Vzroki in razvrstitev okvar električnih kablov

 

Vzroki okvare kabla

Vzroki za okvaro napajalnega kabla so lahko zapleteni in raznoliki ter jih je mogoče na splošno razvrstiti v naslednje kategorije:

 

Mehanske poškodbe:

 

Mehanske poškodbe so pogost vzrok okvar električnih kablov in predstavljajo velik delež vseh primerov. Med namestitvijo, transportom ali delovanjem lahko pride do mehanskih poškodb, ki lahko povzročijo okvaro ali okvaro kabla. Glavni vzroki mehanskih poškodb so:

 

* Poškodba namestitve:Nepravilna namestitev lahko povzroči, da se kabel upogne, zvije ali zmečka, kar povzroči poškodbe izolacije ali vodnika.

* Poškodba zaradi zunanje sile: Zunanje sile, kot so gradbena ali izkopana dela, lahko neposredno poškodujejo kabel.

* Promet vozil:Vibracije ali udarci zaradi prometa vozil lahko tudi poškodujejo kabel.

 

Poškodbe izolacije:

 

Poškodba izolacije lahko povzroči, da kabel postane manj odporen na napetost, kar vodi do okvare ali okvare. Glavni vzroki za poškodbe izolacije so:

* Vdor vode:Voda lahko vstopi v kabel skozi napake v izolaciji ali zaključkih, kar povzroči, da se izolacija zmoči in izgubi svoje izolacijske lastnosti.

* Slaba kakovost izdelave:Izolacija slabe kakovosti izdelave ima lahko majhne luknje ali razpoke, ki omogočajo prodiranje vode.

* Staranje:Sčasoma se lahko izolacija poslabša, postane krhka in nagnjena k pokanju.

 

Prenapetost:

 

Prenapetost lahko povzroči razpad izolacije, kar povzroči kratek stik in okvaro kabla. Glavni vzroki prenapetosti vključujejo:

* Udari strele:Strela lahko povzroči skok napetosti, ki lahko poškoduje kabel.

* Notranja prenapetost:Notranja prenapetost lahko nastane zaradi nepravilnega delovanja ali okvare električnega sistema.

 

Napake pri načrtovanju in izdelavi:

Slaba zasnova in kakovost izdelave lahko povzročita tudi okvaro kabla. Glavni vzroki napak pri načrtovanju in izdelavi so:

* Slaba zasnova polja:Slaba zasnova na terenu lahko privede do neustrezne velikosti kabla, nepravilne izbire materiala ali neustrezne zaščite pred okoljskimi dejavniki.

* Kakovost materiala:Uporaba nizkokakovostnih materialov lahko povzroči prezgodnjo okvaro kabla.

* Postopek izdelave:Okvare kabla lahko povzročijo tudi napake v proizvodnem procesu, kot je neustrezna izolacija ali navijanje prevodnika.

 

Razumevanje vzrokov okvar napajalnega kabla je bistvenega pomena za preprečevanje in ublažitev takšnih okvar. Z odkrivanjem in odpravljanjem temeljnih vzrokov je mogoče izboljšati zanesljivost in življenjsko dobo napajalnih kablov.

 

RDCD-IIoprema za testiranje napak kablaproizvajaWrinduje oprema za testiranje v obliki vozička, ki je zelo primerna za delovanje na kraju samem in prenosljivost. Uporablja se predvsem za določanje obsega, usmerjanje in pozicioniranje glavnih točk napake izolacije električnih kablov z napetostnimi nivoji 35 kV in manj. Prav tako lahko meri nizek upor in kratke stike različnih prerezov visokofrekvenčnih koaksialnih kablov, lokalnih telefonskih kablov, kablov uličnih luči in podzemnih žic. , napake zaradi odprtega tokokroga in odklopa, kot tudi napake zaradi uhajanja z visokim uporom in preboja z visokim uporom. Sistem je sestavljen iz štirih enot: predlokator kablov RDCD-Ⅱ/502, generator visokonapetostnih signalov za testiranje kablov RDCD-Ⅱ/535T, lokator kablov RDCD-Ⅱ/503D in detektor podzemnih cevovodov RDCD-Ⅱ/507.

 

Razvrstitev napak kabla lahko razdelimo v tri kategorije:

zaporedne napake, vzporedne napake in sestavljene napake.

