گزارش كاراموزی روشی برای مکان یابی عیب کابل هاي برق قدرت

گزارش كاراموزي روشي براي مکان يابي عيب کابل هاي برق قدرت در 21 صفحه ورد قابل ويرايش


خلاصه :

افزايش استفاده از کابل زير زميني براي توزيع نيرو ، روش دقيق ، سريع و ارزاني را براي موضع يابي عيب کابل ايجاد مي کند . اين مقاله يک موضع عيب ياب را بر اساس انعکاس پالس در خطوط انتقال بررسي خواهد کرد .

سيستم مورد نظر متشکل از پالس ولتاژ بالا ، مولد قابل تنظيم موج خطي و مولد پالس با مدوله کننده شدت نور مي باشد . دستگاه جنبي بکار رفته در اين روش اسيلوسکوپ خواهد بود . پالسر ولتاژ بالا پالس هاي منفي با با دامنه حدود 1000 ولت توليد مي کند . مولد موج خطي را طوري تنظيم مي شود که بتواند پهناي 20 ، 50 ، 100 و 400 ميکرو ثانيه داشته باشد . مولد پالس با مدوله کننده دو مشخصه بارز دارد :

1 ) ايجاد اطمينان از اين که تصويري که روي صفحه اسيلوسکوپ ظاهر مي شود تنها براي محدوده زماني انتخاب شده قابل رويت است .

2 ) اين مدار يک نقطه نوراني روي صفحه اسيلوسکوپ توليد مي کند که موقعيت آن روي محور زمان توسط يک پتانسيومتر قابل تنظيم است . خطاي موضع يابي حداکثر 1% خواهد بود .



1) شرح روش :

اصل انعکاس پالس در خطوط انتقال ، براي تشخيص محل معيوب کابل هاي زير زميني از سال 1968 مورد استفاده قرار گرفته است . مزاياي اين روش ، از جمله سهولت در اندازه گيري و توانايي آن براي تشخيص طبيعت عيب ، با يک دقت منطقي ، باعث عموميت پيدا کردن اين روش شده است .

اين مقاله مشخصات بارز دستگاهي از اين نوع را طراحي و مورد آزمايش قرار گرفته است شرح خواهد داد . اصل کار دستگاه در بخش بعدي به طور خلاصه شرح داده شده و چندين طرح براي اندازه گيري فاصله زماني در بخش 3 ارائه شده است . بخش 4 طرح کلي سيستم را ، شامل سيگنال جارو کننده(sweep signal)، پالس ولتاژ بالا و سيگنال مدوله شده با شدت نور(intensity modulation signal)مورد بررسي قرار خواهد داد . توانايي ها و محدوديت هاي دستگاه و چند نتيجه با بکار بردن اسيلوسکوپي که سه ورودي x y z را ميتواند پذيرا باشد ، در بخش 5 عرضه خواهد شد .

2) اصول کار :

در يک خط انتقال و يا کابل انتقال ، اگر يک ورودي تک پله اي با دامنه E اعمال شود ، موج رفت با يک تاخير زماني به اندازه?ثانيه ، که در زير مشخص شده ، به انتهاي کابل خواهد رسيد :

که در آن :

امپدانس بار =Zl

امپدانس مشخصه خط =Zo

اين موج منعکس شده در لحظه t=2t به ابتداي خط خواهد رسيد . اگر امپدانس منبع مساوي با zo باشد در اين لحظه انعکاس بيشتري در ابتداي سيستم اتفاق نمي افتد بنابراين براي يک پالس ورودي متناوب ، با پريودي بيش از 2 ثابت زماني مي توانيم اشکال پايداري از پالس هاي برخورد کننده و منعکس شده روي صفه اسيلوسکوپي که به ابتداي خط متصل شده است مشاهده کنيم .

براي کابلي با امپدانس در حال تغيير ( به علت اتصالات و يا عيوب ) ، در طول مسيرش انعکاساتي به تناسب وجود خواهد داشت . فاصله زماني بين اين ها متناسب با فواصل آن هاست ، در صورتيکه دامنه ها و فازهاي آنها سطوح امپدانس را نسبت به امپدانس مشخصه نشان خواهد داد . چون ضريب انعکاس مقداري بين 1- تا 1+ خواهد داشت . پالس منعکس شده ممکن است هم فاز و يا غير هم فاز با پالس اوليه باشد در حاليکه دامنه آن متناسب با اندازه ضريب انعکاس خواهد بود .

