Defecte La Liniile Electrice Subterane [PDF]

Zitiervorschau

Energia electrică este elementul de bază în dezvoltarea economică industrială, fiind indispensabilă în toate sectoarele de activitate. Creșterea nivelului vieții populației, atât urbană cât și rurală, este strâns legată de producția de energie electrică. Distribuţia energiei electrice se execută de regulă prin linii electrice subterane (LES) şi prin linii electrice aeriene (LEA). Energia electrică astfel transportată trebuie să ajungă a fi utilizată de receptoarele electrice pentru a o transforma în energie mecanică, luminoasă, termică permițând omului săşi desfăşoare activitatea zilnică. Liniile electrice (reţelele) subterane (LES) de joasă tensiune sunt reţele a căror tensiune este mai mică de 1 KV. Faţă de LEA, ele au câteva avantaje importante:  oferă o siguranţă de funcţionare mult mai mare;  exploatarea este mai simplă;  oferă condiţii de tehnică a securităţii muncii mult mai bune;  au un grad estetic ridicat. LES au în acelaşi timp şi câteva dezavantaje importante: localizarea şi îndepărtarea unui defect se execută mult mai dificil şi cu cost mai ridicat. Reţelele electrice subterane, în funcţie de destinaţia pe care o au se pot clasifica în : 1. Reţele pentru distribuţia energiei electrice. Aceste reţele sunt utilizate atât pentru curent continuu cât şi pentru curent alternativ, de înaltă, medie sau joasă tensiune. LES se execută de regulă, pentru tensiuni mai mici de 35 KV. Peste această valoare se adoptă LES de regulă în marile oraşe, în incinta marilor consumatori şi în alte cazuri speciale. 2. Reţele pentru teletransmisie – utilizate în instalaţiile de telefonie, radioficare, etc. 3. Reţele pentru control şi comandă - utilizate pentru măsurare, semnalizare şi protecţie în instalaţiile de automatizare. Sunt utilizate de asemenea în acţionarea de la distanţă a unor elemente din instalaţiile gospodăreşti orăşeneşti sau aflate la mare depărtare în incinta unui consumator. Dupa rolul și amplasarea lor rețelele de cabluri pot fi:  Rețele de transport – cu rolul de a asigura transportul energiei electrice la tensiuni de 400(220)/110KV între centralele electrice și stațiile de transformare din sistem;  Rețele de repartiție – prin care se realizează repartiția energiei electrice de la sta țiile de sistem de 400(220)/110KV la stațiile de conexiuni de 110KV;  Rețele de distribuție – ce distribuie energia de la stațiile de conexiuni sau de transformare

Reţelele electrice subterane prezintă de asemenea multe particularităţi specifice modului de amplasare care pot fi:  direct în sol;  în canale nevizitabile sau vizitabile;  în subsolurile construcţiilor;  în galeriile din subteran;  în mediu cu temperaturi foarte variate. În toate cazurile, LES se execută din cabluri şi accesorii pentru joncţiuni, derivaţii şi legături la tablourile electrice. Pentru liniile electrice subterane sunt utilizate îndeosebi cablurile care au mantaua exterioară din pvc, plumb sau iută - se folosesc atât armate cât şi nearmate. Cablurile cu mantaua din plumb se pot monta direct în sol uscat sau umed. Cablurile cu mantaua din pvc se pot monta deasemenea direct în sol, în special în solurile acide sau puternic corozive. Când sunt supuse la eforturi mecanice rezultate din tasarea solului se utilizează cablurile armate cu bandă din oțel sau se protejează pe porţiunea expusă cu țevi de protecţie. Cablurile cu mantaua de iută se utilizează mai ales în canalele vizitabile şi nevizitabife sau direct în solurile uscate. Liniile electrice subterane sunt ușor de exploatat atât timp cât nu a intervenit un defect, aceasta constând în :  verificări periodice ale tensiunii în capătul de la consumator a LES;  verificări periodice ale sarcinii LES prin măsurarea intensităţilor curenţilor;  controlul rezistenţei de izolaţie în special după perioadele de suprasarcină a LES;  controlul rezistenţei electrice a conductoarelor cablului. În cazul în care a apărut un defect pe LES, acestea se scot de sub tensiune, se identifică şi se îndepărtează defectul şi apoi se repun sub tensiune. Se poate constata că defectele ce pot aparea în cablurile LES au cauze foarte diferite şi se pot prezenta sub diferite forme. Pentru localizarea defectelor din cabluri se vor lua în considerare următoarele caracteristici ale cablului: a) rezistența distribuită R’ [Ωkm] b) inductanța distribuită L’ [mH/km] c) conductanța distribuită G’ [ S/km] d) capacitatea distribuită C’ [μF/km]

