Поиск места повреждения греющих кабелей теплого пола при помощи установки УПП-305.

Поиск места повреждения греющих кабелей теплого пола при помощи установки УПП-305.

Гнатко А.В., директор ООО «ПК «Энерго-Профиль»

В 2017 году я озадачился монтажом теплого пола в своем дачном доме. Для того, чтобы прояснить ситуацию, чем отличаются различные полы, как правильно подобрать пол, я встретился с одноклассником, который занимается их продажей. В процессе разговора у меня возник вопрос: «Каким образом можно найти повреждение греющего кабеля теплого пола?». Ответ меня порадовал: «Его прожигают на высоком напряжении и тепловизором ищут место нагрева».
Прожигающие установки мы производим (установка прожига УПВР-1630М и установка прожига УПВР-2040), конечно, надо уменьшить ее мощность и габариты. Возникло взаимное желание изготовить опытный образец.

Несколько позднее, один из наших заказчиков, эксплуатирующих установку поисково-прожигающую УПП (прожиг+акустика, модификации УПП-1510 и УПП-2010) нашего производства, сообщил, что место повреждения кабеля теплого пола он с успехом ищет как методом прожига с поиском места нагрева тепловизором, так и акустическим методом, определяя на слух место разряда конденсаторной батареи в кабеле, как место его повреждения. Он попросил выполнить установку в малых габаритах по спецзаказу.

В апреле 2018 года опытный образец установки УПП-305 был готов.

Характеристики установки были следующие:
Напряжение питания: 220В, 50 Гц
Напряжение прожига: 3000В переменное
Напряжение импульса разряда конденсаторов 4500 В
Энергия импульса разряда конденсаторов: 400 Дж
Масса: 35 кг.

На основе испытаний установки УПП-305 на макете теплого пола и опыте наших партнеров, я могу с уверенностью рекомендовать 2 метода поиска повреждения греющего кабеля:

1. Прожиг с поиском места нагрева тепловизором.

Подготовка к поиску:
Закрываем шторами окна, исключив попадание солнечных лучей на поверхность пола.
Определяем характер повреждения для чего проверяем целостность жилы и сопротивление изоляции «жила – экран».

В зависимости от типа повреждения производим подключение установки к кабелю:
— при обрыве жилы: «вывод ВН – жила», «вывод НН – жила – земля»
— при повреждении изоляции: «вывод ВН – жила», «вывод НН – экран – земля»

Включаем прожиг на 10 – 15 секунд, ищем тепловое пятно при помощи тепловизора.
При необходимости, повторяем процесс прожига.

То, что процесс прожига идет, контролируем по индикатору тока.

Почитав паспорта на некоторые нагревательные кабели, мы решили сделать напряжение прожига равным испытательному напряжению «жила – экран», а именно 3000В, таким образом, исключив непреднамеренное повреждение изоляции.

Положительные стороны метода:
— место повреждения мы нашли в течение 1 минуты
— место повреждения было определено с точностью до 1 см.

Отрицательные стороны метода:
— требуется тепловизор, а он стоит недешево
— реализуем при глубине залегания кабеля 2 – 3 см (для кухонь, террас проблем нет, но не уличные системы обогрева парковочных мест, дорожек и т.п.)

2. Акустический метод.

Это тот же метод, который используется при поиске места повреждения силовых электрических кабелей (специалисты ЭТЛ знают). В кабель производится разряд конденсаторной батареи, в месте повреждения раздается хлопок разряда.

Определяем характер повреждения для чего проверяем целостность жилы и сопротивление изоляции «жила – экран».
В зависимости от типа повреждения производим подключение установки к кабелю:
— при обрыве жилы: «вывод ВН – жила», «вывод НН – жила – земля»
— при повреждении изоляции: «вывод ВН – жила», «вывод НН – экран – земля»

Производим разряд емкости в линию, определяем на слух место повреждения.

Разряд емкости контролируем по индикатору напряжения. Если при нажатии кнопки «Разряд» стрелка индикатора стоит на месте, то разряд не происходит, в этом случае установку можно переключить в режим «Прожиг», провести прожиг в течение 10 – 15 секунд и повторить разряд батареи в режиме «Акустика».

