ELEKTRINA MERENJANA KABLOVIMA,

DIJAGNOSTIKA KVAROVA

ELEKTRIELEKTRINA MERENJANA MERENJANA KABLOVIMA,NA KABLOVIMA,

DIJAGNOSTIKA KVAROVADIJAGNOSTIKA KVAROVA

Elektrini kablovi su izuzetno vani elementi elektroenergetskih itelekomunikacionih postrojenja, pa je povremena kontrolanjihovih parametara izuzetno vana za sigurnost i kvalitettehnolokog procesa

Sami kablovi imaju dugi vek trajanja, ali se na njima povremenojavljaju kvarovi - usled nepravilne montae i rukovanja, a nisuretki ni sluajevi havarija, nastalih uglavnom zbog nepanje

Kvarovi na kablovima naroito su esti u rudarstvu, zbog veomatekih i nezgodnih uslova rada i prisustva teke mehanizacije

Pored toga, u rudarstvu radovi nisu statini, ve se pomeraju,napreduju i stalno dolazi do pomeranja celokupne mehanizacije ikablovskih veza

Zbog toga su metode za dijagnostikovanje kvarova na kablovimai njihovo lociranje izuzetno znaajni ba u oblasti rudarstva

Merenje i kontrolaelektrinih parametara kablovaMerenje i kontrolaelektrinih parametara kablova

Odnosi se prvenstveno na merenje i kontrolu elektrinihparametara kablova koji su ve u pogonu

Radi kontrole njihove pogonske sigurnosti treba periodino vritimerenja, ak i kada nema nikakvog vidljivog kvara

Preporuljivo je izmeriti elektrine parametre nove kablovskeinstalacije, da bi se pri kasnijim merenjima mogli koristiti kaoreference

Analizom uzroka kvarova moe se ustanoviti da postoje mesta nakablu koja gube kontinuitet pa se na tim mestima mogu pojavitipojaana elektrina, termika i mehanika optereenja

To su najee mesta postavljanja spojnog kablovskog pribora,zbog ega se nabavka i postavljanje kablovskih spojnica izavrnica moraju vriti iskljuivo po tehnikim uslovima vaeihstandarda za tu vrstu opreme

Izolatori u svakoj instalaciji imaju vrlo velike otpore, ali ti otporinisu beskonano veliki, tako da ipak i kroz izolatore, kada sestave pod izvesne napone, protiu neke male jaine struje

I kod najboljeg stanja izolovanosti, kroz izolaciju pod naponomteku male jaine struje (izmeu izolovanih provodnika ili izmeutih provodnika i zemlje)

U praksi je vano da izolovanost buda takva da ove struje ostanuu propisanim granicama

Kako je na osnovu Omovog zakona:

Merenje otpora izolovanostiMerenje otpora izolovanostiMerenje otpora izolovanosti

I

UR

gde je U stalan napon, kao merilo stanjaizolacije uzima se otpor izolovanosti

Veliina otpora izolovanosti iznosi nekoliko stotina hiljada omakod izolacije koja odgovara propisima, a moe imati i milionskevrednosti u sluaju izvanredno dobre izolacije

Otpori izolovanosti uobiajeno se izraavaju u megaomima

Otpori izolovanosti zavise od raznih uticaja i dosta su nestalni ipri razliitim merenjima mogu se dobiti razliiti rezultati

Za praksu nije vana tana veliina otpora izolovanosti, ve da lije izolovanost loa ili dobra, odnosno da li veliina otporaizolovanosti jeste ili nije u propisanim granicama

Uestanost obavezne provere izolovanosti u kablovima za snagui kablovima za signalizaciju i upravljanje obavlja se u skladu sapropisima, a ako se prilikom kontrole stanja i ispravnosti pokaeda otpor izolovanosti opada, provera otpora izolovanosti vri se iee, sa utvrivanjem uzroka

Merenje otpora izolovanostiMerenje otpora izolovanosti

Faktori od kojih zavisi otpor izolovanosti su:

dimenzije kabla (presek provodnika, debljina izolacije i duinakabla)

vrsta i kombinacija upotrebljenih izolacija

primenjeni napon (sa porastom napona smanjuje se otporizolovanosti)

vreme trajanja struje (sa porastom vremena trajanja smanjujese otpor izolovanosti)

temperatura (sa porastom temperature smanjuje se otporizolovanosti)

vlanost izolacije kablova (poveana vlanosti izolacije kablovasmanjuje otpor izolovanosti)

