Диагностирование судовых электрических сетей и кабелей

Общие положения. К основным особенностям су­довых электрических сетей следует отнести:

короткие кабельные линии, не превышающие 100-150 м, и малые сопротивления токоведущих жил, не превышающие 2 Ом;

извилистые кабельные трассы, групповой способ прокладки кабелей, переходов через водонепроницаемые переборки, мно­гочисленные контактные соединения (падение напряжения в контактах не должно превышать для 1-жильных кабелей 25, для 2-жильных-19, для 3-жильных- 18 мВ; в противном случае контакты подлежат переборке);

разветвленность сети, недоступность для наблюдений от­дельных участков при возможности различных воздействий (температурных, атмосферных, затоплений, нефтепродуктов и др.);

увеличенная опасность поражения электрическим током а условиях повышенной (до 98 %) влажности, стесненности по­мещений, высокой проводимости окружающей среды;

значительные затраты времени на поиск неисправности в сети.

По данным СРЗ, стоимость и трудоемкость ремонта судовых кабелей составляет около 15% стоимости и трудоемкости ре­монта всего СЭО. Трудоемкость ТО кабельной сети для судов различных типов составляет в среднем около 5% трудоемко­сти всех работ по ТО СЭО.

Для снижения затрат на ТО и ремонт судовых кабелей не­обходимо с минимальными затратами и достаточно достоверно определять ТС, а также вид и место неисправности кабелей, что позволит устанавливать оптимальный (минимально необ­ходимый) объем работ по ТО или ремонту кабеля.

При оценке технического состояния и поиске неисправности в судовых кабельных сетях объем и последовательность работ следует определять с учетом наиболее вероятных причин, мест и видов отказов судовых кабелей.

Анализ отказов судовых кабелей в условиях эксплуатации показывает, что вероятность появления отказов уменьшается в следующих последовательностях;

по причинному характеру- механическое воздействие (уда­ры, изгибы, скручивания) агрессивная среда (масло, топливо), температурные воздействия, повышенная влажность, длитель­ный срок эксплуатации, вибрации, загрязнения токопроводящей пылью, пр. факторы;

по районам судна - открытые палубы, машинные, ко­тельные помещения, помещения электрооборудования; бани, душевые, прачечные; помещения, где оборудование должно работать под водой; трюмы и кладовые; умывальные, камбу­зы; пр. места;

по длине кабеля -район ввода кабеля в сальниковое уп­лотнение; места разделки кабеля; изгибы кабельной трассы;

трубы и желоба; места, крепления кабельной трассы; пр. места; по видам отказов-замыкание на корпус; замыкание жил; обрыв кабеля; обгорание концов.

Для предупреждения и своевременного обнаружения и уст­ранения неисправностей на судах непрерывно контролируют и измеряют щитовыми приборами сопротивления изоляции от­дельно силовой сети R_с и сети освещения R_ос вместе с соответ­ствующими приемниками электроэнергии. Основной причиной резкого изменения R_c и R_oc является включение или отключе­ние кабелей приемников с пониженным сопротивлением изо­ляции. При включении или отключении приемников по измене­нию R_c и R_oc можно судить о значении сопротивления изоля­ции соответствующих приемников и их фидеров.Устройства не­прерывного контроля подают звуковой и световой сигналы о снижении сопротивления изоляции в судовой сети ниже задан­ного значения (см. табл. 1.2).

Наиболее часто применяются устройства контроля типов УКИ-1, „Электрон",ПКИ, БКИ отечественного произ­водства. Устройства работают на принципе наложения постоян­ного тока на контролируемую сеть переменного тока и обеспе­чивают автоматический непрерывный контроль сопротивления изоляции сетей 1- и 3-фазного тока напряжением до 400 В, частотой 50 400 Гц с незаземленной нейтралью, как при на­личии, так и отсутствии напряжения в контролируемой сети. Возможность использования указанных устройств определяет­ся их уставками, для сопротивления изоляции, кОм; „Элек­трон" и ПКИ- пять уставок в пределах 500 25; УКИ-1- три уставки в пределах 500...50; БКИ- четыре уставки в пре­делах 200...25.