Положительные стороны метода:
— метод позволяет локализовать участок с точностью до 30 см (лучше разобрать 30 см, чем весь пол)
— не требуется тепловизор,
— реализуется на освещенных солнцем участках (террасах, открытых площадках),
— реализуем для уличных систем обогрева (парковочные места, дорожки и т.п.)

Отрицательные стороны метода:
— несколько меньшая точность, чем при поиске места нагрева тепловизором.

Работа опытного образца установки в режиме «Прожиг» и «Акустика» на видео ниже.

Существует 3-й метод определения места повреждения греющего кабеля, по аналогии с силовым электрическим кабелем, назовем его «индукционным». В нашей установке УПП-305 он не реализован.

К линии подключается генератор, дающий сигнал (похож на писк), приемник слышит сигнал, после места обрыва сигнал пропадает. У нас это получилось только при явном обрыве, когда мы сделали его сами. В реальном повреждении жилы, некоторый контакт все равно присутствует, его недостаточно для работы кабеля, но «писк» генератора он пропускает далеко за место повреждения. Высока вероятность ошибки. Но надо сказать, что прибор мы использовали бытовой Mashtech 6812 и непосредственного опыта работы с подобным оборудованием «в поле» мы не имеем.

Установку поисково-прожигающую УПП-305 производит ООО «ПК «Энерго-Профиль» г. Ярославль. Вопросы по ее эксплуатационным характеристикам Вы можете задать на контактный адрес электронной почты, размещенный на сайте www.pribor-yar.ru

Стоимость установок, выпускаемых ООО «ПК «Энерго-Профиль» по ссылке.

Рекомендации по ремонту теплого электрического пола своими руками

Профессионально установленный электрический теплый пол работает безотказно почти в 100% случаев. Чаще всего проблемы наблюдаются в тех случаях, когда кабель укладывался самостоятельно. Чтобы выполнить ремонт теплого электрического пола своими руками, потребуется найти место обрыва кабеля и устранить повреждения.

Как найти обрыв кабеля тёплого пола

Чтобы не пришлось срывать всю стяжку с неизбежным повторением процесса заливки полов, необходимо постараться определить, в каком месте перебит кабель. Найти обрыв достаточно сложно и не всегда удается даже профессиональным бригадам монтажников, но воспользовавшись некоторыми советами и рекомендациями, можно увеличит шансы на успех.

Поиск обрыва осуществляется следующим образом:

Неисправности электрического теплого пола связанные с механическими повреждениями во время сверления. После укладки финишного покрытия приходится крепить к полу некоторые виды мебели, устанавливать дверной упор или доводчик и т.д.
Профессиональные монтажные бригады всегда оставляют хозяевам схему укладки, чтобы избежать при сверлении попадания в кабель. Если пол перестал работать сразу после монтажа мебели и ограничителей двери, найти место обрыва обычно не составит труда.

Установить место повреждения и самому отремонтировать кабель гораздо сложнее, если неизвестно, где именно находится разрыв. Для начала необходимо убедиться, что причина неработоспособности системы отопления кроется именно в греющих проводах. Для этого с помощью тестера проверяют показатели сопротивления. Отклонение в значениях свыше чем 5% говорит о том, что присутствует механическое повреждение, разрыв кабеля.
Отремонтировать электрический теплый пол в таком случае сложнее, по причине того, что точно определить, где находится место разрыва, достаточно проблематично.

Прозвон кабеля при разрыве с помощью тестера помогает точно определить причину неработоспособности системы отопления. Точное место механических повреждений находят с помощью специальных инструментов.

В частности, используется следующее оборудование:

Высоковольтный генератор – устройство определяет место обрыва кабеля с помощью создания дуги между незащищенной жилой или оплеткой провода. В месте возникновения разряда и находится повреждение.

Аудио-детектор – принцип работы устройства схож с металлоискателем. Когда прибор находится над местом разрыва, издается соответствующий звук.

Тестер напряжения или детектор скрытой проводки . Диагностику целостности кабеля легче всего выполнить этим прибором. Детектор проводки не только показывает наличие кабеля внутри стяжки, но и позволяет с большой долей вероятности определить место разрыва.

