تشخیص محل عیب کابل و برطرف کردن آن!

کابل ها ممکن است در اثر عوامل مختلف دچار آسیب شوند به طوری که دیگر قابل استفاده نباشند . عیوب کابل در اثر عواملی مانند ضربه مکانیکی، اضافه ولتاژ یا جریان، تخریب عایق و حفاظ کابل توسط موجودات جونده و … ایجاد می‌شود. در موارد زیادی تشخیص محل عیب کابل ها و برطرف کردن آن از عهده هر شخص غیر فنی هم بر می آید!

در ابتدا برای تشخیص نقطه عیوب کابل و تعیین محل آن بدون خاکبرداری لازم است که با عیوب مختلف کابل  که ممکن است ایجاد شود، آشنا شوید.

برای یک کابل امکان چند نوع عیب وجود دارد که عبارتند از:

• اتصال کوتاهبین دو یا چند هادی کابل
• اتصال یک یا چند هادی کابل به غلاف فلزی کابل( اتصال زمین )
• قطع شدگی یک یا چند هادی کابل
• فرسایش مس
• ترک عایق‌ها
• جریان کشی بی رویه
• استفاده از هادی با مقاومت مردود

بنابراین بایستی در ابتدا با استفاده از اندازه‌گیری‌های مقدماتی، نوع عیب کابل را مشخص نمایید.

از اﻧﻮاع دﻳﮕﺮ ﻋﻴﻮﺑﻲ ﻛﻪ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ در ﻛﺎﺑﻞ‌ﻫﺎ ﺑﻪ وﺟﻮد آﻳﺪ ﻣﺪار ﺑﺎزﻫﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻗﻄﻊ ﺷﺪن ﻳﻚ ﻳﺎ ﭼﻨﺪ رﺷﺘﻪ ﻛﺎﺑﻞ ﺑﻪ وﺟﻮد ﻣﻲآﻳﻨﺪ. اﻳﻦ ﺧﻄﺎﻫﺎ ﻋﻤﺪﺗﺎً ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻛﺸﺶ‌ﻫﺎی ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و ﻳﺎ ﺗﻨﺶ‌ﻫﺎی ﺣﺮارﺗﻲ در ﻛﺎﺑﻞ ﺑﻪ وﺟﻮد ﻣﻲآﻳﻨﺪ.

شما می توانید با کمک گرفتن از دانش تشخیص عیب کابل، سیم و کابل غیر استاندارد را نیز شناسایی کنید!

شناسایی عیب کابل

• بررسی تطابق کابل

برای سیم و کابل‌ها، استانداردهای جهانی و بین المللی، تعریف شده‌است که هر تولیدکننده‌ای موظف به تولید منطبق با این استانداردها است. عدم تطابق کابل با استانداردهای مشخص شده، حاکی از وجود ایراد اساسی در محصول می‌باشد.

• بررسی کیفیت کابل

کیفیت کابل متاثر از عوامل مختلفی نظیر، مرغوبیت مواد اولیه، شیوه تولید، فلز مورد استفاده برای هادی و … می‌باشد.

• بررسی کارایی کابل

کارایی کابل که از فاکتورهای مهم است در آزمایشگاه توسط آزمایش‌های مربوطه (نظیر تست کشش، ابعادی، شعله و … ) مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

 

انواع روش های عیب یابی کابل

۱– بررسی ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﺗﺼﺎﻻت

ﻣﺤﻞ‌ﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ دو ﻳﺎ ﭼﻨﺪ ﺳﻴﻢ ﻳﺎ ﻛﺎﺑﻞ ﺑﻪ ﻫﻢ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه‌اﻧﺪ، ﻫﻤﻮاره دارای ﻣﻘﺎوﻣﺘﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ از ﺧﻮد ﻛﺎﺑﻞ ﻳﺎ ﺳﻴﻢ ﻫﺴﺘﻨﺪ. در مواردی که مقاومت محل اتصال ﺑﻴﺸﺘﺮ از ﺣﺪ ﻣﺸﺨﺼﻲ ﺑﺎﺷﺪ، موارد زیر را باعث می‌شود :

1) اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﻠﻔﺎت

2)ﮔﺮم ﺷﺪن ﻣﺤﻞ اﺗﺼﺎل و ﻧﻴﺰ ﺑﺮوز ﻧﺸﺎﻧﻪ‌ﻫﺎی ﺳﻮﺧﺘﮕﻲ در ﻣﺤﻞ

3) اﻓﺖ وﻟﺘﺎژ در ﻣﺤﻞ اﺗﺼﺎل ﺷﺪه که در ﻧﺘﻴﺠﻪ وﻟﺘﺎژ اﻋﻤﺎﻟﻲ ﺑﻪ ﻣﺼﺮف ﻛﻨﻨﺪه ﻛﻤﺘﺮ از ﻣﻴﺰان ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ می‌باشد و اﻳﻦ اﻣﺮ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮای ﺑﺴﻴﺎری از ﻣﺼﺮف ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ ﻧﺎﻣﻄﻠﻮب ﺑﺎﺷﺪ.

4) در ﻣﻮاﻗﻌﻲ ﻛﻪ ﻣﺼﺮف ﻛﻨﻨﺪه از ﻃﺮﻳﻖ دو ﻳﺎ ﭼﻨﺪ ﻛﺎﺑﻞ ﻣﻮازی ﺗﻐﺬﻳﻪ ﻣﻲ‌ﺷﻮد، ﺑﺎﻻ ﺑﻮدن ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﺗﺼﺎﻻت در ﻳﻚ ﻣﺴﻴﺮ، ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ ﺟﺮﻳﺎن در آن ﻣﺴﻴﺮ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﺟﺮﻳﺎن در ﻣﺴﻴﺮﻫﺎی دﻳﮕﺮ میﺷﻮد، اﻳﻦ اﻓﺰاﻳﺶ ﺟﺮﻳﺎن آﺳﻴﺐ دیدن ﻛﺎﺑﻞ را به دنبال دارد.

تشخیص مقاومت اتصالات بالا

بالا بودن مقاومت اتصالات را از روی عوامل ظاهری به سرعت می‌توان تشخیص داد عواملی مانند ﺑﺮوز ﻧﺸﺎﻧﻪ‌ﻫﺎی ﺳﻮﺧﺘﮕﻲ، رﻧﮓ ﭘﺮﻳﺪﮔﻲ و ﻧﻴﺰ ﺳﻴﺎه ﺷﺪﮔﻲ. بالا رفتن دمای کابل نیز از مواردی است که می‌تواند بیانگر افزایش مقاومت اتصال باشد. ﺑﺮای اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﺗﺼﺎﻻت، در ﺷﺮاﻳﻄﻲ ﻛﻪ ﺑﺘﻮان ﻛﺎﺑﻞ ﻫﺎی ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه را از دو ﻃﺮف دﻳﮕﺮ ﺑﺎز ﻛﺮد، ﻣﻲ‌ﺗﻮان ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﻫﻢ ﻣﺘﺮ ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﺗﺼﺎل را اﻧﺪازه ﮔﺮﻓﺖ. در ﻏﻴﺮ اﻳﻦ ﺻﻮرت، ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از وﻟﺖ ﻣﺘﺮ و ﺑﺎ اﻧﺪازهﮔﻴﺮی ﻣﻴﺰان اﻓﺖ وﻟﺘﺎژ روی اﺗﺼﺎل، ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺎﻻ ﺑﻮدن ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﺗﺼﺎل را ﺗﺸﺨﻴﺺ داد. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺎ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻴﺰان اﻳﻦ اﻓﺖ وﻟﺘﺎژ ﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﻋﺒﻮری از ﻛﺎﺑﻞ، اﻧﺪازه ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﺗﺼﺎل ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ

راه های مقابله با افزایش مقاومت اتصالات

از ﻣﻬﻢ ﺗﺮﻳﻦ دلایل بالا رفتن مقاومت اتصالات، شل بودن و به اصطلاحLoose  بودن آن‌ها است. به همین دلیل بررسی ﻣﻨﻈﻢ و دوره‌ای اﺗﺼﺎﻻت از راﻳﺞ ﺗﺮﻳﻦ روش‌ﻫﺎی ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑﺎ اﻳﻦ ﻋﻴﺐ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ.

ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ اﺳﺘﻔﺎده از ﺟﻌﺒﻪ اﺗﺼﺎل، اﺳﺘﻔﺎده از ﮔﻠﻨﺪ ﺑﺮای اﺗﺼﺎل ﻛﺎﺑﻞ ﺑﻪ ﺟﻌﺒﻪ اﺗﺼﺎل و ﻧﻴﺰ ﭘﻮﺷﻴﺪه ﻧﮕﻪ‌داﺷﺘﻦ اﺗﺼﺎﻻت در ﻣﺤﻴﻂ‌ﻫﺎی ﻣﺮﻃﻮب و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻣﻲ‌ﺗﻮاﻧﺪ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺑﻪ ﺳﺰاﻳﻲ در ﺟﻠﻮﮔﻴﺮی از اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ آن‌ها داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ.

2– عیب یابی کابل به روش TDR

از دیگر روش‌های عیب‌یابی کابل قدرت استفاده از پالس‌ها با فرکانس رادیویی می‌باشد. وقتی امپدانس محیطی از یک سیگنال الکتریکی عبور می‌کند قسمتی از سیگنال از محل تغییر امپدانس باز تابیده می‌شود و قسمتی دیگر از آن عبور می‌کند.

در دیگر محل‌های وقوع خطا در یک کابل، امپدانس از خود کابل متفاوت است،(به تفاوت های کابل برمی گردد) در نتیجه با اندازه‌گیری زمان بین ارسال و برگشت سیگنال و بر اساس سرعت انتشار سیگنال در کابل، فاصله بین محل خطا تا محل ارسال سیگنال قابل پیگیری است.

در روش TDR انتشار پالس‌هایی پشت سر هم با ولتاژ پایین و فرکانس بالا برای عیب یابی استفاده می‌شود، در واقع در این روش یک پالس ولتاژ پایین به داخل کابل ارسال می‌شود و در هر تغییر امپدانس، که درون کابل اتفاق می‌افتد، انعکاسی دریافت می‌شود. TDR  زمان بین انتشار و بازگشت پالس را در هر تغییر اندازه‌گیری می‌کند.

با اندازه‌گیری این زمان و بر اساس سرعت انتشار پالس، این فاصله تا محل بازتاب محاسبه می‌شود. بازتاب پالس ولتاژ در مسیر کابل در صورت قطعی یا انتهای آزاد کابل مثبت است و در صورتی که با محل اتصال کوتاه برخورد کند، منفی می‌شود، به عبارتی دیگر اگر در قسمتی از کابل امپدانس افزایش یابد، علامت سیگنال انعکاس یافته با سیگنال اصلی یکسان می‌شود و اگر امپدانس کابل کاهش یابد، علامت سیگنال بازگشتی مخالف می‌شود.

مدار بازها، اتصال کوتاه‌ها، محل اتصال دو کابل مختلف، محل اتصال دو کابل مشابه و انشعاب‌ها هر کدام شکل موج بازگشتی مشخصی دارند و از روی شکل موج‌ها محل قرار گرفتن آن‌ها مشخص می‌شود. روش TDR می‌تواند محل خطاهای بین هادی و محافظ کابل و نیز خطاهای دو هادی کابل، که مقاومت اتصال شان از ۲۰۰ اهم کمتر است، را تشخیص دهد.

برای مشاهده نمودار انعکاس پالس نیاز به دو هادی در دو مسیر موازی است که یکی از آن‌ها به یک فاز کابل و دیگری به غلاف کابل که معمولا به زمین وصل است، متصل می‌شود. بازتاب (انعکاس پالس) در اثر تغییر امپدانس بین دو مسیر ایجاد می‌شود و هر قطعی یا تغییر امپدانس مشخص شده و نشان داده می‌شود.

