उच्च प्रतिरोध केबल दोषों का पता लगाने के लिए कैसेः भूमिगत केबलों के लिए व्यावहारिक क्षेत्र के तरीकों

फ़ील्ड तकनीशियनों के लिए, इसका मतलब है कि केबल अभी भी कम वोल्टेज पर लोड ले जा सकता है, इन्सुलेशन प्रतिरोध मीटर सीमा रेखा-सामान्य पढ़ सकता है, और टीडीआर कोई स्पष्ट प्रतिबिंब नहीं दिखा सकता है। फिर भी केबल खराबी की स्थिति में ट्रिप हो जाती है, या लोड के तहत रुक-रुक कर विफल हो जाती है। इन दोषों का पता लगाने के लिए विशेष तकनीकों की आवश्यकता होती है जो गलती को मापने योग्य हस्ताक्षर प्रस्तुत करने के लिए सक्रिय रूप से बाध्य करती हैं। यह आलेख बताता है कि उच्च-प्रतिरोध दोष इतने कठिन क्यों हैं और पेशेवर केबल दोष लोकेटरों द्वारा उपयोग किए जाने वाले सिद्ध तरीकों के माध्यम से चलता है।

1. उच्च-प्रतिरोध केबल दोष क्या है?

एक उच्च-प्रतिरोध दोष एक ढांकता हुआ ब्रेकडाउन है जिसमें इन्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो गया है लेकिन सीधे धातु-से-धातु शॉर्ट में ढह नहीं गया है। इसके बजाय, दोष बिंदु एक ठोस धातु पथ के बजाय एक प्रतिरोधी पथ के माध्यम से विद्युत प्रवाह का संचालन करता है - अक्सर कार्बोनाइज्ड इन्सुलेशन, पानी के पेड़ों, या नमी-दूषित दोषों के माध्यम से। विशिष्ट दोष प्रतिरोध मान कई सौ किलोओम से लेकर कई मेगाओम तक होते हैं।

उच्च-प्रतिरोध दोषों के सामान्य कारणों में शामिल हैं:

• एक्सएलपीई इंसुलेशन में वॉटर ट्रीइंग - नमी वर्षों से इंसुलेशन के माध्यम से स्थानांतरित होती है, जिससे पेड़ जैसे सूक्ष्म चैनल बनते हैं जो कमजोर रूप से संचालित होते हैं; ये दोष अक्सर सैकड़ों किलोओम में मापते हैं।
• पूर्व ओवरवॉल्टेज घटनाओं से कार्बोनाइज्ड ट्रैकिंग - एक पिछला उछाल जिसने इन्सुलेशन के माध्यम से एक प्रवाहकीय ट्रैक को आंशिक रूप से जला दिया, मध्यम से उच्च प्रतिरोध के साथ एक कार्बोनाइज्ड पथ छोड़ देता है।
• जोड़ों या समाप्ति में नमी - जोड़ में पानी का संदूषण सीधे छोटे होने के बजाय एक प्रतिरोधी रिसाव पथ बनाता है।
• आंशिक यांत्रिक क्षति - स्थापना के दौरान किसी केबल में खरोंच या खरोंच होने से इन्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो सकता है लेकिन डेड शॉर्ट से बचने के लिए पर्याप्त ढांकता हुआ ताकत बरकरार रहती है।
• अर्ध-प्रवाहकीय परत दोष - चाकू के निशान या समाप्ति पर सेमीकॉन स्क्रीन का अधूरा निष्कासन क्षेत्र सांद्रता बनाता है जो केवल उच्च वोल्टेज के तहत टूट जाता है।

