в МП при искровом пробое жилы на оболочку или на другую жилу кабеля. Отличительной особенностью работы приемника ПОЗ-02 в этом режиме является высокая чувствительность и помехозащищенность приемника, а так же возможность локализовать МП не только по амплитуде сигнала, но и по временной задержке прихода звукового сигнала относительно электромагнитного.
6.2.2. Для обнаружения МП таких типов с помощью приемника ПОЗ-02 рекомендуется:
6.2.2.1 С помощью высоковольтного рефлектометра определить расстояние до "зоны повреждения". В качестве высоковольтного рефлектометра можно использовать приборы "Искра" или
"CABELLUX".
6.2.2.2 Протрассировать кабель, или, используя планшет, определить зону повреждения, как описывалось в главе 7 данной инструкции. При этом погрешность трассировки может быть ±0,5 м, а длину зоны повреждения выбирают ±100 м от предполагаемого МП.
6.2.2.3 Подать в кабель от ГАУВ высоковольтные импульсы, или при "заплывающем пробое" высокое напряжение от испытательной установки до возникновения регулярных пробоев с частотой
0,1-0,5Гц.
Далее оператор в зоне повреждения может приступать к определению МП, для чего следует:
6.2.2.4 Подключить акустический датчик к входу приемника ПОЗ-02.
6.2.2.5 Установить акустический датчик до зоны повреждения точно над кабелем.
6.2.2.6 Включить тумблером "ВКЛ" питание приемника, а если необходимо, то тумблером "Подсвет" - подсвет индикатора.
6.2.2.7 Установить ручкой "СИНХР" минимальный коэффициент усиления канала синхронизации, при котором светодиод "СИНХР" будет вспыхивать при каждом срабатывании ГАУВ (0,2-0,5 Гц) или при каждом пробое кабеля при "заплывающем пробое".
6.2.2.8. Перевести тумблер дискретного коэффициента усиления в положение "10", а регулятор плавного усиления - в среднее положение.
6.2.2.9 На экране ЖКИ выбрать подсветку строки с надписью "ГРУНТ 2" нажатием кнопки "ВЫБОР".
6.2.2.10. Нажать кнопку "СТАРТ".
При прохождении очередного импульса тока на экране появится осциллограмма акустического сигнала (рис. 15).
Рис. 15.
В верхней части экрана расположена надпись, показывающая оператору зону этого экрана (в данном случае он 0 ¸10 м). По центру экрана расположена осевая линия с метками. Расстояния десяти отрезков осевой линии приблизительно соответствуют времени прохождения сигнала звука по грунту в 10 м.
Если полученная осциллограмма не превышает 30% экрана (по вертикали), то оператор должен нажать кнопку "Старт". При этом предыдущий импульс приемником "запоминается" и после прихода следующего синхроимпульса приемник выведет на экран следующий импульс.
Если сигнал превышает 30% экрана по вертикали, то необходимо нажать кнопку "Отмена". При этом стирается результат предыдущего измерения.
После прохождения пятого импульса на экране появится сообщение "Суммировать?". Нажав кнопку "Старт" оператор дает команду приемнику запомнить усредненное значение пяти импульсов. И накапливать пять значений следующей пачки.
После прохождения пятого импульса на экране появятся сплошная и пунктирная осциллограммы и сообщение "Суммировать?". Сплошная осциллограмма – это результаты текущих измерений, пунктирная - результат первых пяти импульсов.
Рассмотрев их, оператор может обнаружить их повторяемость, как показано на рис. 16.
Рис. 16.
Нажатие кнопки "Старт" приведёт к выполнению суммирования.
При этом на экране появится осциллограмма суммы двух результатов U=U1+U2, где U1=(u1+u2+u3+u4+u5)/5; U2=(u6+u7+u8+u9+u10)/5. Результат показан на рис. 17.
Рис. 17.
Из рис.17 видно, что звуковой сигнал приходит с задержкой относительно электромагнитного приблизительно в шесть делений. Это соответствует расстоянию 6 метров.
Определив на трассе место, где выделяется графически акустический сигнал, оператор должен локализовать МП по амплитуде и временной задержке акустического сигнала относительно электромагнитного.