 

(1) Serijske napake (napake kovinskega materiala) se nanašajo na okvaro enega ali več vodnikov (vključno z zunanjo oblogo) v kablu, kar povzroči odprt tokokrog. To je običajna vrsta okvare kabla in jo je mogoče nadalje razdeliti v štiri podkategorije: odprta ena točka, odprta več točk, prekinitev ene linije in prekinitev več linij.

(2) Vzporedne napake (napake izolacijskega materiala) nastanejo, ko se raven izolacije med vodniki ali med vodniki in zunanjo oblogo zmanjša, kar povzroči kratek stik. Ta vrsta napake je znana tudi kot kabelski kratek stik in ga lahko razdelimo v štiri podkategorije: enofazno ozemljitev, dvofazno ozemljitev, dvofazni kratek stik in trifazni kratki stik.

(3) Kompozitne napake (tako izolacija kot kovinski materiali imajo napake) se nanašajo na napake, ki nastanejo, ko odpovejo tako izolacija kot kovinske komponente kabla. Ta vrsta napake lahko vključuje različne simptome, kot so enofazni odprt tokokrog in ozemljitev, dvofazni odprt tokokrog in ozemljitev, dvofazni kratek stik in ozemljitev ter trifazni kratek stik in ozemljitev.

 

Na podlagi izolacijskih značilnosti točk napake lahko napake kabla razvrstimo v štiri kategorije: napake odprtega tokokroga, napake z nizko odpornostjo, napake z visoko odpornostjo in napake preboja, ki temeljijo na izolacijski upornosti Rf in prebojni vrzeli G točk napake kabla. Ta metoda razvrščanja je najosnovnejša metoda za razvrščanje napak terenskega kabla, še posebej uporabna za izbiro metod odkrivanja. Enakovredno vezje kablovskih napak je prikazano na sliki.

 

 

Velikost prebojne napetosti UG je odvisna od razdalje G odvodnega kanala na mestu napake (tj. prebojne reže), velikost izolacijskega upora Rf je odvisna od stopnje karbonizacije izolacije kabla na mestu napake in velikosti porazdeljena kapacitivnost Cf je odvisna od stopnje vlažnosti mesta napake.

 

(1) Pri okvarah odprtega tokokroga je kontinuiteta kovinskega dela kabla motena, kar povzroči prekinitev, izolacijski material točke napake pa je tudi poškodovan v različni meri. Izolacijska upornost Rf, izmerjena na kraju samem z megaommetrom, je neskončna (∞), vendar lahko med preskusi vzdržljive napetosti enosmernega toka pride do električne okvare; preverjanje kontinuitete jedrne žice razkrije prekinitev. Napake v odprtem tokokrogu na kraju samem se običajno pojavijo v obliki ozemljenega enofaznega ali dvofaznega odklopa.

 

(2) Pri napakah z nizko odpornostjo je izolacijski material kabla poškodovan, kar povzroči ozemljitvene napake. Izolacijska upornost Rf, izmerjena na kraju samem z megohmetrom, je manjša od 10Z0 (Z0 je karakteristična impedanca kabla, običajno med 10 in 40Ω). Napake z nizkim uporom se pogosteje pojavijo pri nizkonapetostnih napajalnih kablih in krmilnih kablih na kraju samem.

 

(3) Pri napakah z visoko odpornostjo je izolacijski material kabla poškodovan, kar povzroči ozemljitvene napake. Izolacijska upornost Rf, izmerjena na kraju samem z megaommetrom, je večja od 10Z0 in med preskusi enosmernega visokonapetostnega impulza lahko pride do električne okvare. Napake z visokim uporom so najpogostejše napake kablov pri visokonapetostnih napajalnih kablih (napajalni kabli 6 kV ali 10 kV), ki predstavljajo več kot 80% vseh napak. Pri izvajanju meritev na kraju samem avtor običajno vzame Rf=3kΩ kot prag za razlikovanje med napakami z visokim in nizkim uporom. To je zato, ker je pri Rf=3kΩ mogoče doseči natančno meritev mostne metode z zahtevanim merilnim tokom 10-50mA.

 

(4) Pri prebojnih napakah se izolacijski material kabla poškoduje, kar povzroči. Izolacijska upornost Rf, izmerjena na kraju samem z megaommetrom, je neskončna (∞), vendar lahko med preskusi vzdržljive enosmerne napetosti ali visokonapetostnih impulzov pride do preplaha. Prebojne napake je razmeroma težko odkriti, zlasti pri preventivnih preizkusih na novo položenih kablov. Na kraju samem se za odkrivanje običajno uporablja metoda DC flashover.