e) viteza de propagare v [m/μs] . Cablul va fi considerat intact cât timp caracteristicile lui rămân neschimbate atât în serviciu cât și în condiții de rezervă. O modificare a unui parametru în orice punct al cablului îi va perturba omogenitatea, rezultând un cablu defect. În principiu un cablu defect este compus din două secțiuni bune care sunt cuplate între ele la locul de defect. Etapele de localizare a unui defect Procesul de localizare a unui defect se poate împărți în patru etape distincte care sunt:  recunoașterea tipului și determinarea condițiilor defectului;  transformarea pe timp scurt sau permanent a defectului; •prelocalizarea defectului; •localizarea exacta a defectului. Recunoasterea defectului In majoritatea cazurilor, informatia primita odata cu notificarea despre defectarea cablului nu este suficienta in detalii pentru a recunoaste tipul defectului si a face localizarea, din aceeasta cauza cele patru etape trebuie parcurse intotdeauna in ordinea descrisa anterior. De exemplu, pentru un defect de joasa rezistenta se va folosi un ohmetru simplu cu o scala de maxim 1 kOhm, ca ajutorul caruia se recunosc usor defectele rezistive care se pot prelocaliza prin masurare directa cu un reflectometru TDR (Time DomainReflectometer). In acest caz nu se recomanda utilizarea testerelor de izolatie intrucat acestea au o rezolutie scazuta in domeniile de joasa rezistenta. Prelocalizarea defectelor paralele prin metoda impulsului reflectat necesita o rezistenta a defectului considerabil mai mica decat 10......20 „Z”. In cazul unor defecte cu o rezistenta mare, defectul va trebui sa fie transformat pentru a se obtine valoarea necesara mica a rezistentei. In functie de tipul cablului si de instrumentele de masura disponibile, transformarea se va putea face diferit. In cazul izolantilor combustibili, se poate obtine o transformare permanenta utilizand un echipament de ardere. Defectele necombustibile pot fi gasite de exemplu in mansoanele de legatura si in cablurile izolate cu mase plastice. In acest caz se va efectua o transformare de scurta durata, pentru care vor fi necesare echipamente si instalatii speciale, situatie in care se va produce o singura strapungere sau descarcare la locul de defect, prin intermediul unui impuls de curent. Pentru a

se face prelocalizarea, unda tranzitorie rezultata este memorata intr-un inregistrator de stari tranzitorii, imaginea memorata fiind evaluata in functie de metoda aplicata: - impuls de curent sau oscilatie de tensiune. Transformarea defectului Pentru a face o transformare de scurta durata,se va genera la locul de defect un arc electric cu o perioada de cateva milisecunde.Un reflectometru care se va monta in paralel, va masura prin metoda conventionala a impulsului reflectat arcul, care are o impedanta joasa si va conduce la o perlocalizare corecta. In cazul unui reflectometru digital cum este KABELLUX 3E, masuratoarea se poate inregistra, fiind disponibila ca reflectograma memorata pentru evaluari viitoare. Localizarea defectului Perioada de timp necesara impulsului sa parcurga distantade la inceputul cablului la punctul de reflexie este masurata cu un reflectometru. Deoarece impulsul strabate distanta de la inceputul cablului la defect de doua ori(dus/intors), numai jumatate din viteza de propagare „v” („v/2”), se va introduce in formula pentru calcularea distantei pana la defect: lx=t⋅v/2 Ca un criteriu, se masoara intervalul de timp dintreplecarea si intoarcerea impulsului – in cazul cablurilor lungi amplitudinea impulsului reflectat esteredusa, o masuratoare exacta fiind de multe ori dificila sau chiar imposibila din cauza atenuarii cablului. Pentru a determina punctul de defect în LES se utilizează diverse metode, în funcţie de natura defectului, rezistenţa la defect, lungimea cablului, tensiunea de utilizare a acestuia. Câteva din cele mai importane sunt: Metoda inductivă Această metodă se poate aplica acelor defecte în cabluri la care există un scurtcircuit clar între cel putin doua conductoare fara intreruperea conductorului activ, daca strapungerea nu este totala se face în prealabil o încercare la tensiune marită sub acţiunea căreia se produce un scurtcircuit clar între conductoare.

