Системы передачи, тип линии связи, марка кабеля

1. Подключение генератора кабелеискателя;

2.Индукционный метод. Поиск трассы кабеля кабелеискателем;

3.Контактный метод. Поиск повреждениякабеля штырями или ИМПИ3;

3.5 Подключение генератора кабелеискателя 

 

Принцип действия всех приборов этого  класса очень схож и предполагает включение источника переменного  тока 800 или 1000 Гц. (Последние инновации  предполагают использование двух других частот одновременно.) Кроме того выходной каскад таких приборов достаточно мощный и как правило имеет хоть какой-нибудь индикатор. Генераторы имеют иногда несколько клемм, из которых практическое применение имеют две: «заземление» и «линия». В плане «навороченности» в своё время несколько удивил УМ ГИС из комплекта ИМПИ-3. Все остальные генераторы очень похожи и часто взаимозаменяемы для разных комплектов. Подключение достаточно простое: «земля» к земле, «линия» на линию. «Линию» лучше подключать к «земляной» жиле. Для поисковой катушки кабелеискателя важно, что бы ток, проходящий по кабелю, был максимальным. А если второй конец линии будет на изоляции ток в искомом кабеле будет слабым, и катушка-индикатор кабелеискателя «замолчит» уже через несколько метров. Впрочем, длинная линия за счёт ёмкости способна создать достаточную нагрузку для генератора и трассу кабелеискатель будет отслеживать. Самый оптимальный вариант это использование экрана кабеля. Естественно он должен быть отсоединён от заземления возле генератора и заземлён на другом конце, если отслеживается трасса. Или снят с заземления полностью, если ведётся поиск повреждения.     Короче, крутитесь, как хотите, но ток генератор - земля - генератор должен течь так, как нарисовано на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Включение генератора кабелеискателя для определения трассы и глубины залегания кабеля

 

Для поиска повреждения схема включения  генератора другая, рисунок 3.3.

Рисунок 3.3 - Включение генератора для поиска повреждения определения трассы

3.6 Индукционный метод. Поиск трассы кабеля кабелеискателем

 

Для определения трассы залегания  кабеля применяют массу приборов принцип действия, которых одинаковый. Он основан на измерении напряжённости  низкочастотных полей, возникающих  возле кабеля при прохождении  по нему переменного тока. Называют этот метод индукционным. Кабель при  этом подключается к генератору переменного тока. Электрический (силовой) кабель может быть найден (трассирован) без генератора при этом используется проходящий по нему ток нагрузки.  Основной датчик таких приборов антенна-катушка, обычно вынесенная на некоторое расстояние от остальных органов управления. Собственно, манипулируя этой катушкой и отслеживают трассу кабеля.   Некоторые из кабелеискателей снабжены массой переключателей, регулировок и имеют стрелочный индикатор (КИ4-П, «Поиск» и др.), некоторые упрощены до минимума.       Самое простое определение трассы залегания кабеля по максимуму сигнала. Антенна-катушка кабелеискателя ставится горизонтально и производится поиск предполагаемой трассы. Где сигнал громче, там и трасса. Направление можно определить поворачивая катушку в горизонтальной плоскости: максимум сигнала будет когда антенна перпендикулярна кабелю.

Метод хорош в условиях сильных  помех и для ориентировочного поиска, когда особая точность не нужна. Индикатор при этом способе часто  показывает одинаковые значения на ширине 20-40 см и небольшие изгибы трассы так не определишь.

Для более точного определения  местоположения кабеля нужно повернуть  катушку вертикально и отслеживать  трассу уже по минимуму сигнала. 

Ориентируясь по минимуму можно  определить трассу с точностью до 5 см и отследить даже небольшие  повороты кабеля. С помощью способа  можно найти муфту на кабеле или сложенные в грунте петли, в таких местах сигнал не затухает, не «фиксируется».

