Expertgids: Kabelfouten Lokaliseren, Typen & Oorzaken Begrijpen

Kabelfouten, Typen, Oorzaken en Hoe Fouten in Kabels te Lokaliseren via Verschillende Tests

Inleiding tot Fouten in Kabels

Wanneer elektrische energie wordt gegenereerd in de centrales, wordt deze gedistribueerd naar de verschillende lasten, d.w.z. steden, dorpjes voor verbruik. Het proces omvat het ophogen van de spanning om energieverlies in de vorm van warmte te minimaliseren. De opgehoogde spanning wordt gedistribueerd naar netstations waar deze wordt verlaagd voor distributie naar lokale transformatoren waar deze uiteindelijk wordt verlaagd en aan de verbruikers wordt gedistribueerd.

De distributie van de elektrische energie gebeurt via elektrische kabels. De kabels zijn of geïsoleerd of niet-geïsoleerd. De keuze voor geïsoleerde of niet-geïsoleerde kabels (bovengrondse lijnen of ondergrondse) speelt voornamelijk een rol wanneer energie ondergronds moet worden getransporteerd.

In tegenstelling tot geïsoleerde kabels, zijn fouten in niet-geïsoleerde kabels gemakkelijk te detecteren, aangezien de meest voorkomende fout bij dit type kabel een breuk of onderbrekking in de geleiders is.

Bij geïsoleerde kabels, met name meeraderige kabels, zijn de fouten van verschillende typen en hebben veel oorzaken. Voordat we bespreken hoe deze veelvoorkomende fouten te lokaliseren, laten we zien wat kabelfouten zijn en de mogelijke oorzaken en lokalisatie van deze fouten.

Expertgids: Kabelfouten Lokaliseren, Typen & Oorzaken Begrijpen

Typen Kabelfouten

Hieronder volgen de typen Kabelfouten die algemeen in ondergrondse kabels worden aangetroffen.

Onderbrekingsfouten (Open-Circuit Faults): Een onderbrekingsfout treedt op als gevolg van het breken van de geleider of het uittrekken van de geleider uit zijn verbinding. In dergelijke gevallen zal er geen stroom vloeien omdat de geleider gebroken is (drager van elektrische stroom).
Kortsluitings- of kruisfouten (Short-circuit or cross fault): Dit type fout treedt op wanneer de isolatie tussen twee kabels of tussen twee meeraderige kabels beschadigd raakt. In dergelijke gevallen zal de stroom niet vloeien door de hoofadder die met de last is verbonden, maar direct van de ene kabel naar de andere of van de ene adder naar de andere. De last zal in kortsluiting raken.
Aard- of grondfouten (Ground or earth faults): Dit type fout treedt op wanneer de isolatie van de kabel beschadigd raakt. De stroom die door de foutieve kabel vloeit, begint te stromen van de adder van de kabel naar de aarde of de mantel (kabelbescherming) van de kabel. De stroom vloeit dan niet door de last.

Oorzaken van Kabelfouten

Fouten in kabels worden meestal veroorzaakt door vocht in de papierisolatie van kabels. Hierdoor kan de loodmantel die de kabel beschermt beschadigd raken. De loodmantel kan op veel manieren beschadigd raken. De meeste zijn de chemische werking van de grond op het lood wanneer begraven, mechanische schade en kristallisatie van het lood door trillingen.

Hoe Fouten in een Beschadigde Kabel te Lokaliseren?

Voordat een fout in kabels wordt hersteld, moet de fout eerst geïdentificeerd worden. Er zijn veel manieren om kabelfouten te vinden, die als volgt worden besproken:

Verschillende Typen Tests om Fouten in Kabels te Lokaliseren.

1. Blavier Test (Voor Enkelvoudige Kabelfouten)

Wanneer een aardfout optreedt in een enkele kabel en er geen andere kabels zijn (zonder de foutieve), dan kan de Blavier-test worden uitgevoerd om de fout in een enkele kabel te lokaliseren.

Met andere woorden, in het ontbreken van een gezonde kabel om de fout in de kabel te lokaliseren (om een lus te maken door beide kabels te verbinden zoals we doen in de Murray-lustest), wordt de meting van de weerstand vanaf de ene kant of het ene uiteinde Blavier-test genoemd.

In de Blavier-test kan de weerstand op twee manieren worden gemeten.

Het uiteinde van de kabel isoleren
Het uiteinde van de kabel aarden (zoals in de figuur getoond)

Een aardfout van een enkele kabel kan worden gelokaliseerd met behulp van de Blavier-test. In dit type test worden een lage spanning, een amperemeter en een voltmeter in een brugnetwerk gebruikt. De weerstand tussen het ene uiteinde van de kabel (Zendende Einde) en de aard wordt gemeten terwijl het "Verre Einde" geïsoleerd is van de aard.

Stel dat we de totale weerstand van een enkeladerige kabel (vóór de fout) kennen, wat RΩ is. En;

Fout naar aard weerstand = r
Weerstand van het verre einde naar de kabelfout = r1
Weerstand van het testende einde van de kabel naar de fout = r2

Nu zullen we de aardverbinding van het verre einde van de kabel verbinden en verbreken om twee weerstanden te meten. Deze metingen kunnen worden gedaan met een LT (lage spanning) voeding en een brugnetwerk.