Merenje otpora izolovanostiMerenje otpora izolovanosti

Merenja otpora izolovanosti treba vriti pod okolnostima slinimkakve su u pogonu, ili zbog vee sigurnosti, pod jonepovoljnijim okolnostima

Merenje otpora izolovanosti treba vriti sa dovoljno visokimnaponom (vrednosti bar veliine nominalnog napona) - primerenjima sa niskim naponima dobijaju se nerealne vrednosti

U praksi se obino odreuje otpor izolovanosti:

- izmeu ila podzemnog kabla ili izmeu ila kabla i spoljneobloge kabla, koja je u vezi sa zemljom

- izmeu provodnika u mreama i instalacijama, kao i izmeutih provodnika i zemlje

- namotaja maina i aparata prema masi (gvou)

Merenje otpora izolovanostiMerenje otpora izolovanosti

Merenje otpora izolovanostiMerenje otpora izolovanosti

Primer merenja otporaizovolanosti kod instalacija:

R, S, T - fazni provodniciN - nulti vodPE - zatitni provodnik

Prema vaeem standardu (IEC60364) zahteva se testiranje svihkablova na glavnim i dodatniminstalacijama

Standard zahteva da instrumentimogu obezbediti 500V d.c. prijednosmernoj struji od 1 mA

Sa prikazanim instrumentom moe seobavljati test izolacije pri naponimaod 500 V i 1000 V

Otpornost provodnika kabla zavisi od materijala i naina izrade

Za jednosmernu struju obino se navodi za temperaturu od 20C(otpornost provodnika zavisi od temperature)

Merenje: provodnici na kraju kabla kratko se spoje, a na poetkukabla meri se otpornost provodnika pogodnim mernim mostom

Na primer, kod troilnog kabla mere se otpornosti provodnika,redom: 1+2, 2+3 i 1+3

Otpornost jednog provodnika je polovina vrednosti dobijenemerenjem

Kod pravilno montiranih kablova ove vrednosti moraju biti iste(dozvoljena su mala odstupanja u okviru tolerancija proizvodnje)

Mora se navesti i pri kojoj srednjoj temperaturi se vri merenje

Merenje otpornosti provodnikaMerenje otpornosti provodnikaMerenje otpornosti provodnika

Kapacitet kabla zavisi od:

- njegovih dimenzija(duina kabla, prenik provodnika, unutranji prenik metalnogomotaa, rastojanje provodnika)

- relativne dielektrine konstante izolacije(zavisi od temperature - u oblasti uobiajenih pogonskihtemperatura ova zavisnost je zanemarljiva za impregniranipapir i polietilen, dok je za PVC meavine dosta izraena)

Merenje kapaciteta kablaMerenje kapaciteta kablaMerenje kapaciteta kabla

Kapacitet se meri na slian nain kao i otpor izolovanosti

Primenjuju se odgovarajui merni mostovi

Izmerene vrednosti se obino izraavaju u odnosu na jedankilometar duine [F/km]

Za naponska ispitivanja vae odredbe regulisane odgovarajuimpropisima

Naponska ispitivanjaNaponska ispitivanjaNaponska ispitivanja

Ispitni napon odreen je prema vrsti kabla i njegovomnominalnom naponu

Pri svim ispitivanjima provodni delovi postrojenja i aparati(prekidai, pretvarai, sabirnice, ...) koji se nalaze na krajukabla ili na prikljunim vodovima moraju biti uzemljeni

Ispitivanja se mogu vriti jednosmernim ili naizmeninimtrofaznim naponima u trofaznim sistemima

Ispitivanja jednosmernim naponima ee se primenjuju, jerimaju brojne prednosti:

- jednostavnija su i jeftinija

- za njihovo izvoenje potrebna je vrlo mala snaga, pa su izdaciza ispitni transformator sa ispravljaem manji nego zaregulacioni transformator