 

 

Razvrstitev na podlagi vzrokov za sprožitev napake in značilnosti točke napake

 

1. Napake pri razstreljevanju: razkritje kaosa

V industrijskih okoljih napake pri razstreljevanju povzročijo opustošenje, povzročijo hude poškodbe izolacije in nesreče ob spotiku. Te napake, ki jih prepoznamo po zlomljenih svinčenih paketih in bakrenih ploščah, pogosto povzročijo dvofazne kratke stike ali odklope na tla. Značilnost nizkega ozemljitvenega upora poenostavlja zaznavanje, multimeter in akustične meritve pa zagotavljajo enostaven pristop.

 

2. Okvara okvar: Krmarjenje po skritih tveganjih

Sprožijo se med preventivnimi testi, napakami pri okvarah, povzročenimi z enosmerno preskusno napetostjo, zaznavanjem izzivov zaradi njihove prikrite narave. Ozemljitvene točke ostanejo nedotaknjene, zunanje deformacije pa minimalne. Učinkovito odkrivanje vključuje uporabo metod, kot sta "visokonapetostna zanka" in "električno kladivo" za natančno določanje teh izmuzljivih napak.

 

3. Operativne napake: Dešifriranje zapletenosti

Obratovalne napake predstavljajo vrsto izzivov med delovanjem elektroenergetskega sistema, od razstreljevanja kablov do okvar. Delovne težave, ki izhajajo iz neustreznih namestitev ali prehodne ozemljitve, dodatno zapletejo sistem. Prepoznavanje teh napak zahteva celovit pristop, vključno z meritvami izolacijskega upora in preskusi vzdržljive enosmerne napetosti.

 

Razumevanje plasti napak na napajalnem kablu je ključnega pomena za ciljno vzdrževanje in odpravljanje težav. Uporaba naprednih testnih metod in diagnostičnih orodij zagotavlja hitro odkrivanje in reševanje težav, povezanih s kabli, ter krepi splošno zanesljivost napajalnih infrastruktur.

 

Dekodiranje ozemljitvenih napak kabla: vzroki in metode odkrivanja

 

1. Delovne zemeljske napake: staranje in korozija

Ozemljitvene napake pri delujočem kablu izvirajo iz dveh glavnih vzrokov: naravnega staranja izolacije med dolgotrajno uporabo in hitrega propadanja kabelskih plaščev v korozivnih okoljih. Ne glede na to, ali gre za staranje ali degradacijo, pride do zmanjšanja prebojne napetosti, kar vodi do napak pri ozemljitvi kabla pod nazivnimi frekvencami. Metode odkrivanja, kot sta "nizkonapetostni povratni vod" in "električno kladivo", se izkažejo za učinkovite pri odkrivanju teh napak.

 

2. Visokoodporne napake: razkritje zapletenosti

Napake visokoodpornega kabla spadajo v dve kategoriji glede na vrednosti upora: napake kabla z visoko upornostjo in napake kabla z nizko upornostjo. Metodi "visokonapetostne zanke" in "električnega kladiva" igrata ključno vlogo pri natančnem določanju in karakterizaciji teh izmuzljivih napak. Zaznavanje sprememb upora med preskusi odpornosti na enosmerni tok zagotavlja vpogled v stanje kabla, ne glede na to, ali je dovzeten za okvaro ali stalno visoko odpornost.

 

3. Napake, ki jih povzroča vlaga: testiranje presega normo

Napake zaradi vlage, ki jih pogosto sproži vdor vode v glavno izolacijsko plast kabla, predstavljajo edinstven izziv. Napake v kakovosti, slabe gradbene prakse ali zunanje poškodbe prispevajo k tem napakam. Metoda "visokonapetostnega mostu" postane bistvena, zlasti kadar vlaga zmoti običajne vzorce, opažene pri metodah "drugega impulza" ali "tretjega impulza". Za učinkovito lociranje napake bodo morda potrebni dodatni ukrepi, kot je vžig obloka.

 

Razumevanje zapletenosti ozemljitvenih napak na kablu je najpomembnejše za ciljno testiranje in vzdrževanje. Uporaba kombinacije metod odkrivanja, prilagojenih specifičnim značilnostim napak, zagotavlja celovit pristop k odpravljanju težav in povečanju splošne zanesljivosti kabelskih sistemov.