Fig.10 Schema de principiu pentru determinarea punctului de defect în cablu prin metoda inductivă (de exemplu: scurt circuit trifazat cu punere la pamânt): G/F - Generator de înalta frecvenţa, SO - sonda, A - amplificator, C - cască telefonică

Se alimentează două conductoare active de la un generator de inaltă frecvenţă (8003OOOHz),circuitul îchizându-se prin locul de defect a izolaţiei, căutarea se porneşte de la un capăt al tronsonului de langa o cutie terminală, cu ajutorul sondei se receptionează efectul câmpului magnetic inductor determinat de curentul din cablu, semnal care este amplificat de amplificatorul A, ajunge la o casca audio în care se recepţionează un zgomot constant. Acest zgomot se mentine până la zona defectului în cablu după care pe un interval de câţiva centimetri dispare total indicând astfel locul defectului. Metoda econometrică Se bazează pe fenomenul de reflexie ce se produce intr-un cablu în care s-a produs un defect. Se trimite un impuls de sondaj de la capătul cablului, acesta se reflecta la locul defectului şi impulsul poate fi receptionat pe ecranul unui osciloscop. Se determină diferenţa de timp ∆t între momentul când s-a inregistrat impulsul reflectat şi momentul cand a pornit impulsul de sondaj. Distanta pana la punctul de defect este: l x = Vi

∆t 2

După determinarea punctului de defect în cablu se procedează la repararea acestuia. Dacă defectul este chiar în manşon, acesta se desfsce cu lampă de benzină. Manşoanele din pvc nu mai pot fi refolosite, cele din plumb şi din fonta se pot recupera. Dupa îndepartarea defectului se fac masurari ale rezistentei electrice a conductoarelor şi a izolatiei. Apoi se face incercarea la tensiune marita. Pe timpul repararii unui cablu defect, se iau aceleasi masuri de tehnica securitatii muncii ca şi în cazul montării cablurilor LES.

Metoda acustică Aceasta metoda se poate aplica pentru determinarea punctului de defect, în cazu! punerii unei faze la pamant, daca rezistenta electrica a defectului este mica. Pentru masurare intre faza defecta şi mantaua metalica a cablului se aplica socuri de tensiune cu o anumita fregventa. Acestea produc vibratii sonore care se propaga prin sol şi pot fi receptionate la suprafata cu stetoscop sau microfon etc. Socurile de tensiune se pot produce utilizandu-se un transformator de inalta tensiune T, un tub electronic (kenotron) K pentru redresare, un eclator E şi un condensator cu capacitatea C = 2- 4 pF. Deasupra punctului de defect sunetul din cască se modifică sensibil, permiţând identificarea acestuia.

Fig.11 Schema de principiu pentru determinarea punctului de defect în cabluri prin metoda acustica: 7- transformator de inalta tensiune, K- kenotron, E- eciator, CT- casca telefonica, S – stetoscop

Metoda în buclă

R1 R 2 = R3 R4 Aceasta se utilizează când în cablu există cel puţin un conductor lipsit de defecte şi neîntrerupt. La unul dintre capetele conductorului lipsit de defecte SS' se leaga conductorul defect TT' prin legatura S'T' ce se realizează din funie de cupru cu papuci de alama. La celalalt cablu se conecteaza o punte de măsură, la care rezistenţele R1 şi R2 sunt reglabile astfel incat galvanometrul G să indice zero. Când puntea este în echilibru există relaţia: Distanţa până la punctul de defect este:

l x = 2l

R3 R1 + R 3 ce poate fi usor determinată.