На рис. 4.25 показана структурная схема устройства УКИ-1. Судовой прибор УКИ-1 состоит из двух таких схем для кон­троля R_c и Roc в сетях напряжением 380 и 220 В. Переключате­лем SA обеспечиваются три указанные выше уставки R. Пита­ние устройства осуществляется от сети переменного тока 127 В (выводы 1, 2). К выходу устройства (выводы 5, 6), где при срабатывании УКИ-1 возникает напряжение 24 В, подключа­ются сигнальные элементы; звонок и сигнальная лампа.

Схема состоит из следующих основных элементов:

блок питания, состоящий из трансформатора Т и выпрями­телей VZ1—VZ3;

усилитель постоянного тока VI с высокоомным входом, вы­полненный на четырех транзисторах;

триггер Шмидта на двух транзисторах;

выходной усилитель на двух транзисторах.

Двухполупериодный выпрямитель VZ3 подает питание-24 В на транзисторную схему. Двухполупериодный выпрямитель VZ2 создает напряжение смещения. В контролируемой су довой сети СС постоянное напряжение создается выпрямите­лем VZ1 мегаомметра. Вывод VZ1 (-) соединен с контроли­руемой сетью СС (220 или 380 В), а вывод ( + ) к выводу 3 УКИ-1.

Измерительная цепь УКИ-1 включает в себя резистор R17, какой-либо один резистор уставки R_y1...R_y3, контакт переклю­чателя SA и вывод 9, соединенный с корпусом. Измерительная цепь замыкается через все пути утечки в изоляции сети на шину СС.

Ток в измерительной цепи зависит таким образом от R_с (или R_oc) и создает на резисторе уставки падение напряжения, которое является входным для усилителя постоянного тока V1.

Рис. 4.25. Структурная схема устройства УКИ-1

Когда напряжение на резисторе уставки достигнет заданного значения, на выходе V1 появляется сигнал, достаточный для запуска триггера Шмидта V2 (триггер переходит в другое устойчивое состояние). При этом выходной сигнал триггера V2 является входным для усилителя V3, на выходе которого появ­ляется напряжение 24В (выводы 5,6), приводящее к сра­батыванию звонка и сигнальной лампы.

Характерным устройством иностранного производства яв­ляется комплект пофидерного контроля сопротивления изоля­ции типа AJ норвежской фирмы „Аутроника" (рис.4.26). Комплект AJ обеспечивает непрерывный автоматический контроль сопротивления изоляции сети, находящейся под рабочим на­пряжением до 500 В при частоте от 45 до 65 Гц с тремя устав­ками в пределах 50...2 кОм, а также поиск места неисправно­сти кабеля при снижении сопротивления изоляции ниже 20 кОм.

Рис. 4.26. Структурная схема устройства AJ-1

Комплект AJ-1 предназначен для контроля сопротивления изоляции одновременно трех, электрически не связанных сетей. Контроль сети осуществляется устройством контроля А, кото­рое как и УКИ-1 работает по принципу наложения постоянно­го тока на сеть переменного тока. Подключение А к каждой из контролируемых сетей 1,2,3 производится посредством авто­матического селектора SA. После обнаружения устройством А факта снижения значения сопротивления в одной из контро­лируемых сетей оно подключает к этой сети через фильтр Z ис­точник тестового сигнала G с напряжением частотой 5 Гц.

На фидерах контролируемой сети установлены датчики U-трансформаторы тока нулевой последовательности. Датчики через мультиплексор (коммутатор) на 16 контролируемых то­чек присоединяются к приемнику UZ 5 Гц- измерителю тока утечки, создаваемого источником тестового сигнала на частоте 5 Гц. Если сопротивление какого-либо контролируемого фидеpa меньше уставки, т.е. ток утечки на частоте 5 Гц, протекающий через окно соответствующего датчика U, больше установленного значения, то приемник UZ 5 Гц включает световую сигнализацию HL (загорается светодиод этого фидера) и зву­ковую НА. Таким образом устройство AJ-1 контролирует со­противление изоляции сети и автоматически, без обесточивания сети, определяет фидер со сниженным сопротивлением изо­ляции.