بنابراين عيب کابل بر اساس اين که امپدانسي بيشتر و يا کمتر از امپدانس مشخصه کابل دارد مي تواند مشخص شود که اين نيز بستگي به اين موضوع دارد که پالس منعکس شده هم فاز با پالس ورودي است يا خير ، فاصله قسمت معيوب را ميتوان با استفاده از سرعت پالس و فاصله زماني بين دو پالس محاسبه کرد .

3 ) طرح اندازه گيري زمان :

روشهاي متنوعي براي توليد پالس و اندازه گيري فاصله زماني وجود دارد . زماني که پالس توليد شد ، موضوع با اهميت بعدي ، اندازه گيري فاصله زماني پالس است . قبل از اينکه شماي دستگاهي که امروزه مورد استفاده قرار ميگيرد ارائه شود ، دو روش معمول براي اندازه گيري در زير شرح داده خواهد شد :

1 – 3 ) اندازه گيري فاصله زماني به کمک سويپ داخل اسيلوسکوپ : ساده ترين راه براي اندازه گيري فاصله زماني بين پالس اعمال شده و پالس منعکس شده مشاهده همزمان آنها روي صفحه اسيلوسکوپ با استفاده از سويپ داخلي آن ميباشد . در اين روش ، هر دو عامل دقت و ميزان تفکيک اندازه گيري بسنگي به دقت چشم در اندازه گيري زمان تاخير روي صفحه اسيلوسکوپ خواهد داشت .

2 - 3 ) اندازه گيري با استفاده از علائم نشان دهنده (marker pips) : در اين روش بهمراه با تصوير پالسهاي اعمال شده ، علائم نشان دهنده زماني در فواصل زماني مشخص زماني نيز روي صفحه اسيلوسکوپ ظاهر مي شود . بنابراين با شمردن تعداد علائم بين دو پالس ، فاصله زماني را مي توان محاسبه کرد .

4 ) طرح کلي سيستم :

چون در حالتي که از روش مدولاسيون شدت براي اندازه گيري زمان استفاده ميشود ، تصوير بايستي براي قسمت مشخصي از زمان قابل رويت باشد ، سويپ با پهناي مساوي با محدوده زماني ، مورد نياز است . شروع سويپ بايستي با شروع پالس رفت همزمان گردد . براي اجتناب از تشکيل تصوير خارج از محدوده زماني انتخاب شده ، يک سيگنال محو کننده(blanking signal ) با پلاريته مناسب بايستي در دسترس باشد . اين سيگنال محو کننده همچنين بايستي در تامين روشنايي يک نقطه تيز روشن ، که در طول محور زمان قابل حرکت است ، شرکت نمايد ( در محدوده انتخاب شده ) .



بر اساس احتياجات فوق ، دياگرام بلوکي دستگاه مورد نظر در شکل 1 نشان داده شده است . شکل موج هاي مربوط به اين دياگرام در شکل 2 نشان داده شده است .





آزمايش مدار : ( 5

1- 5 ) روش آزمايش : با استفاده از مقدار ثابت دي الکتريک ماده عايق به کار رفته در کابل معيوب ، سرعت پالس تعيين مي شود . اگر اين عمل امکان پذير نيست ، سرعت مي تواند با استفاده از فاصله معين ترمينال ديگر مشخص شود . براي دريافت انعکاسات ، ترمينال هاي X و Z مدار به ترمينال هاي مربوطه روي اسيلوسکوپ وصل مي شود که تصوير X-Y مربوطه روي صفحه ظاهر مي شود . براي چک کردن حرکت نقطه نوراني ، سيگنال جارو کننده (X ) با هر پهناي زماني روي صفحه ظاهر مي کنيم . کنترل شدت نور اسيلوسکوپ به اندازه اي تنظيم مي شود که نقطه نوراني از بقيه قسمت سيگنال قابل تشخيص باشد .

ترمينال هاي کابل ( يک فاز و دو زمين و يا دو فاز ) به ترمينال هاي خروجي و زمين مدار اتصال پيدا کرده و ورودي قائم اسيلوسکوپ به ترمينال "2" مدار وصل مي شود . رنج زمان اسيلوسکوپ به ماکزيمم مقدار خود منتقل مي شود . اگر در تصوير ظاهر شده روي صفحه اسيلوسکوپ ، پالسهاي انعکاس يافته چندي وجود دارد ، که به تدريج دامنه آنها کم مي شود ، بدليل انعکاس چند گانه اي است که مي توان آنها را توسط کنترل پتانسيومتر از بين برد . ( اين پتانسيومتر مي تواند در مدار شکل 3 بصورت سري با R2 بکار رود ).