Рисунок 3.4 - Поиск трассы кабеля по максимуму сигнала

 

Рисунок 3.5 - Поиск трассы кабеля по минимуму сигнала

 

Примерно так же выбирают нужный кабель из нескольких в пучке или  колодце. Сигнал генератора пропадает, если ось катушки направлена на искомый  кабель. Причём, если кабель лежит ровно, то сигнал должен пропасть совсем.           На этом же свойстве основан метод определения глубины залегания кабеля. В этом случае сначала с максимальной точностью определяют точную трассу. Затем наклоняют катушку на 45^o к поверхности земли и ищут минимум в этом случае (можно даже два с разных сторон трассы). Собственно глубина будет равна расстоянию от первой отметки до второй.

Рисунок 3.6 - Определение глубины залегания кабеля

 

Следует оговориться, что всё это  работает в условиях малых помех. Если рядом проходит электрокабель, газопровод или теплотрасса то метод поиска по минимуму работать просто не будет, всё «забьётся» посторонними шумами. Поиск по максимуму, наоборот менее чувствителен к помехам.

Есть небольшая хитрость поиска при сильной помехе.

Рисунок 3.7 - Поиск трассы кабеля в условиях сильных помех

 
  1.Ищем и определяемся с источником помех.

2. Поиск максимума сигнала генератора  производим, направляя катушку торцом  на источник помех. Тем самым  можно снизить влияние помехи  до минимума. 

3. Трассу кабеля определяем с  некоторой поправкой на наклон  катушки. Для определения глубины залегания в некоторых, более сложных приборах предусмотрена возможность отслеживать глубину по уровню сигнала на горизонтальной катушке. Если вам часто приходится отслеживать глубину прокладки кабелей, то такая возможность гораздо удобней и на более дорогой комплект приборов скупиться не стоит.

3.7 Контактный метод. Поиск повреждения кабеля штырями

 

Самый простой и самый точный метод поиска повреждений. Основан  на измерении шагового напряжения вдоль  трассы кабеля (кабель подключается кгенератору переменного тока). Огромный выигрыш в точности достигается из-за абсолютной привязки к местности. Простота в наглядности: где стрелочка «забегала» там и копай.     Для поиска повреждений применяли и применяют старенькие КИ4-П, ИМПИ-2, ИМПИ-3, относительно новый «Поиск» и возможно что-то ещё. Некоторые простые кабелеискатели, например белорусской фирмы «Лёс», снабжаются штырями вроде бы для того же, но пользоваться ими удобно только на коротких трассах или предполагая точный район поиска. Впрочем, можно искать повреждения с помощью генератора и наушников или даже телефонной трубкой, но это уже «экстрим».

Поиск повреждения заключается  в измерении уровня сигнала генератора вдоль трассы кабеля. Для этого  штыри, подключённые к прибору, втыкают  в землю, один непосредственно по трассе кабеля, другой в метре от неё. (не дляИМПИ-3) Наблюдают за показанием индикатора, затем перемещаются на 1 – 1,5 метра по трассе и вновь втыкают штыри. Действия измерителя во многом напоминают движения лыжника, а измерительные штыри его палки, только лыж не хватает, для полного комплекта. Имеет значение расстояние между штырями в момент замера. Большему расстоянию соответствует большее показание индикатора.    Для наглядности вид сверху на предполагаемую трассу и повреждение на ней.

Рисунок 3.8 - Показания прибора-индикатора при поиске повреждения кабеля измерением шагового напряжения утечки (штырями)

 

Обычно поиск начинают от кабельного ящика с установленным генератором. Возле оконечного устройства показания  индикатора всегда завышены. Сказывается  близость генератора и малая глубина  залегания кабеля. Не всегда вынос  заземления генератора на 15 метров избавляет  от его влияния. Если повреждение  находится на большом расстоянии от генератора или очень мало по сопротивлению (5-10 кОм), то индикатор  может зашкаливать на некотором  расстоянии от оконечного устройства. Если вас это смущает, вынесете заземление ещё дальше.      По длине трассы возможна достаточно большая разбежка в показаниях прибора. Вызвана она может быть разными причинами:

1. Низкая глубина залегания кабеля.
2. Особенности грунта. В болоте и на влажной глине показания больше.
3. Наличие металлических предметов вблизи кабеля.