3– عیب یابی کابل به وسیله دستگاه میگر

به منظور تشخیص اتصال کوتاه با استفاده از میگر، باید یک طرف کابل به میگر وصل و سمت دیگر کابل آزاد گذاشته ‌شود. در صورت عدم بروز اتصال کوتاه، میگر مقاومتی نشان نمی‌دهد (مقاومت بی نهایت است). در صورت وجود اتصال کوتاه، بسته به میزان فاصله از سر کابل تا محل بروز اتصال کوتاه، دستگاه میگر مقاومت الکتریکی را نشان می‌دهد.

با اندازه‌گیری مقاومت دو سر آزاد شده کابل می‌توان فاصله محل بروز اتصال کوتاه از سر کابل را به دست آورد.

تشخیص اتصال زمین به وسیله میگر

با اندازه‌گیری جداگانه هر کابل، در صورتی که اتصال زمین بین کابل و زمین رخ نداده باشد، مقاومت نمایش داده‌شده توسط میگر بی نهایت خواهد بود و در صورت بروز اتصال زمین، دستگاه میگر میزان مقاومت الکتریکی را نشان می‌دهد.

به طور کلی برای تشخیص اتصال زمین و یا اتصال کوتاه، باید ابتدا و انتهای کابل را از مصرف کننده یا مدار، باز نمود و آن‌ها را نسبت به یکدیگر و نسبت به زمین طوری عایق کرد که احتمال اتصال مجدد وجود نداشته باشد. سپس یکی از سرهای میگر را به روپوش فلزی کابل یا زمین وصل نموده و سر دیگر آن را به تک تک هادی‌های کابل وصل می‌نماییم. در هر حالت، با چرخاندن دسته میگر، باید مقاومت اندازه‌گیری شده چندین مگا اهم باشد، در صورتی که در یکی از این حالت‌ها، میگر مقدار صفر یا چندین کیلو اهم را نشان دهد بدین معنی است که آن هادی به زمین اتصالی دارد.

برای تشخیص اتصالی بین هادی‌های کابل باید توسط میگر مقاومت عایق بین دو به دوی آن‌ها را اندازه‌گیری نمود در صورتی که بین دو هادی، مقاومت حدود صفر تا چندین کیلو اهم باشد، نشانه آن است که بین آن دو اتصالی وجود دارد، اما اگر میگر چندین مگا اهم را نشان دهد، بدین معنی خواهد بود که آن دو هادی به یکدیگر اتصالی ندارند.

تست‌های عیب یابی کابل

تست های که در ضمن عیب‌یابی کابل انجام می‌شوند عبارتند از :

1. تست پیوستگی
2. تست عایق
3. تست مرحله‌ای
4. تست مقاومت زمین
5. تست ولتاژ بالا

در این گونه تست‌ها عیوب احتمالی کابل شناسایی و رفع می‌شوند.

امروزه برای تشخیص محل عیب کابلها روشهای پیشرفته زیادی وجود دارد. اما گاهی در کارگاه های دورافتاده امکانات اندکی وجود دارد و برقکار باید با همین امکانات سعی کند تا محل معیوب کابل را بیابد. روشهای ساده ای که در پایین معرفی می شوند با استفاده از میگر و چند قطعه سادی می توانند محل عیب را با تقریب تعیین کنند. اما قبل از اینکه محل عیب مشخص شود باید نوع عیب کابل مشخص گردد.

الف: برای تشخیص نقطه معیوب یک کابل و تعیین محل آن بدون خاکبرداری در ابتدا نیازمندیم که انواع عیب هایی که برای یک کابل ممکن است روی بدهد بشناسیم:

اتصال کوتاه: وصل غیرمترقبه یک یا چند رشته کابل به همدیگر.
اتصال زمین: وصل غیرمترقبه یک یا چند رشته کابل به زمین.
پارگی: قطع غیرمترقبه یک یا چند رشته کابل.