Как отремонтировать греющий кабель пола

Сложнее всего выявить неисправности и место повреждения. Устранение обрыва, хотя и требует определенных навыков, может быть выполнено самостоятельно. Для этого потребуется:

Снять напольное покрытие в месте повреждения . Сложнее всего демонтировать плитку. Чтобы не повредить близлежащие плитки, выполняются следующие действия. Швы очищаются от затирки. Плитка поддевается шпателем и медленно подрывается. В месте упора следует проложить деревянный брусок, чтобы шпателем не повредить покрытие.

Разбить стяжку . Для проведения работ требуется терпение. Стяжка снимается осторожно, чтобы не повредить кабель еще в нескольких местах. Аварийный ремонт разрыва кабеля электрического тёплого пола, начинается только после того, как освобождено достаточное количество провода для проведения работ.

Ремонт жилы . Обычно, в компании занимающейся продажей теплых полов, сразу же предлагают ремкомплект для восстановления. В набор входят гильзы и термоусадочные муфты. Восстановить обрыв греющего кабеля можно следующим образом. В месте обрыва жила зачищается и соединяется посредством гильзы. Предварительно на провод одевается соединительная муфта для ремонта кабеля тёплого пола. Гильза обжимается специальными плоскогубцами. Устанавливается ремонтная муфта на кабель и прогревается строительным феном. По мере нагревания, пленка муфты уменьшается в размерах и изолирует поврежденный участок.

Проверка работоспособности . Сразу после восстановления повреждений в нагревательном кабеле, теплые полы могут функционировать в нормальном режиме. Включается терморегулятор. Спустя 30-40 минут провод набирает необходимую температуру.

Ремонтируется стяжка, плитка укладывается на место.

Самому отремонтировать кабель не так и сложно. Но чтобы выполнить работы самостоятельно, потребуется:

Прибор для обнаружения обрыва кабельных полов.

Прожиг и дожиг изоляции кабеля

В последние годы беспрожиговые методы поиска повреждений энергетических кабелей получили в России довольно широкое распространение. Возможности использования таких методов в российском электросетевом хозяйстве остаются ограниченными. Это связано с тем, что большая часть кабельных линий остается неоттрассированной, а на таких кабелях одними беспрожиговыми методами и акустическим поиском не обойдешься. Поэтому самой популярной схемой поиска повреждений на энергетических кабелях в России остается и в ближайшие годы останется схема:

Залог эффективности работы по такой схеме – качественные прожигающие установки от предприятия «АНГСТРЕМ». Для отыскания повреждений с помощью импульсной рефлектометрии и индукционного поиска необходим прожиг, обеспечивающий преобразование высокоомных однофазных повреждений кабеля в низкоомные двух или трехфазные с появлением надежного металлического мостика в месте повреждения. Если при прожиге удается достичь замыкания жилы на жилу, то проблем с отысканием точного места повреждения больше не возникает. С другой стороны, «вкачивание» в кабель большой мощности в процессе прожига не должно приводить к тому, чтобы кабель выходил из строя в других местах.

Прожиг кабеля высоковольтного является подготовительной процедурой, обеспечивающей возможность использования совокупности методов ОМП. Некоторые методы ОМП применимы только при переходном сопротивлении в месте повреждения изоляции не более сотен или даже единиц Ом (в отдельных случаях – десятых долей Ома). Снизить переходное сопротивление – задача прожига.

Технология процесса прожига:

Первый этап — предварительный высоковольтный прожиг кабеля, осуществляется с помощью высокого напряжения и низких токов до момента образования пробоя в кабеле. Стандартная прожигающая установка выдает максимальное напряжение порядка 20–25 кВ. Процесс высоковольтного прожига происходит следующим образом: на поврежденный кабель подается минимальное напряжение и затем происходит его плавный подъем до 20–25 кВ или до того значения, на котором удается добиться пробоя, после чего начинается процесс прожига.