На рисунке обозначена как неоднородность показаний. Часто подобные неоднородности принимают за повреждения, раскапывают  грунт, и повреждений не находят. Есть несколько хитростей помогающих не ошибиться.            1. Повреждение, как правило «фиксируется», то есть показания индикатора резко возрастают в одной точке, а не на протяжении нескольких метров.            2. Максимум показаний индикатора должен быть соизмерим с величиной сопротивления повреждения. Если у вас повреждение в 7 кОм и ток утечки генератора большой, а стрелка индикатора отклоняется только в среднем диапазоне, то стоит пройти по трассе дальше.     3. На повреждении часто возможна проверка на минимум. Если один штырь воткнуть в 70 см до повреждения, а другой в 70 см после него индикатор покажет минимум. Возникновение такого эффекта точный признак повреждения, но он не возникнет, если повреждений несколько.  4. Если есть сомнения, стоит «прощупать» всю трассу.   При подходе к месту повреждения показания индикатора увеличиваются в несколько раз, часто прибор просто зашкаливает даже при минимальном усилении. Причём подобная картина может наблюдается на протяжении 5 – 10 метров. В этом случае свои способы:    1. Можно уменьшить расстояние между штырями и пройти этот участок, втыкая штыри на расстоянии 20-30 см друг от друга.   2. Один штырь просто берут в руку, а поиск производят, втыкая только один. В этом случае ток протекает через подошвы и тело человека, сильно ослабляясь и давая возможность определить повреждение с точностью до 40 см.            Несколько отличается методика поиска с комплектом ИМПИ-3. Тут штыри втыкаются вдоль трассы на расстоянии 5-10 метров друг от друга и поиск несколько усложняется. К слову этот прибор долгое время у нас считался самым чутким. Мне удавалось засечь им повреждения в 2-3 мегома, что с другими комплектами получается редко. Только описывать их уже не имеет смысла мало их «живых» осталось.     Повреждения более 50 кОм часто «сохнут». Выражается это в том, что проходишь всю трассу, а стрелка индикатора так ни где и не «запрыгала». Отключаем генератор, мерим изоляцию, а там уже не 70 кОм, а 6 мегом как это лечить не знаю. Можно посоветовать мостовые схемы, определитесь точнее с районом поиска, а уже потом включайте генератор.    На однопарном неэкранированном кабеле с помощью штырей хорошо ищутся обрывы, лучше, чем катушкой. «Клюшка» замолкает за 5- 10 метров от обрыва, а штыри «ведут» до самого конца. В тоже время бесполезно искать обрывы в кабеле с целым экраном, ток генератора равномерно «расползётся» по экрану и разницы вы не услышите.

 

 

 

 

4 Защита сооружений связи от  внешних воздействий

 

4.1 Электромагнитная  совместимость

 

Источники сторонних полей условно делят  на две группы: внешние – энергетически  и конструктивно не связанные  с линией связи, и внутренние –  соседние физически и искусственные  цепи данной линии связи.

Внешние источники помех делятся следующим образом:    - естественные – грозовые разряды, солнечная радиация, космическое излучение, магнитные бури;          - созданные человеком – высоковольтные линии передач, радиостанции различного назначения, линии электрифицированных железных дорог, метро и трамвая, электрические сети промышленных предприятий и отдельных энергоемких устройств.       Мероприятия, проводимые по устранению внешних влияний на ОК, описаны далее.

 

4.1.1 Защита ОК, проложенных в междугородной кабельной канализации, от опасных электромагнитных воздействий

 

Одним из важнейших факторов обеспечения  надежной работы подземных оптических кабельных линий передачи является своевременная и технически правильно  выполненная защита их от ударов молнии в процессе проектирования, строительства  и эксплуатации.     Оптические кабельные линии передачи магистральной и внутризоновых сетей связи могут быть сданы в постоянную эксплуатацию, если будут выполнены все мероприятия, предусмотренные проектом защиты ОК

 

4.1.2  Виды опасных воздействий грозовых  разрядов на оптические кабели  и характере их повреждений

 