Комплект AJ-2 (рис.4.27) применяют для определения мес­та неисправности фидера. Датчиком U1, устройство которого подобно токоизмерительным клещам, охватывается поврежден­ный фидер (кабель). Затем датчик V1 перемещают вдоль фи­дера и при прохождении датчиком места утечки, т.е. места К снижения сопротивления, приемник P 5 Гц с измерительным прибором не фиксирует наличие тока утечки. Это позволяет определить место неисправности кабеля.

При установлении неисправности судового кабеля (напри­мер, снижения сопротивления изоляции, фиксируемого устрой­ствами УКИ-1, „Электрон",ПКИ или БКИ, или обрыва в элек­трической цепи) также возникает задача определить неисправный фидер и место неисправности.

Определение неисправности судового кабеля. Определение неисправности кабеля в судовых условиях рассматривают для следующих характерных видов неисправностей:
снижение сопротивления изоляции между жилами кабеля или жилы кабеля относительно корпуса;

обрыв жилы кабеля;

повышенный нагрев кабеля.

Рис. 4.27. Структурная схема устройства AJ-2

Процесс определения неисправности кабеля включает в се­бя определение вида и причины неисправности, определение не­исправного фидера и места неисправности.

Для поиска неисправно­сти судовых кабелей могут быть выбраны только те показатели, которые можно контролировать в судовых условиях без существенных затрат и приемлемыми техническими средствами.

В связи с этим прежде всего могут быть использо­ваны параметры, уста­навливаемые на основе из­мерений мегаомметром и тестером (см. п.4.9.)

сопротивление изоляции R постоянному току через 60 с после начала измерения;

коэффициент изменения сопротивления изоляции Ki -R'/R;

расчетный параметр сопротивления изоляции R_P = R₅R/(R-Rs) для достаточно длинных кабелей, когда показания мегаомметра Rs через 5с после начала измерения и R через 60 с раз­личны.

Сопротивление изоляции кабеля R должно быть не менее величины, указанной в „Руководстве по техническому надзору за судами в эксплуатации" Регистра (см. табл. 1.2). Следует учитывать, что значение сопротивления изоляции существенно зависит от температуры (табл.4.15) и приводится к темпера­туре 20°С по формуле R₂₀=K_тRt, где R_Т-сопротивление, из­меренное при температуре Т.

Если сопротивление изоляции фидера кабельной сети изме­рялось не в нагретом, а холодном состоянии (20...25°С), в ка­честве предельно допустимого значения сопротивления изоля­ции следует принять указанное в графе „нормальное" табл.1.2.

При измерении R следует помнить о возможном искажении показаний мегаомметра при его подключении к месту раздел­ки жилы кабеля. При измерении R напряжение мегаомметра прикладывается к изоляции, в результате чего через измери­тельную часть прибора течет ток, по которому и определяется сопротивление изоляции. Этот ток складывается из тока I_c.п сквозной проводимости изоляции, характеризующего значение R, и поверхностного тока I_y утечки. Последний обусловлен по­верхностным загрязнением и увлажнением изоляции (рис. 4.28). Для сухой изоляции с чистой поверхностью ток утечки мал, и его влияние на результат измерения R можно не учитывать. При загрязненной и увлажненной поверхности изоляции I_y увеличивается и оказывает влияние на результат измерения R. Для устранения этого влияния третью клемму Э (экран) ме­гаомметра соединяют с наложенным на изоляцию металлическим бандажом (проволоч­ным или ленточным). В этом случае I_у замыкается через клемму, минуя изме­рительную часть мегаомметра.

Таблица 4.15. Коэффициент К_т приведения сопротивления изоляции к температуре 20⁰С

Материал изоляции	Температура, 0С
Резина Кремний - органическая резина Полиэтилен
0,50 0,30 0,12	0,64 0,45 0,25	0,80 0,67 0,50	1,00 1,00 1,00	1,35 1,49 2,01	1,82 2,23 4,06	2,46 3,32 8,17

Рис. 4.28. Схема измерения сопротивления изоляции кабеля

1-мегаомметр; 2-проводящая жила; 3-изоляция; 4-металлический бандаж;5-экран;6-ограничительные резисторы.