Максимальное напряжение при прожиге кабеля не должно превышать 0,5–0,7 U исп., однако на практике такого напряжения не всегда хватает, чтобы осуществить предварительный прожиг. Если прожигающая установка, выдающая максимальное напряжение 20–25 кВ, не в состоянии обеспечить пробой кабеля, дополнительно в комплексе с ней используют установку с максимальным напряжением 60–70 кВ, но с меньшей мощностью. Оборудование данного типа называют установками для испытаний и прожига высоковольтных кабелей, они могут подключаться к прожигающей установке либо использоваться обособленно.

Второй этап — прожиг кабеля, начинается с момента пробоя и возникновения короткого замыкания и осуществляется с помощью понижения напряжения и увеличения силы тока до момента преобразования однофазного замыкания в двух или трехфазное (сваривания жилы с жилой). Вначале источник высокого напряжения разрушает изоляцию кабеля минимальным током, затем, по мере того как осуществляется прожиг, значения напряжения постепенно снижаются, а значения тока увеличиваются.

В случае дополнительного использования установки для испытания и прожига с максимальным напряжением 60–70 кВ, она производит процесс прожига напряжением от 60–70 кВ до 20–25 кВ, после чего в работу автоматически включается основная прожигающая установка, обладающая большей мощностью.

Третий этап — дожиг кабеля, является завершающим этапом прожига и производится на низких напряжениях и высоких токах порядка 20–60 А в зависимости от модели прожигающей установки. Данный этап осуществляется с помощью низковольтного источника, который автоматически подключается при падении напряжения до определенных значений.

В случае возникновения замыкания одной жилы на оболочку для разрушения проводящего мостика между жилой и оболочкой используют специальные достаточно мощные прожигающие установки, способные выдавать большие значения токов (300 А). Нужно отметить, что использование установок данного типа может приводить к снижению ресурса кабеля и его повреждению в иных, «слабых» местах.

Типы установок для прожига кабелей поставляемые компанией «АНГСТРЕМ»

Наименование оборудования	Установки испытания и прожига (60-70 кВ)	Установки прожига (напряжение 20 — 25 кВ, тока от 20 А)	Установки дожига для разрушения мостика между жилой и оболочкой (ток 300 А)
АИП-70	✓
ВПУ-60 (заменяет АИД-60П «Вулкан»)	✓
АПУ-1-3М	✓
АПУ-2М	✓
МПУ-3 «Феникс»	✓
УД-300	✓
УД-300М	✓
АИП-70 + АПУ-1-3М	✓	✓
АИП-70 + АПУ-2М	✓	✓
ИПК-1, ВПУ-60 + МПУ-3 «Феникс»	✓	✓

Предприятие «АНГСТРЕМ» поставляет три типа прожигающих установок:

1. Установки для испытания и прожига высоковольтных кабелей с максимальным напряжением 60–70 кВ, используемые как вспомогательное оборудование на начальных этапах прожига.
2. Установки прожига с максимальным напряжением 20–25 кВ, с несколькими высоковольтными и одним низковольтным источником.
3. Установки дожига, предназначенные для разрушения металлического мостика между жилой и оболочкой большими токами (300 А) в случае однофазного замыкания на жилу.

При выборе той или иной модели необходимо учитывать, как производственные задачи, так и характеристики уже имеющегося в наличии оборудования и его совместимость с приобретаемым.

Пример совместимости оборудования «АНГСТРЕМ» для прожига

Основные технические характеристики прожигающих установок компании «АНГСТРЕМ»

Наименование оборудования	Максимальное выходное напряжение, кВ	Максимальный выходной ток, А	Количество ступеней	Характеристики ступеней, кВ
АПУ 1-3М	24	40	4	25; 5; 1; 0,3
АПУ-2М	30	80	8	30; 17; 8; 5; 1,7; 1; 0,3; 0,18
МПУ-3 «Феникс»	20	20	4	20; 5; 0,6; 0,3
УД-300	0,25	300	1	0,25
ИПК — 1 (ВПУ — 60 + МПУ — 3 Феникс)	60	20	5	60; 20; 5; 0,6; 0,3

Важные параметры прожигающих установок

Прожигающая установка состоит из нескольких высоковольтных источников и одного низковольтного. Максимальные значения тока и напряжения каждого источника называют ступенями, их количество может варьироваться от четырех до шести. В процессе прожига кабеля по мере снижения напряжения пробоя осуществляется переход на следующую ступень прожигания. Как только по параметрам установки представляется возможность включить на параллельную работу (или отдельно) более мощную ступень, она включается в работу. Под более мощной ступенью понимается установка с меньшим внутренним сопротивлением и большим током.