- lake transportovanje ispitnih ureaja i njihovo prikljuivanjena nii napon

- za vreme ovih ispitivanja mogu se jednostavno meriti strujeodvoda, koje otiu preko izolacije i zavrne kablovske glave

Struje odvoda se, kod ispitivanja sa naponoma veim od 50 kV,poveavaju zbog pojave tinjavog pranjenja (korone), zbog egatreba nastojati da vlanost vazduha bude to manja i da seotklone svi mogui tetni uticaji

Naponska ispitivanjaNaponska ispitivanja

Prema vrsti, kvarovi na kablovima mogu se podeliti u tri grupe:

Vrste kvarova na elektrinim kablovimaVrste kvarova na elektriVrste kvarova na elektrinim kablovimanim kablovima

1. Spoj sa zemljom

Uspostavlja se spoj izmeu jedne ili vie ila sa metalnimomotaem kabla koj je uzemljen

2. Kratak spoj

Nastaje usled nastanka spoja izmeu dve ili vie ila kabla

3. Prekid kabla

Prekid jedne ili vie ila kabla

Ispitivanje na zemljospoj i kratak spojIspitivanje na zemljospoj i kratak spoj

Sve ile kabla treba otkaiti na oba kraja

Zatim se proverava otpor izolovanosti, pri emu se jedanprikljuak instrumenta (najee megometra) vezuje napotencijal zemlje (metalni omota kabla), a drugi redom nasve provodnike kabla

Megometrom se meri otpor izolovanosti izmeu pojedinih ilakabla

Veliina pogonskog napona, tip kabla i njegova duinamerodevni su za vrednost najmanjeg dozvoljenog otporaizolovanosti

ile na kraju kabla se kratko spoje

Pomou mosta za merenje otpornosti meri se otpornostpojedinih strujnih petlji dobijenih spajanjem provodnika nakraju kabla

Dobijene vrednosti uporeuju se sa onima koje su izmereneposle montae ili sa vrednostima izraunatim iz duine iveliine poprenog preseka

Ako je izmerena otpornost jedne petlje vrlo velika (redaveliine k ili M), moe se sa sigurnou zakljuiti da se radio prekidu provodnika

Ispitivanje na prekid kablaIspitivanje na prekid kabla

Pri pojavi kvara na kablovskoj mrei, najpre treba pronai defektnikabl i odvojiti ga od napajanja i potroaa

Na osnovu izvedenih kvalitativnih merenja izvodi se zakljuak ovrsti kvara i bira pogodna metoda za lokalizaciju defektnih mestaelektrinih kablova

Veoma je znaajno tano utvrditi o kojoj se vrsti kvara radi, a tekpotom pomou neke od metoda lokalizovati njegovo mesto

esto se vre uzaludna iskopavanja i vaenja kablova radipronalaenja defektnog mesta

U savremenoj mernoj tehnici poznate su mnoge metode zaodreivanje mesta kvara na kablovima i one se primenjuju zaodreene vrste kvarova

Koja e se od njih upotrebiti u konkretnom sluaju zavisi odspecifinosti primene kabla i od trenutno raspoloive merne tehnike

Lokalizacija kvarova klasiLokalizacija kvarova klasinim metodamanim metodama

U kablovskim mreama spoj sa zemljom je najea vrstakvara

Najee je prouzrokovan udarom pijuka po kablu prilikompolaganja drugih vodova, nepaljivim rukovanjem teommehanizacijom i slino

Spoj sa zemljom moe nastati i od neprimetnih oteenja kojanastaju pri transportu i polaganju kablova

Pri polaganju kablova izvoai radova moraju se strogopridravati tehnikih uputstava koja im za to daju proizvoai

Uzrok spoja sa zemljom mogu biti i dugotrajna preoptereenjaprovodnika kabla, kao i prekomerni naponi

Spoj sa zemljomSpoj sa zemljomSpoj sa zemljom

Spoj sa zemljomSpoj sa zemljom

Metoda Vitstonovog mosta najpogodnija je za odreivanjemesta spoja sa zemljom

Da bi ona mogla da se primeni neophodno je da postoji jedanispravan provodnik u kablu, koji je istog prenika i duine kao ioteeni