Перед измерением R не­обходимо убедиться в от­сутствии напряжения в про­веряемом кабеле, а также в исправности мегаомметра. Для этого зажимы мегаом­метра 3 (Земля) я Л (ли­ния) замыкают между со­бой и вращают приводную рукоятку (у индукторных мегаомметров). Стрелка исправного прибора устанавливается на делении шкалы 0, а после размыкания -на делении . Возможные остаточные заряды в изоляции, которые могут по­влиять на показания прибора, снимают кратковременным зазем­лением проверяемого кабеля. Эту операцию выполняют также при повторном измерении и после завершения измерений.

На основе указанных выше параметров R, K₁,R_p виды и причины неисправности могут быть определены в соответствии с признаками неисправностей судовых кабелей (табл. 4.16). При этом следует обращать внимание на нагрев кабеля, так как отдельные кабели могут нагреваться выше допустимой температуры. Температуру наиболее нагретых участков кабеля следует определять контактными термометрами; недопустимое изменение температуры поверхности может быть установлена также посредством предварительно нанесенной термоиндикаторной краски (см. п. 4.7).

Необходимость поиска фидера с пониженным сопротивлением изоляции относительно корпуса возникает при снижении сопротивления изоляции в СЭЭС (замыкание на корпус).

При устойчивом характере замыкания фидера на корпус поиск неисправного фидера осуществляют поочередным отключением фидеров приемников. Если таким путем неисправный фидер не определяется, то поиск неисправности продолжают в
цепях управления. Если цепь управления с пониженным сопро­тивлением изоляции не выявляется тоже, то производят поиск неисправности в фидерах источников электроэнергии. Если и в этом случае снижение сопротивления изоляции не устанавливается, то проверяют гипотезу о неисправности двух и более фидеров делением СЭЭС на части и поиском
неисправности в каждой из частей.

При неустойчивом характере замыкания на корпус поиск неисправного фидера начинается с поочередного от­ключения фидеров кратковременно работающих приемников. Если при этом неисправный фидер не выявляется, то дальней­ший поиск осуществляют в указанной выше последователь­ности.

Схема алгоритма указанной процедуры поиска неисправного фидера приведена на рис. 4.29, где приняты следующие обозначения операторов: S_H-начало; А₁-поступление информации о необходимости поиска фидера с замыканием на корпус; Р₁-имеются ли в наличии штатные технические средства поиска фидера?; А₂-получение разрешения на отключе­ние фидеров; Р₂ -сигнал о замыкании на корпус носит непостоянный характер?; Аз- поиск неисправного фидера поочередным отключением фидеров кратковременно работающих приемников; P₃-в результате поиска фидер выявлен?; А₄-поиск неисправного фидера поочередным отключением фидеров, приемников; Р₄-в результате поиска фидер выявлен?; А₅-поиск неисправности в цепях управления; А_б-поиск фидера штатными техническими средствами поиска; Р₅-в результате поиска цепь выявлена?; А₇- поиск неисправности в фидерах источников; P₆- в результате поиска фидер выявлен?; А₈-проверка гипотезы о неисправности двух и более фидеров, деление электроэнергетической системы на части и поиск неис­правности в каждой из частей; А₉-получение разрешения на отключение неисправного фидера;А₁₀ отключение неисправного фидера; S_k- окончание процедуры определения неисправного фидера.