Для этого оператор должен:
· определить расстояние от места установки датчика до МП, как показано на рис. 17 (начало сигнала соответствует 6 м);
· перенести акустический датчик вдоль трассы на 1,5 - 2 м в любую сторону и, выполнив п. 6.2.2.10, получить осциллограмму рис. 17, но с другой задержкой. При движении к МП задержка должна уменьшаться, а амплитуда сигнала – возрастать.
· Найти точку с минимальной задержкой акустического сигнала относительно электромагнитного ( рис. 19). Эта задержка приблизительно (т. к. скорость распространения звука в разных грунтах разная) равна глубине залегания кабеля. В конечном итоге должна получиться осциллограмма, подобная рис. 18.
Рис. 18.
Для более точной локализации МП можно рекомендовать оператору перейти в режим
"Грунт 1"; при этом масштаб изображения по горизонтальной оси увеличивается и оператор сможет более точно определить МП.
Такое уточнение бывает целесообразно проводить, когда МП кабеля находится в трубе под дорогой (рис. 19).
Рис. 19
В этом случае в точке "В" и точке "С" оператор может регистрировать акустические сигналы большие по амплитуде чем в точке "А". Но минимальная задержка акустического сигнала от электромагнитного будет в т А и оператор должен определить точку А как место повреждения кабеля.
6.3. Определение места повреждения в кабеле, расположенном в кабельном канале
В некоторых предприятиях используются кабели, расположенные в кабельных каналах и вертикальных стволах (предприятия химической и угольно-добывающей промышленности).
Существенно упростить отыскание МП в таких кабелях можно с помощью приемника ПОЗ-02. Для этого, как и в предыдущих случаях, определяется "зона повреждения" и проводится "трассировка" кабеля. Под трассировкой в этом случае подразумевается маркировка поврежденного кабеля, находящегося в пучке других кабелей. Для этой цели можно рекомендовать подать сигнал звуковой частоты на две замкнутые на конце жилы кабеля, и, прослушивая повив жил с помощью электромагнитного датчика, определить в зоне повреждения нужный кабель. Выполнить это технически сложно и неудобно, т. к. во избежание ошибок необходимо поворачивать датчик вокруг кабеля на 90°, что не всегда удобно выполнить на близко расположенных кабелях. Применяя приемник ПОЗ-02, оператор одновременно решает две задачи: выбирает "свой" кабель из пучка и локализует МП.
Для этого следует:
1. На поврежденную жилу подать импульс от ГАУВ амплитудой на 3-5 кВ больше, чем Uпр МП.
2. С помощью высоковольтного рефлектометра "Искра" или аналогичного определить расстояние до "зоны повреждения".
3. Далее оператор с приемником ПОЗ-02 может приступить к определению места повреждения. Для этого следует:
· подключить к входу приемника ПОЗ-02 датчик акустического сигнала ДАК-1, установленный на диэлектрической штанге;
· включить тумблер "ВКЛ" и если необходимо тумблер "ПОДСВЕТ";
· ручкой "СИНХР" установить минимальный коэффициент усиления канала синхронизации, при котором светодиод "СИНХР" будет вспыхивать при каждом срабатывании ГАУВ
(0,2-0,5 Гц);
· перевести тумблер дискретного коэффициента усиления в положение "10", а регулятор плавного усиления - в среднее положение;
· на экране ЖКИ выбрать подсветку строки с надписью "МЕТАЛЛ" нажатием кнопки "ВЫБОР" ;
· нажать кнопку "СТАРТ";
· устанавливая поочередно датчик ДАК-1на кабели до повреждения, оператор выбирает кабель по максимальному акустическому сигналу.
При этом время запаздывания акустического сигнала от электромагнитного определяется инерционностью кабельной оболочки и временем прохода звуковой волны по изолятору датчика ДА-2. Оператор должен переставлять датчик ДАК-1 на 5-6 м по кабелю, не изменяя чувствительности акустического канала приемника, регистрировать и анализировать полученные осциллограммы.
Если задержка акустического сигнала осталась неизменной, то оператор делает вывод о том, что он находится до повреждения.