1.1 मानक टीडीआर उनका पता क्यों नहीं लगा सकता

टीडीआर लो-वोल्टेज पल्स भेजकर और प्रतिबाधा बेमेल से प्रतिबिंब को मापकर काम करता है। एक ठोस शॉर्ट सर्किट (लगभग-शून्य प्रतिरोध) एक मजबूत, आसानी से पहचाना जाने वाला प्रतिबिंब उत्पन्न करता है। लेकिन एक उच्च-प्रतिरोध दोष केबल की विशिष्ट प्रतिबाधा के करीब एक प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है - आमतौर पर 20-50 Ω - इसलिए प्रतिबिंब छोटा होता है, अक्सर शोर में दब जाता है, या पूरी तरह से अनुपस्थित होता है। व्यवहार में, टीडीआर विश्वसनीय रूप से लगभग 100 Ω से नीचे के दोषों का पता लगाता है; इसके ऊपर, परावर्तन आयाम तेजी से गिरता है और सामान्य केबल सुविधाओं (जोड़ों, स्प्लिसेस, शाखाओं) से अंतर करना मुश्किल हो जाता है।

यही कारण है कि एक तकनीशियन एक टीडीआर को एक दोषपूर्ण केबल से जोड़ सकता है, एक पूरी तरह से साफ निशान देख सकता है, और फिर भी जान सकता है कि केबल दोषपूर्ण है। लो-वोल्टेज पल्स के साथ मापने योग्य प्रतिबिंब उत्पन्न करने के लिए दोष प्रतिरोध बहुत अधिक है।

2. उच्च-प्रतिरोध दोषों का पता लगाने के लिए सिद्ध तरीके

2.1 आर्क परावर्तन विधि (एआरएम)/सर्ज वेव विधि

आर्क परावर्तन विधि - जिसे एआरएम, सर्ज वेव विधि, या आवेग वर्तमान विधि भी कहा जाता है - उच्च-प्रतिरोध दोषों का पता लगाने के लिए उद्योग मानक है। कम-वोल्टेज टीडीआर पल्स का उपयोग करने के बजाय, एक उच्च-वोल्टेज सर्ज (8-35 केवी) लागू करें जो गलती को तोड़ने के लिए मजबूर करता है। ब्रेकडाउन के दौरान चाप बनने पर दोष प्रतिरोध क्षण भर के लिए लगभग शून्य हो जाता है; जब चाप सक्रिय होता है, तो एक टीडीआर पल्स गलती बिंदु से एक मजबूत प्रतिबिंब को मापता है, बिल्कुल वैसे ही जैसे कि यह एक ठोस शॉर्ट हो।

हाई-वोल्टेज उछाल एक थम्पर (सर्ज जनरेटर) द्वारा उत्पन्न होता है, जो एक संधारित्र को चार्ज करता है और इसे केबल में डिस्चार्ज करता है। उछाल की ऊर्जा - आम तौर पर 500-2450 जूल - दोष प्रतिरोध को पाटने और कई माइक्रोसेकंड के लिए एक चाप को बनाए रखने के लिए पर्याप्त होनी चाहिए। एक बार चाप बनने के बाद, टीडीआर प्रतिबिंब स्पष्ट होता है और दोष की दूरी की गणना पल्स राउंड-ट्रिप समय और केबल प्रसार वेग से की जाती है।

एआरएम के प्रमुख लाभ:

• टीडीआर की व्यावहारिक सीमा से कहीं अधिक - कई मेगाओम तक के दोषों पर काम करता है।
• प्रति पल्स केवल कुछ सेकंड की आवश्यकता होती है; गलती का स्थान मिनटों में प्राप्त किया जा सकता है।
• एक दृश्य तरंग प्रदान करता है जिसे अनुभवी ऑपरेटर व्याख्या और सत्यापित कर सकते हैं।
• एक अच्छे रिटर्न कंडक्टर की आवश्यकता नहीं है (ब्रिज विधियों के विपरीत)।

2.2 पल्स करंट विधि

पल्स करंट विधि (जिसे सर्ज करंट विधि भी कहा जाता है) एआरएम से निकटता से संबंधित है। एक अलग लो-वोल्टेज टीडीआर पल्स भेजने के बजाय, यह हाई-वोल्टेज उछाल की वर्तमान तरंग को मापता है क्योंकि यह केबल के नीचे यात्रा करता है, गलती चाप से प्रतिबिंबित होता है, और वापस लौटता है। एक वर्तमान युग्मक (क्लैंप-ऑन सीटी) को परीक्षण लीड या केबल के निकट के अंत में रखा जाता है, और रिसीवर आउटगोइंग उछाल और उसके प्रतिबिंब को प्रदर्शित करता है।