После нахождения неисправного фидера судовой сети воз­никает задача определении места неисправности в кабеле (рис.4.30). На рис.4.30 приняты следующие обозна­чения операторов: S_H-начало процедуры поиска места неис­правности в кабеле; Р₁-имеются в наличии штатные техни­ческие средства поиска места неисправности?; Р₂- неисправ­ность в виде замыкания на корпус?; Р₃-приемник данного фидера отключен?; А₁-отключение приемника в конце фиде­ра;А₂- включение выключателя фидера на ГРЩ; P₄-пода­ется ли сигнал о замыкании на корпус устройством контроля изоляции?; А₃- поиск неисправности в цепях приемника; А4-отключение фидерного выключателя на ГРЩ; А₅-измерение параметров неисправного фидера; А₆- расчет параметров не­исправного фидера;А₇- определение места неисправности штатными техническими средствами согласно их инструкциям;Р₅- измеренное мегаомметром значение сопротивления изоля­ции равно нулю?;Р₆- измеренное тестером значение сопро­тивления изоляции менее 10 Ом?; А₈- поиск в местах возмож­ного сильного механического сдавливания кабеля; Р₇-измеренное тестером значение сопротивления .изоляции превышает 2 кОм?; А9- проверка разделок кабеля на увлажнение; А10-поиск неисправности в местах возможного сжатия кабеля; Р8-коэффициент изменения сопротивления К₁ равен единице?; A11-поиск неисправности в местах возможного загрязнения кабеля; Р9- обнаружено значительное изменение величины расчетного параметра сопротивления изоляции R_P?; А12- про­верка гипотезы о возможности значительного (объемного) ув­лажнения кабеля; А13- проверка гипотезы о возможности по­верхностного увлажнения кабеля; Р₁₀-место неисправности установлено?; А14- измерение параметров для расчета рассто­яния до места неисправности; А15- расчет расстояния до мес­та неисправности; А16- поиск неисправности в рассчитанных участках кабеля; Р11- место неисправности установлено?; S_K- окончание процедуры определения места неисправности. Видно, что место неисправности в кабеле можно определять как специальными техническими средствами, так и при их от­сутствии,

К специальным техническим средствам отно­сят кабельные мосты, приборы типа Р5, прибор „Поиск-И" и _:др. Проведенный анализ и испытания в судовых условиях ряда приборов для определения места повреждения кабелей показали, что для решения практических задач на судне наи­более приемлемы следующие диагностические устройства:

приборы типа Р5, работающие на импульсивном методе и позволяющие непосредственно по шкале прибора, подключае­мого в конце (или начале) кабельной линии, определять рас­стояние и вид неисправности (типа обрыв или короткое замы­кание), а также длину непрерывного кабеля;

прибор „Поиск-И", работающий на индуктивном методе, с помощью которого неисправность типа обрыв и короткое замы­кание, а также трасса прохождения кабеля определяются пе­ремещением датчика вдоль кабельной линии, в которую пода­ется от специального генератора электрический сигнал повы­шенной частоты 4 или 10 кГц;

устройство фирмы „Аутроника" типа AJ-2, описанное выше, позволяющее определять место снижения сопротивления изо­ляции кабеля переносным датчиком.

Приборы типа Р5 предназначены для измерения расстояния до сосредоточенной неоднородности волнового сопротивления кабеля. В исследуемую линию подаются короткие злектрические импульсы, которые, отражаясь от места изменения волнового сопротивления (обрыв, короткое замыкание, плохой контакт и др.), возвращаются обратно и фиксируются в приемной части прибора. Прибор показывает расстояние t_х до места дефекта, определяемое по скорости v распространения электромагнитной волны в кабеле, времени t с момента посылки импульса и возвращения его обратно: l_x = vt/2.

С С С С

Таблица 4.16. Виды и причины неисправностей судовых кабелей

Признаки неисправности

Неисправность и причина ее появления

Рекомендации по поиску неисправности

Показания

Расчетный параметр сопротитивления изоляции

Коэффициент изменения сопротивления

Дополнительные признаки

мегаомметра

тестера

МОм

кОм

Ом

снижение сопротивления изоляции между жилами или относительно корпуса

Менее10

-

-

Постоянство величины

Замыкание на корпус или между жилами

Поиск в местах возможных механических повреждений и в щитах

Менее10

-

-

Постоянство величины

Замыкание на корпус или между жилами через подвижной элемент (дверь щита)

Поиск в потенциально возможных местах

50-2000

-

-

Быстрое снижение показателей

Появление воды в щитах,в клеммных коробках,в выключателях,в светильниках

Поиск оборудования с залитыми водой разделками кабеля

Около 0

Большое R

-

-

Внезапное резкое снижение сопротивления изоляции

Механическое сжатие изоляции без касания жил корпуса или друг друга

Осмотр щитов и мест возможного механического воздействия на кабель

Ниже нормы

Ниже нормы

Большое R

Rp<Rp0

Менее 1,0

Постепенное снижение сопротивления изляции

Значительное увлажнение кабеля(заливание водой)