Интенсивность грозовых разрядов (ударов молнии) характеризуется величиной  тока молнии. Ток единичного грозового  разряда состоит из импульсной и  постоянной составляющих.      Величина тока молнии импульсной составляющей грозового разряда колеблется от нескольких килоампер до сотен килоампер. Средняя величина тока молнии при грозовом разряде в землю равна 30 кА. Форма импульса тока молнии характеризуется длительностью фронта τ мкс и длительностью спада импульса до половины амплитуды тока t мкс. Импульс обозначается τ/t. Средний ток молнии имеет форму импульса 5/65. За импульсной составляющей следует постоянная составляющая тока грозового разряда, которая характеризуется величиной и длительностью протекания тока молнии. Средняя величина постоянной составляющей тока грозового разряда равна 100 А. Длительность постоянной составляющей в среднем равна 30-50 мс.              Число повторных импульсов в образовавшемся канале грозового разряда изменяется в широких пределах. Среднее число импульсов в грозовом разряде равно 3. Редко наблюдается число импульсов в разряде молнии, превышающее 10.         Величина общего заряда, стекающего в землю по каналу многократной молнии колеблется от 10 до 80 Кл (в среднем 20 Кл).     Ожидаемое число и объем повреждений ударами молнии, возникающих в течение года на подземном оптическом кабеле, зависят от ряда факторов:             - интенсивности грозовой деятельности;        - амплитуды и формы импульса тока молнии;       - удельного сопротивления, влажности и геологического строения грунта;              - рельефа местности;           - наличия вблизи кабеля возвышающихся объектов;      - молниестойкости кабеля.       Интенсивность грозовой деятельности в конкретно рассматриваемой местности определяется по удельной плотности ударов молнии в землю (ожидаемое число ударов молнии в 1 км поверхности земли за год), исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах.     Стойкость оптических кабелей к ударам молнии (молниестойкость) определяется допустимым током молнии в металлической оболочке (бронепокрове) ОК, при котором не возникает повреждения кабеля с перерывом связи.         Молниестойкость ОК зависит от механической прочности кабеля (и, в первую очередь, к раздавливающим усилиям), тепловых характеристик кабельных материалов, проводимости металлических оболочек (бронепокрова), электрической прочности изоляции жил ДП, оболочек и других металлических элементов.         ОК, выдерживающие ток молнии 105 кА и выше, относятся к первой категории, 80 кА и выше, но не более 105 кА - ко второй категории, 55 кА и выше, но не более 80 кА - к третьей категории по молниестойкости. ОК, выдерживающие ток молнии менее 55 кА, относятся к четвертой категории. Опасным ударом молнии называется такой удар, при котором возникает повреждение ОК с перерывом связи.     Наибольшая плотность наземных грозовых разрядов наблюдается в зонах тектонических разломов, характеризующихся низкими удельными сопротивлениями грунтов по сравнению с удельными сопротивлениями прилегающих горных пород, и в местах контакта двух различных геологических пород, отличающихся по величине удельного сопротивления.     Возвышающиеся объекты (опоры воздушных линий связи, ВЛС и электропередачи, ВЛ, мачты радиобъектов, отдельные деревья, лес и т. п.), находящиеся вблизи трассы ОК, ориентируют на себя наземные грозовые разряды, что повышает при прочих равных условиях число повреждений кабеля, проложенного на открытой местности.      Различают следующие виды опасных воздействий разрядов молнии на ОК: грозовые перенапряжения, электродинамические и термические воздействия. Кабели одновременно подвергаются всем видам воздействий. Электродинамические воздействия создают наиболее серьезные повреждения ОК, которые возникают в результате интенсивного испарения воды во влажном грунте или битумного (гидрофобного) состава, наложенного поверх бронепокрова, и резкого повышения давления при контакте с высокотемпературным каналом молнии в месте входа тока молнии в кабель. Наблюдаются прогибы и вмятины на бронелентах, оболочке и сердечнике со смятием и растрескиванием трубок оптических модулей и изоляции жил дистанционного питания (ДП).    Термические воздействия тока молнии вызывают перегрев бронепокрова и жил ДП, по которым течет ток, вплоть до их разрушения, оплавление и прожог оболочек и лент бронепокрова, расплавление и разрушение трубок оптических модулей и изоляции жил ДП в результате интенсивного выделения тепла в месте контакта с каналом молнии.   Под грозовым перенапряжением понимается обусловленное ударом молнии повышенное напряжение в различных цепях ОК, вызывающее пробои изоляции и прекращение действия связи.