यह विधि बहुत उच्च-प्रतिरोध वाले दोषों और लंबी केबलों के लिए विशेष रूप से प्रभावी है, क्योंकि यह दोष उत्प्रेरक और माप संकेत दोनों के रूप में उच्च-ऊर्जा वृद्धि का उपयोग करता है। हाई-वोल्टेज पल्स में बहुत अधिक ऊर्जा होती है और यह लो-वोल्टेज टीडीआर पल्स की तुलना में कम क्षीणन के साथ आगे बढ़ती है, जो इसे लंबी या क्षीण केबलों के लिए आदर्श बनाती है।

2.3 बर्न-डाउन/फॉल्ट कंडीशनिंग

जब दोष प्रतिरोध इतना अधिक होता है कि 35 केवी का उछाल भी इसे तोड़ नहीं सकता है, तो बर्न-डाउन (फॉल्ट कंडीशनिंग) प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। बर्न-डाउन ब्रेकडाउन थ्रेशोल्ड के ठीक नीचे एक स्तर पर निरंतर डीसी वोल्टेज लागू करता है, जिससे फॉल्ट बिंदु पर निरंतर ऊर्जा मिलती है। कुछ ही मिनटों में ऊर्जा इन्सुलेशन को कार्बोनाइज कर देती है और एक प्रवाहकीय पथ बनाती है, जिससे दोष प्रतिरोध धीरे-धीरे मेगाओम से कुछ सौ ओम या उससे कम हो जाता है।

एक बार जब दोष प्रतिरोध कम हो जाता है, तो पूर्व-स्थान के लिए मानक टीडीआर या एआरएम का उपयोग किया जा सकता है। बर्न-डाउन का उपयोग सावधानी से किया जाना चाहिए: यह स्थायी रूप से दोष बिंदु को नुकसान पहुंचाता है (स्वीकार्य है, क्योंकि मरम्मत की वैसे भी आवश्यकता होती है), लेकिन केबल में कहीं और द्वितीयक दोष पैदा करने से बचने के लिए इसे नियंत्रित किया जाना चाहिए। समर्पित बर्न-डाउन सेट में ओवरकरंट क्षति को रोकने के लिए वर्तमान सीमित और स्वचालित कटऑफ शामिल है।

2.4 ब्रिज विधियाँ (मरे/वर्ली लूप)

ब्रिज विधियाँ सबसे पुरानी दोष स्थान तकनीकों में से हैं, लेकिन समानांतर अच्छे कंडक्टर उपलब्ध होने पर वे उच्च-प्रतिरोध दोषों के लिए उपयोगी रहती हैं। मुर्रे लूप और वर्ली लूप विधियां एक ही केबल में दोषपूर्ण कंडक्टर और एक स्वस्थ कंडक्टर के बीच प्रतिरोध अनुपात को मापने के लिए व्हीटस्टोन ब्रिज कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करती हैं। संपूर्ण केबल लंबाई के प्रतिरोध की तुलना परीक्षण सिरे से दोष तक के प्रतिरोध से करके, दोष की दूरी की गणना की जाती है।

ब्रिज विधियाँ उच्च-प्रतिरोध ग्राउंड दोषों (चरण-से-स्क्रीन या चरण-से-पृथ्वी) के लिए विशेष रूप से प्रभावी हैं क्योंकि वे सीधे डीसी प्रतिरोध को मापते हैं और पल्स प्रतिबिंब पर निर्भर नहीं होते हैं। हालाँकि, उन्हें लूप बनाने के लिए समान गेज और लंबाई के एक अच्छे कंडक्टर की आवश्यकता होती है, और वे उपयुक्त रिटर्न पथ के बिना ओपन-सर्किट दोष या चरण-दर-चरण दोष का पता नहीं लगा सकते हैं। सटीकता आमतौर पर केबल की लंबाई का ±1-2% होती है।