Поиск залитых водой участков кабелей

То же

То же

То же

Rp=Rp0

То же

То же

Увлажнение водой (поверхностное)

Выявление причин увлажнения

“ ”

“ “

“

Rp=Rp0

1,0

“

Загрязнение кабеля (мест разделки)

Поиск в местах возможного загрязнения

Обрыв жилы кабеля

Признаки неисправности

Дополнительные признаки

Неисправность и причина ее появления

Рекомендации по поиску неисправности

Показания

Двигатель не вращается при пуске, при работе повышенный шум, вибрация и нагрев

Обрыв жилы кабеля в месте перегиба, подключения или другом месте

Проверить омметром кабель на обрав, контактные соединения, места перегибов и места возможного механического повреждения

амперметра

вольтметра

Ia

Iв

Ic

Uaв

Uвс

Uca

увеличение

увеличение

нормальное значение

Повышение температуры кабеля (жилы кабеля)

Признаки неисправности

Неисправность и причина ее появления

Рекомендации по поиску неисправности

Основные

Дополнительные

Плохой контакт жилы с наконечником ил (или) наконечника с зажимом

Проверить состояние контактных соединений и кабельных наконечников

Изменение цвета изоляции, появление микротрещин, изменение эластичности изоляции в месте разделки кабеля

Изменение цвета термоиндикаторной краски

Изменение цвета изоляции, появление микротрещин, изменение эластичности изоляции по длине кабеля

Возможно изменение цвета термоиндикаторной краски на кабельном наконечнике

повышение температуры кабеля из-за его перегрузки

Проверить силу тока в кабеле

Изменение цвета изоляции, появление микротрещин, изменение эластичности изоляции на отдельных участках кабеля

-

Изменения. вызванные температурой окружающей среды

Проверить температуру окружающей среды

Рис. 4.29. Схема алгоритма поиска неисправного фидера

Рис. 4.30. Схема алгоритма поиска места неисправности в кабеле

Полярность отра­женного сигнала, фиксируемая индикатором прибора, позволяет судить о характере неисправности: отраженный импульс сохра­няет свой знак при увеличении сопротивления (обрыв, асим­метрия) и меняет свой знак при уменьшении сопротивления (короткое замыкание, снижение сопротивления).

В процессе поиска неисправности прибор подключается в начале или конце кабельной линии и не требуется доступ к месту неисправности. Питание Р5 может осуществляться непо­средственно от судовой сети 220В или автономно от внутрен­него источника-перезаряжаемого аккумулятора.

Проведенные исследования прибора Р5-8 в судовых и лабо­раторных условиях позволяют сделать следующие выводы. При проведении измерений прибор должен подключаться к двум жилам или одной жиле и экрану (панцирю) исследуемого не­прерывного кабеля. Корпус судна не может быть использован в качестве участка измерительной цепи, так как в измеритель­ной цепи с использованием корпуса волновое сопротивление оказывается существенно неоднородным по длине. Длина кабе­ля определяется с погрешностью, не превышающей 1...2,5%. Место замыкания двух жил кабеля Р5-8 обнаруживают при переходном сопротивлении 200 Ом; при переходном сопротив­лении 200 Ом погрешность составляет 2...4 %. Место обрыва жил для многожильных и одножильных экранированных кабе­лей, а также многожильных (две и более жил) неэкранирозанных кабелей определяется с погрешностью 1...2%.Учиты­вая нечувствительность прибора на первых 0,5м, измерения :следует производить последовательно с двух сторон обследуе­мого участка.

Прибор „Поиск-И" состоит из двух частей: генератора им­пульсов частотой 4 и 10 кГц, включаемого в измерительную цепь, и переносного датчика с измерительным прибором, пере­мещаемых в непосредственной близости от исследуемой линии. Генератор импульсов питается от судовой электрической сети, а переносной датчик с измерительным прибором имеют встро­енные элементы питания. Место неисправности или наличие кабеля в трассе обнаруживается по реакции измерительного прибора на сигналы генератора импульсов.