Allereerst zullen we het verre einde van de kabel isoleren om de weerstand tussen lijn en aard te bepalen, wat is:

R₁ = r₂ + r ……………….. (1)

Nu zullen we het verre einde van de kabel aarden om de weerstand tussen lijn en aard opnieuw te bepalen.

Maar de totale weerstand (vóór de fout) was

R = r₁ + r₂ ……………….. (3)

De bovenstaande vergelijkingen oplossen voor r₂ (foutlocatie of afstand), krijgen we

De waarde van x = r₂ is doorgaans kleiner dan de waarde van R₂. Daarom overwegen we (-) in plaats van (±) in de bovenstaande vergelijking.

Lustests voor het Vinden van Kabelfouten

Deze soorten tests worden uitgevoerd op kortsluitingsfouten of aardfouten in ondergrondse kabels. Kabelfouten kunnen gemakkelijk worden gelokaliseerd als een gezonde kabel samen met de geaarde kabels meeloopt. Hieronder volgen de typen lustests.

Murray-lustest
Varley-lustest
Aard-overlaptest

2. Murray-lustest

De aansluiting over hoe een kabelfout kan worden gelokaliseerd met de Murray-lustest methode is hieronder getoond.

Het principe van de Wheatstonebrug wordt in de Murray-lustest gebruikt om de kabelfout te vinden. Ra en Rb zijn de twee verhoudingsarmen bestaande uit weerstanden. G is een galvanometer. De kabel met de fout (Rx) is verbonden met de tweede kabel (gezonde kabel Rc) door een lage-weerstandsverbinding aan het verre einde. De Wheatstonebrug wordt in evenwicht gehouden door de weerstand van de verhoudingsarmen Ra en Rb aan te passen tot de galvanometerafwijking nul is.

Dus…

Oplossen voor x, krijgen we;

waarbij

l = lengte van een enkele kabel (in meters of yards)
2l = totale lengte van twee kabels
x = afstand van de bovenkant naar de fout

3. Varley-lustest

Het enige verschil tussen de Murray-lustest en de Varley-lustest is dat bij de Varley-lustest voorziening is gemaakt voor de meting van de totale lusweerstand in plaats van deze te verkrijgen uit de relatie.

In deze test zijn de verhoudingsarmen Ra en Rb vast en wordt de evenwichtspositie verkregen door de bekende variabele weerstand (reostat) te variëren.

Zoals we de vergelijking in de bovenstaande sectie van de Murray-lustest hebben uitgelegd… het verhaal is hetzelfde voor de Varley-test…

Voor aardfout of kortsluitingsfout in de kabels, wordt de schakelaar eerst in positie 1 gebracht, de variabele weerstand S wordt gevarieerd tot de brug in evenwicht is voor weerstandswaarde S1. Dus,
Wanneer sleutel op Positie 1 staat

Wanneer sleutel op Positie 2 staat

Uit vergelijking 1 en 2, krijgen we,

Omdat de waarden van Ra, Rb, S1 en S2 bekend zijn, kan de waarde van Rx dan worden bepaald door
Lusweerstand =

Als r de weerstand van de kabel per meter lengte is, dan is de afstand van de kabelfout vanaf het testende einde

4. Aard-overlaptest

In de aard-overlaptest worden twee metingen uitgevoerd (in plaats van één als in de Blavier-test). De eerste meting van de weerstand is R1 (tussen lijn en aard, d.w.z. van het testende einde naar het verre (geaatte) einde). De tweede meting van de weerstand is R2 (tussen lijn en aard, d.w.z. van het verre einde en het testende (geaatte) einde). Beide metingen zijn gelijk als volgt:

Net als in de Blavier-test, veronderstellen we ook dat we de werkelijke weerstand van de kabel vóór de kabelfout kennen, wat R is.

R = r₁+r₂

5. Onderbrekingstest (Open Circuit Test)

Een onderbrekingsfout kan optreden wanneer de kabel uit zijn verbinding wordt getrokken of een breuk in de kabel ontstaat. Zo een fout kan worden opgespoord door een capaciteitstest uit te voeren. De capaciteit van de foutieve kabel wordt van beide uiteinden van de kabel gemeten, hetzij middels een ballistische galvanometer, hetzij middels de brugmethode. De capaciteit van de kabel ten opzichte van de aard is evenredig met de lengte van de kabel.

6. Potentiaalvaltest (Potential Fall Test)

In de potentiaalvaltest worden amperemeter, voltmeter, variabele weerstand (reostat) en batterij aangesloten zoals hieronder getoond om de foutlocatie in de kabel te vinden. Deze test wordt uitgevoerd met behulp van een gezonde kabel die geen fout heeft en die langs de foutieve kabel loopt, zoals hieronder getoond.

De foutpuntafstand kan worden gegeven als:

Waarbij

V₁ en V₂ = de voltmeteraflezingen in punt A en B;
L = lengte van de foutieve adder X = lengte van adder tussen fout en testende einde A.

We zullen meer tests en technieken in dit artikel toevoegen om kabelfouten te vinden. Blijf op de hoogte. Dank u.