Princip meranja ovom metodom prikazan je na sledeoj slici

Izvor struje je baterija nieg napona

A-B je neoteena ila, a C-D ila koja ima spoj sazemljom u taki Z na udaljenosti X od poetka kabla

Veliine otpora R1 i R2 odreuju poloaj klizaa naotporniku R

Kratko se spoje krajevi zdrave i oteena ile (take B i D)

Jedan pol baterije vezan je na kliza otpora R, dok je njen drugi poluzemljen (vezan je za metalni omota kabla)

Tako je formiran Vitstonov most koga ine:

- otpori R1 i R2- deo C-Z oteene ile

- deo A-Z (ispravna ila A-B i deo oteene ile D-Z)

- u jednoj dijagonali mosta nalazi se galvanometar G

- u drugoj dijagonali je baterija

Spoj sa zemljomSpoj sa zemljom

Veliine otpora R1 i R2 menjaju se sve dok se most ne uravnotei(dok igla galvanometra ne doe u nulti poloaj)

U tom sluaju vai odnos:

je specifina otpornost ile, a S veliina njenog poprenog preseka

pa se za traenu duinu X dobija:

Spoj sa zemljomSpoj sa zemljom

Postupak merenja:

S

XLLR

S

XR

)(12

Poto su ove veliine iste za obe ile vai: )2(12 XLRXR

21

12RR

RLX

Odreivanje defektnog mesta usled kratkog spoja izmeupojedinih ila kabla, vri se na slian nain kao kod spojeva sazemljom:

- jedan kratko spojeni provodnik treba shvatiti kao zemlju

- provodnik koji je sa njim u kratkom spoju - kao da ima spoj sazemljom

Primena Vitstonovog mosta za odreivanje defektnog mestanastalog usled kratkog spoja dve ile kabla:

Kratak spojKratak spojKratak spoj

Prekid jedne ili vise kablovskih ila

Metode koje se koriste za lokalizaciju ovakve vrste kvara bitno serazlikuju od prethodno opisanih, jer je vrsta kvara sasvimrazliita

Kod ovakvih kvarova ne mogu se formirati zatvorene petlje,odnosno grane mosta, pri istraivanju mesta prekida koristi sekapacitet kabla, odnosno injenica da njegove ile meusobno iliprema zemlji (metalnom omotau kabla) predstavljaju nekuvrstu kondenzatora

U vezi s tim, potrebno je da izolovanost defektnog mesta,odnosno ile, bude to bolja

Prekid kablaPrekid kablaPrekid kabla

Metode novijeg datuma, zasnivaju se na principu emitovanjaimpulsa i njegove refleksije od mesta kvara

Primenom impulsne reflektometrije dobija se vizuelna predstava ovrsti kvara i stanju na kablu do mesta kvara, esto i do kraja kabla

Dopunjava sa klasinim mostovskim metodama, a omoguava dase registruje vie kvarova na ispitivanom kablu i da seodgovarajuim postupcima odrede njihove udaljenosti

Osnovu impulsne reflektometrije predstavlja injenica da se namestima diskontinuiteta du kabla javlja refleksija progresivnogelektromagaetnog talasa

Diskontinuiteti su mesta na kojima se ulazna impedansa voda Zo iostatka voda razlikuju od njegove karakteristine impedanse

U praksi su to mesta na kojima je dolo do kvara, ali isto tako imufovi na kablu, mesta spajanja, ravanja i tome slino

Lokalizacija kvarova impulsnom reflektometrijomLokalizacija kvarova impulsnom reflektometrijom

Reflektometar ine generator impulsa i osciloskop, irokogpropusnog opsega, na kome se prate reflektovani talasi

Instrument se povezuje na kolo koje se testira pomou prikljunihkablova ili sondi

Vreme koje protekne od trenutka emitovanja impulsa do njegovogpovratka meri se i deli sa dva

Iz brzine prostiranja kaja moe da se odredi za poomatrani kabl ivremena kanjenja impulsa, moe da se odredi udaljenost mestareflektovanja, odnosno mesto kvara

Slide1Slide2Slide43Slide45Slide27Slide44Slide28Slide50Slide29Slide30Slide31Slide46Slide33Slide34Slide48Slide47Slide36Slide37Slide49Slide38Slide39Slide40Slide41Slide42