2.5 वीएलएफ/हाई-वोल्टेज तनाव सक्रियण

कुछ उच्च-प्रतिरोध दोष - विशेष रूप से जल-वृक्ष दोष - केवल निरंतर एसी ओवरवॉल्टेज के तहत ही टूटते हैं। इन मामलों में, 0.1 हर्ट्ज पर वीएलएफ (बहुत कम आवृत्ति) एसी वोल्टेज लागू करने से, आमतौर पर 1.5-2.0 गुना रेटेड वोल्टेज पर, कई मिनटों के लिए गलती को बार-बार और लगातार टूटने के लिए मजबूर किया जाता है। एक बार जब दोष निरंतर वोल्टेज के तहत सक्रिय रूप से उत्पन्न हो जाता है, तो एआरएम या पल्स करंट प्री-लोकेशन किया जा सकता है।

वीएलएफ तनाव यह निदान करने के लिए भी उपयोगी है कि क्या उच्च-प्रतिरोध गलती वोल्टेज पर निर्भर है: यदि गलती 1.5 यू0 पर दिखाई देती है लेकिन 1.0 यू0 पर गायब हो जाती है, तो स्थिति आम तौर पर स्थायी कार्बोनाइज्ड ट्रैक के बजाय पानी के पेड़ या शून्य निर्वहन की होती है।

2.6 ध्वनिक-चुंबकीय पिनपाइंटिंग

पूर्व-स्थान के बाद दोष को एक विशिष्ट खंड तक सीमित कर दिया जाता है, सटीक ज़मीन-सतह स्थिति का पता लगाया जाना चाहिए। इस अंतिम चरण के लिए ध्वनिक-चुंबकीय विधि सार्वभौमिक है: थम्पर सर्ज के कारण फॉल्ट आर्क हो जाता है, जिससे एक ध्वनिक ध्वनि (फॉल्ट पर तेजी से थर्मल विस्तार से) और एक चुंबकीय संकेत (सर्ज करंट से) दोनों उत्पन्न होते हैं। ग्राउंड माइक्रोफोन और चुंबकीय सेंसर के साथ एक हैंडहेल्ड रिसीवर को केबल मार्ग पर चलाया जाता है। ऑपरेटर पहले सामान्य क्षेत्र को खोजने के लिए चुंबकीय सिग्नल का उपयोग करता है, फिर 10-30 सेमी के भीतर सटीक गलती स्थान को इंगित करने के लिए ध्वनिक श्रवण पर स्विच करता है।

3. चरण-दर-चरण प्रक्रिया

4. सर्वोत्तम प्रथाएँ

• सबसे कम प्रभावी सर्ज वोल्टेज से शुरुआत करें - अत्यधिक वोल्टेज स्वस्थ केबल अनुभागों को नुकसान पहुंचा सकता है; लगातार ब्रेकडाउन होने तक ही वोल्टेज बढ़ाएं।
• प्रसार वेग की पुष्टि करें - केबल निर्माता से सही वीएफ (वेग कारक) इनपुट करें; एक ग़लत VF 5-15% की दूरी त्रुटियाँ उत्पन्न करता है।
• एकाधिक तरंगों को सहेजें और तुलना करें - एक वास्तविक दोष प्रतिबिंब कई दालों में सुसंगत होता है जबकि शोर यादृच्छिक रूप से प्रकट होता है।
• सभी कंडक्टरों का परीक्षण करें - उच्च-प्रतिरोध दोष एक चरण-से-जमीन, चरण-दर-चरण, या म्यान को प्रभावित कर सकते हैं; प्रत्येक संयोजन का परीक्षण करें.
• पर्याप्त वृद्धि ऊर्जा का उपयोग करें - ऊर्जा, न कि केवल वोल्टेज, उच्च-प्रतिरोध दोषों के लिए मायने रखती है।
• सुरक्षा को प्राथमिकता दें - लॉकआउट/टैगआउट का पालन करें, इंसुलेटेड पीपीई का उपयोग करें, पल्सिंग के दौरान एक सुरक्षित दूरी बनाए रखें, और परीक्षण के बाद हमेशा केबल को डिस्चार्ज और ग्राउंड करें।