Возможность непрерывного прожига

Прожигающие установки старого образца использовали ручное переключение ступеней оператором, что нередко приводило к прерыванию горения дуги, увеличивало время прожига и создавало возможность для «заплывания» пробоев. Современные устройства прожига снабжены автоматическими системами переключения ступеней прожига, исключающие разрыв дуги в месте прожига, что существенно сокращает затраты времени на подготовительные работы для отыскания мест повреждения. Часто такой прожиг называют «бесступенчатым», что не должно вводить специалистов в заблуждение: данное понятие вовсе не означает отсутствие нескольких силовых блоков (ступеней) — просто переключение между ними производится автоматически, без участия оператора. Для генерации высокого напряжения в конструкции прожигающих установок используются либо масляные трансформаторы, либо «сухие» трансформаторы. Вопрос автоматического переключения ступеней без разрыва дуги решен в обоих типах устройств, однако существует мнение, что только сухие трансформаторы могут обеспечить непрерывный прожиг в любых условиях. Связано данное явление с разным энергопотреблением двух видов трансформаторов в режиме короткого замыкания. Масляные трансформаторы имеют существенно большее энергопотребление в режиме короткого замыкания, поэтому держать их включенными одновременно в процессе всего прожига неэффективно, следовательно, при понижении напряжения происходит отключение источника с масляным трансформатором, генерирующего более высокое напряжение. Очень часто переход на более мощную ступень прожигания приводит сначала к «заплыванию», т.е. к подъему пробивного напряжения, при этом следует вернуться к предыдущей ступени более высокого напряжения, а затем после снижения напряжения пробоя переходить на следующую ступень.

Вес и габариты оборудования в зависимости от типа трансформатора

Наименование оборудования	Тип трансформаторов	Вес оборудования, кг
АПУ-1-3М	Масляный	270
АПУ-2М	Масляный	195
МПУ-3 «Феникс»	Сухой	55

Синхронизация работы с устройствами высоковольтного прожига

Установки прожига изоляции кабеля предприятия «АНГСТРЕМ» имеют возможность подключения устройств высоковольтного прожига, которые могут начать прожиг с 60–70 кВ. Это существенно расширяет возможности при выполнении работ по поиску повреждений высоковольтных кабельных линий. Прожигающие установки используются не только стационарно, но и в составе передвижных электротехнических лабораторий, где всегда реализуется возможность высоковольтного прожига.

Контроль оператором тока прожига

Неконтролируемый рост тока прожига при падении напряжения приводит к повреждению и выводу из строя соседних кабелей, что особенно актуально при прожиге в кабельных каналах. В установках прожига предприятия «АНГСТРЕМ» реализована возможность автоматической или ручной установки максимально допустимого тока, это является плюсом, обеспечивающим безупречное качество работы специалистов на месте производимых работ.

Энергопотребление, возможность полноценно работать от автономного источника питания ограниченной мощности

Большая часть кабельных электротехнических лабораторий, оснащенная прожигающими установками, монтируется на базе автомобиля типа ГАЗели, разместить на борту которого электростанцию мощностью более 6 кВА не представляется возможным. Способность прожигающих установок «АНГСТРЕМ» работать от электростанции 6 кВа с сохранением достаточной мощности является функциональным преимуществом по сравнению с более энергоемкими устройствами.

Мощность прожигающей установки

Мощность прожигающей установки является одной из важных характеристик, влияющей на время прожига изоляции кабеля и его эффективность. Также более мощные установки хорошо зарекомендовали себя в условиях, когда кабели сильно замокли и требуют «сушки».

Длительность работы без перегрева

На сложных и неудобных повреждениях прожиг может продолжаться несколько часов. Если при этом прибор перегревается, то процесс приходится прерывать, что может привести к повторному заплыванию места повреждения. Чем длительнее непрерывное время работы установки, тем лучше.

Специалисты производственной компании «АНГСТРЕМ» всегда помогут Вам с выбором качественного оборудования!