ب: تشخیص نوع عیب و محل آن:

۱- اتصال کوتاه: برای تشخیص اتصال کوتاه در یک کابل باید از یک طرف به آن میگر وصل کرد و طرف دیگر کابل را بازگذاشت. اگر اتصال کوتاهی در خط نباشد میگر مقاومتی را نشان نمی دهد(مقدار بینهایت را نشان می دهد) ولی اگر اتصال کوتاهی در خط وجود داشته باشد میگر مقداری مقاومت نشان خواهد داد که بسته به فاصله سرکابل و محل عیب این مقاومت زیاد می شود.

برای تعیین محل عیب اتصال کوتاه باید دو سر کابل را بازکرد و از هر دو سر مقاومت را توسط میگر اندازه گرفت با استفاده از روابط زیر می توان فاصله محل اتصال کوتاه را از سر کابل تعیین کرد.

R1=k.lx

R2=k(l-lx)

lx=(R1/(R1+R2))l

۲-اتصال زمین: برای تشخیص اتصال زمین باید هر کابل را جداگانه توسط میگر نسبت به زمین آزمایش کرد. اگر کابل از نقطه ای به زمین وصل شده باشد مقداری مقاومت نشان می دهد ولی اگر کابل اشکالی نداشته باشد میگر مقاومت بی نهایت را نشان خواهد داد.

برای تعیین محل عیب باید سرهای کابل به یک گالوانومتر یا میکروآمپرمتر حساس وصل کنیم

(سرهای AوB) و با وصل کردن یک مقاومت ثابت و یک مقاومت متغیر و وصل آنها به یک منبع مستقیم یک پل اندازه گیری بسازیم. دو انتهای کابل (سرهای CوD) نیز باید به یکدیگر متصل شوند. زمانی که گالوانومتر به حالت تعادل برسد(هیچ جریانی از آن عبور نکند) با استفاده از محاسبات زیر می توان فاصله محل عیب را تا سرکابل پیداکرد. برای به تعادل رسیدن گالوانومتر باید مقاومت متغیر را آنقدر تغییر داد تا هیچ جریانی از آن عبور نکند.

R1.Rx=R.R2

R1.klx=k(2×l-lx)R2

lx=(2×R2l)/(R1+R2)

3-پارگی: برای تشخیص پارگی در یک کابل باید انتهای سیم ها را به هم وصل کرد و با هم زمین کرد. بعد از سر دیگر به هر رشته به صورت جداگانه میگر وصل می کنیم و مقاومت بین آن سر و زمین را اندازه می گیریم. در صورت وجود پارگی میگر مقاومت بی نهایت را نشان خواهد داد.

از سر دیگر به هر رشته به صورت جداگانه میگر وصل می کنیم و مقاومت بین آن سر و زمین را اندازه می گیریم. در صورت وجود پارگی میگر مقاومت بی نهایت را نشان خواهد داد.

 

برای تعیین محل پارگی بازهم باید یک پل اندازه گیری درست کنیم اما اینبار از یک منبع ولتاژ متناوب استفاده می کنیم تا بتوانیم با اندازه گیری خازن موجود در خط محل عیب را پیداکنیم. دستگاه اندازه گیری مورد نیاز نیز آمپرمتر A.Cخواهد بود. اگر پس از تنظیم مقاومت متغیر آمپرمتر هیچ جریانی را نشان نداد پل اندازه گیری به تعادل رسیده است و می توان با محاسبات زیر محل عیب را پیداکرد.

C1=k(l-lx)

C2=kl

Cx=klx

R1/Cx=R2/(C1+Cx)

R1/(klx)= R2/(k(2l-lx)

lx=2Rl/(R1+R2)

مجموعه افلاک الکتریک خراسان با آنالیز و بررسی مداوم نمونه محصول در آزمایشگاه‌‌های مجهز، در پی حفظ کیفیت تولید و شناسایی عیوب احتمالی و رفع و رجوع آن می‌باشد تا در نهایت محصولی تضمین شده را به بازارهای داخلی و خارجی عرضه نماید که در صورت نصب و استفاده صحیح و اصولی دچار نقص و ایراد نخواهد شد.