На основе опыта применения прибора „Поиск-И" в судовых условиях и на специальном стенде, имитирующем участок кабельной трассы, можно сделать следующие выводы. Прибор можно использовать для нахождения трассы прокладки кабеля, а также места снижения сопротивления изоляции между жилой кабеля и корпусом или между жилами до значений, меньших 15 кОм, и места обрыва токоведущей жилы в неэкранированном кабеле. При работе с прибором следует обращать внимание на сохранение пространственной ориентации датчика

относительно кабеля и возможность появления сильных помех от работающего электрооборудования и больших металлических масс вблизи кабельной трассы и датчика. В случае, когда со­противление замыкания жилы кабеля на корпус мало (близко к нулю), прибор позволяет определить место замыкания с по­грешностью не более 5см. Погрешность определения места за­мыкания двух жил в кабеле примерно равна шагу скрутки ка­беля, который изменяется в пределах от 10 до 20 диаметров кабеля.

Комплект AJ-2 фирмы „Аутроника" (рис.4.27), состоящий из источника тестового сигнала G 5 Гц и датчика Р с разъем­ным магнитопроводом, предназначен для определения места снижения сопротивления изоляции между жилой кабеля и кор­пусом. Результаты проведенных лабораторных испытаний ком­плекта AJ-2 показали, что AJ-2 позволяет определять место снижения сопротивления изоляции при R 50 кОм с погреш­ностью 0,2%. При нахождении датчика вблизи источника G 5 Гц (на расстояние до 0,6м) в нем наводятся помехи, кото­рые приводят к ложным показаниям приемника комплекта AJ-2. Основное достоинство комплекта AJ-2 заключается в вы­сокой точности определения места снижения сопротивления изоляции кабеля, который в процессе поиска может не отклю­чаться от ГРЩ. В качестве недостатка следует отметить, что комплект AJ-2 имеет ограниченные возможности применения для судовых кабельных трасс, так как при поиске места по­вреждения изоляции поврежденный кабель должен быть охва­чен датчиком.

При отсутствии специальных приборов для определения места неисправности кабеля используют измерительные схемы (содержащие источник, резисторы, миллиампермет­ры, вольтметры).

Например, если переходное сопротивление в месте дефекта изоляции кабеля меньше допустимого значения, но более 200 Ом, то место дефекта обнаруживается методом петли по­средством измерительного моста с переменным отношением плеч (рис. 4.31). Метод эффективен, когда сопротивление изо­ляции одной из жил кабеля в норме, а жила с дефектной изоляцией не оборвана. Между этими двумя жилами устанавли­вается перемычка П, и они подключаются по схеме моста.

Плечами моста являются сопротивления r₁,r₂ и сопротив­ления жил и R_x. При равновесии моста

откуда

Hbc/ 4/31/ C[tvf bpvthtybq ghb jghtltktybb

Рис. 4.31. Схема измерений при определении места неисправности кабеля методом петли

Если сопротивления R₁₌R₂, то, зная длину участка l (ее можно измерить или определить прибором типа Р5), расстояние до места дефекта рассчитывают по формуле

Измерение посредством моста нужно производить дважды, меняя концы жил на зажимах моста.

Место неисправности кабеля в ряде случаев может быть определено осмотром трассы. Чаще всего снижение сопротивления изоляции происходит из-за проникновения влаги через резину кабеля, через поврежденную оболочку в местах изгибов, прохода через сальник, через переборки и конструкции судна, на участке прокладки в трубах, желобах, в местах крепления кабеля. Знание трассы прокладки кабеля, мест ремонта кабеля, потенциально опасных участков трассы, подверженных нагреву, затоплению, загрязнению, механическим воз­действиям и вибрации участков, проложенных в трубах и т. п.,) облегчает поиск места неисправности.