5. उच्च-प्रतिरोध दोष स्थान के लिए XZH परीक्षण समाधान

XZH TEST एक पूर्ण केबल दोष स्थान प्रणाली प्रदान करता है जो विशेष रूप से उच्च-प्रतिरोध और आंतरायिक दोषों के लिए इंजीनियर की गई है:

• इंटीग्रेटेड फॉल्ट लोकेटर - टचस्क्रीन डिस्प्ले के साथ एक पोर्टेबल रिसीवर में टीडीआर, एआरएम (आर्क रिफ्लेक्शन) और पल्स करंट विधियों को संयोजित करें; स्वचालित मोड दोष प्रकार के आधार पर सर्वोत्तम विधि का चयन करता है।
• हाई-वोल्टेज सर्ज जेनरेटर - समायोज्य ऊर्जा (2450 जे तक) के साथ 35 केवी तक के पोर्टेबल और ट्रॉली-माउंटेड थम्पर्स, मध्यम और उच्च-वोल्टेज केबलों में बहुत उच्च-प्रतिरोध दोषों को भी तोड़ने के लिए पर्याप्त हैं।
• ध्वनिक-चुंबकीय पिनपॉइंटिंग रिसीवर - फ़ील्ड शोर अस्वीकृति के लिए अंतर्निहित सहसंबंध और ±10-30 सेमी तक पिनपॉइंट सटीकता के साथ, फॉल्ट आर्क से ध्वनिक और चुंबकीय दोनों संकेतों का पता लगाते हैं।
• बर्न-डाउन क्षमता - चयनित सर्ज जनरेटर मॉडल में एआरएम प्री-लोकेशन से पहले अत्यधिक उच्च दोष प्रतिरोध को कम करने के लिए नियंत्रित बर्न-डाउन आउटपुट शामिल है।
• पूर्ण सिस्टम पैकेज - एक ही पोर्टेबल सेटअप में टीडीआर/एआरएम लोकेटर, सर्ज जनरेटर, ध्वनिक-चुंबकीय पिनपॉइंटिंग और केबल रूट ट्रेसिंग को संयोजित करने वाली ऑल-इन-वन किट।

निष्कर्ष

वास्तविक दुनिया की भूमिगत केबल प्रणालियों में उच्च-प्रतिरोध केबल दोष सामान्य हैं, अपवाद नहीं। मानक टीडीआर इन दोषों पर विफल रहता है क्योंकि मापने योग्य प्रतिबिंब उत्पन्न करने के लिए दोष प्रतिरोध बहुत अधिक है। समाधान सक्रिय रूप से गलती को कम-प्रतिबाधा हस्ताक्षर प्रस्तुत करने के लिए मजबूर करना है - एआरएम या पल्स वर्तमान पूर्व-स्थान के लिए उच्च-वोल्टेज सर्ज का उपयोग करना, सबसे जिद्दी दोषों के लिए बर्न-डाउन या वीएलएफ तनाव, और अंतिम ग्राउंड स्थान के लिए ध्वनिक-चुंबकीय पिनपॉइंटिंग। सही उपकरण, एक व्यवस्थित प्रक्रिया और वोल्टेज, ऊर्जा और प्रसार वेग पर ध्यान देने से, मेगाओम-स्तर के दोषों को भी सटीक और कुशलता से स्थित किया जा सकता है।

XZH टेस्ट के बारे में

XZH TEST केबल दोष का पता लगाने और विद्युत परीक्षण उपकरण में माहिर है, जो बिजली उपयोगिताओं, विद्युत ठेकेदारों, परीक्षण कंपनियों और फील्ड इंजीनियरों के लिए व्यावहारिक समाधान प्रदान करता है। उत्पाद श्रृंखला में केबल फॉल्ट लोकेटर, हाई-वोल्टेज सर्ज जनरेटर, ध्वनिक-चुंबकीय पिनपॉइंटर्स, टीडीआर उपकरण, वीएलएफ परीक्षण सिस्टम और केबल रूट ट्रेसर शामिल हैं - सभी को क्षेत्र स्थायित्व, माप सटीकता और ऑपरेटर सुरक्षा के लिए इंजीनियर किया गया है।