Анализируя осциллограмму, целесообразно просматривать весь импульс, поочередно нажимая кнопку "Сдвиг" для обнаружения более сильных звуковых волн, распространяющихся по кабелю от МП в случае "заплывающего пробоя" или "однофазного повреждения". Пример такой осциллограммы показан на рис. 20
|
| ||
а) б)
Рис. 20. а) первый экран (после прохождения импульса синхронизации); б) второй экран (после первого нажатия кнопки "Сдвиг").
На первом экране (рис. 20а) видно начало звукового сигнала от динамического усилия в кабеле » 0,5 м. Сигнал гораздо большей амплитуды приходит к датчику через 6 делений. Этот сигнал от пробоя в месте повреждения.
После получения осциллограммы аналогичной рис. 20, оператор приступает к локализации места повреждения по минимальной задержке и максимальной амплитуде звукового сигнала. Алгоритм локализации места повреждения аналогичен описанному.
6.4. Решение задачи "выбора кабеля из пучка" с помощью приемника ПОЗ-02
В ряде случаев службам, эксплуатирующим кабельные линии электропередачи, бывает необходимо определить кабель в пучке других, не разрезая его.
Существует много способов решения этой задачи различными способами (по сигналу генератора низкой частоты; по потенциалу на оболочке кабеля, по полярности магнитного однополярного импульса и т. д.).
Все они обладают одним существенным недостатком – низкая надежность определения. По этой причине все производители аналогичных приборов после определения кабеля, резку и прокол его рекомендуют производить только дистанционными методами.
С помощью приемника ПОЗ-02 так же можно выбрать кабель из пучка других кабелей, подав на жилы, замкнутые с другой стороны кабеля, импульсный сигнал от ГАУВ амплитудой 1-2 кВ
(рис. 21).
При этом, если устанавливать датчик ДАК-1 на диэлектрической штанге поочередно на все кабели, то можно, как описывалось в п. 7.3, обнаружить кабель, акустический сигнал на котором будет максимальным за счет прохождения по нему импульсного тока.
Рис. 21
В заключении отмечаем, данный метод "выбора кабеля из пучка" является малоисследованным и может рекомендоваться только как дополнительный к аналогичным методам решения этой задачи.
После выбора кабеля, (а лучше во время выбора) его необходимо пометить, (желательно краской или, привязав к нему бирку) обесточить и заземлить. После этого дистанционным проколом или пиропроколом произвести прокол выбранного кабеля.
8.ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
8.1. Техническое обслуживание приемника сводится к поддержанию его в чистоте, регулярному контролю напряжения питания и к периодической подзарядке аккумулятора. Заряд аккумулятора следует проводить, когда напряжение на его клеммах падает до 10,5 В.
8.2. Для заряда аккумулятора следует использовать только штатное зарядное устройство (ЗУ), которое обеспечивает режим заряда, рекомендованный производителем аккумуляторов.
Для заряда следует:
· выключить оба тумблера "ПИТАНИЕ" приемника;
· подключить выходной кабель ЗУ к гнезду "ЗАРЯД" на правой боковой стенке приемника и включить сетевой шнур ЗУ в сеть 220В. При этом должен загореться светодиод на корпусе ЗУ.
· заряжать аккумулятор в течение 10 часов, после чего отключить ЗУ.
ЗУ при полном заряде аккумулятора не отключается от сети, но снижает ток заряда до величины тока саморазряда аккумулятора, что не позволяет перезарядить аккумулятор.
8.3. При перерыве в работе более 6 месяцев аккумулятор следует вынимать из отсека питания приемника и хранить отдельно.
9. ПРАВИЛА ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ
9.1 Приемник должен храниться в закрытых помещениях в условиях, соответствующим условиям его эксплуатации. При хранении в условиях повышенной влажности следует хранить в транспортной таре предприятия - изготовителя; аккумулятор следует хранить отдельно от приемника.
9.2 В помещении для хранения не должно быть пыли и паров агрессивных жидкостей, вызывающих коррозию.
9.3 Транспортирование приемника в транспортной таре предприятия - изготовителя может осуществляться водным, железнодорожным, автомобильным (по дорогам с усовершенствованным покрытием) и авиационным (в герметизированных отсеках) транспортом. При этом следует принимать меры, предохраняющие приемник от ударов и самопроизвольных перемещений.