Оценка технического состояния судового кабеля в условиях эксплуатации. В настоящее время ТС кабеля в условиях эксплуатации оценивают при проведении периодических освиде­тельствований, предремонтной дефектации кабелей и при решении вопроса о возможности эксплуатации кабельной сети судна, срок службы которого истекает. При этом руководствуются рекомендациями и требованиями раздела 15 части 5,Правил технической эксплуатации судовых технических средств" (РД 31.21.30-83), „Руководством по техническому надзору за судами в эксплуатации" Регистра, „Инструкцией по дефектации кабельных изделий". В соответствии с этими документами оценку технического состояния судовых кабелей осуществляют анализом эксплуатационных дан­ных, измерением сопротивления изоляции, осмотром с разборкой или без разборки, испытанием образцов кабеля. Сведения, полученные в результате выполненных действий, позволяют сделать в определенной степени обоснованное заключение о со­ответствии кабеля в данный момент предъявляемым техниче­ским требованиям, однако заключение о возможности его экс­плуатации в пределах отрезка времени до очередного освиде­тельствования носит в значительной мере субъективный харак­тер. Заметим, что испытания кабеля в целях определения ко­личественных характеристик физико-механических свойств изо­ляции и оболочки кабеля довольно трудоемкие операции. Про­водимые в лабораторных условиях на образцах кабеля и труд­новыполнимые в условиях эксплуатации судна, они едва ли до­ступны в случаях, когда необходимо быстро получить заклю­чение о техническом состоянии кабеля.

Техническое состояние судовых кабелей характеризуется комплексом конструктивных, электрических и механических показателей. Очевидно, что объем показателей, подлежащих определению при оценке технического состояния кабелей, дол­жен учитывать цель этой операции, срок эксплуатации судна и эксплуатационные данные. При этом комплекс показателей оп­ределяется в результате анализа эксплуатационных данных, из­мерения сопротивления изоляции кабеля, осмотра кабелей, рас­чета остаточного ресурса кабеля, испытания в лабораторных условиях (включая при необходимости и испытания на продоль­ную герметичность).

Исходные данные, необходимые для определения перечня и объема операций при оценке технического состояния кабеля, включают в себя номинальные данные кабеля, данные о ре­жимах его работы и эксплуатационные данные: назначение ка­беля; марка, число жил, сечения; номинальный ток; длина; но­минальный срок службы; дата монтажа; время хранения до монтажа; допустимая температура изоляции; сведения о ре­жимах работы (сила тока, время работы, температура окру­жающей среды); сопротивление изоляции (предшествующее измерение, последнее измерение); сведения об отказах, ремон­тах, воздействиях воды, нефтепродуктов, замыканиях.

На основании этих данных в соответствии с алгоритмом (рис. 4.32) определяется перечень операций по оценке техниче­ского состояния (измерение, осмотр, расчет ресурса, испыта­ния) и объем контролируемых кабелей (кабели ответственных приемников; кабели ответственных приемников и кабели с те­ми или иными отклонениями, наблюдающимися в эксплуата­ции; все кабели). На рис. 4.32 приняты следующие обозначе­ния: S_n- начало; А1 -формирование исходных данных;А₂-определение комплекса показателей для оценки технического состояния кабеля;А₃- измерение сопротивления изоляции; А4-осмотр; А₅- расчет остаточного ресурса;А6-оценка ре­зультатов измерения;А₇-испытание образцов кабеля; А8- заключение о техническом состоянии кабеля; P1- необходим расчет остаточного ресурса?; Р2- необходимы испытания кабеля?; S_K — конец.

Рис. 4.32. Схема оценки технического состояния кабеля

Если ресурс кабелей не израсходуется до момента следую­щей операции по оценке ТС кабеля (освидетельствование) и опыт эксплуатации не дает оснований полагать, что ресурс ка­белей исчерпан, при оценке ТС можно ограничиться измерени­ем сопротивления изоляции и осмотром кабелей. В иных слу­чаях необходимо рассчитать остаточный ресурс кабелей и если он достаточный, то испытания не проводят.

Рекомендуется проводить испытания в следующих случаях:

остаточный ресурс кабеля мал;

в процессе эксплуатации кабель подвергался действию неф­тепродуктов, токов короткого замыкания, высоких температур и другим воздействиям;

в результате осмотра кабелей выявлены дефекты, позволяю­щие ставить вопрос об израсходовании его ресурса на каком-либо участке.

Рис. 4.33. Зависимости остаточного ресурса t _э от коэффициента К_з загрузки кабеля при различных температурах Т_ср окружающей среды

Сопротивление изоляции измеряют традиционными спосо­бами и средствами, контролируя сопротивление изоляции меж­ду жилами и между жилами и корпусом судна с поправкой на температуру.

В процессе осмотра выявляются дефекты (