在日常電力運維場景中,不少工礦企業、市政運維團隊都會遇到電纜突發跳閘的問題,這時候大家*關心的兩個問題莫過于:怎么快速完成電纜故障檢測找到故障點?不同類型的電纜故障該選哪種故障測距方法才能少走彎路?實際上目前主流的電纜故障定位儀都搭載了兩類核心測距技術,分別是低壓脈沖法和高壓沖閃法,兩者的適用場景、操作門檻、檢測精度各有差異,結合實際故障情況選對方法,能把故障排查時間從原來的幾小時壓縮到幾十分鐘,大幅降低停電帶來的損失。
不同類型的用戶開展電纜故障檢測的訴求有明顯差異,制造企業、物業運維、電力工程公司這類B端用戶,*在意的是檢測效率、設備采購成本、操作門檻,畢竟很多小微企業的運維團隊沒有的高壓操作資質,太復雜的設備不僅培訓成本高,還容易出現安全隱患;而市政管理部門、電網運維機構這類G端用戶,除了效率之外,還要關注檢測流程是否符合行業標準、檢測數據是否可溯源、設備是否具備合規的檢測資質,滿足日常運維的考核要求。
故障測距是電纜故障檢測的第一步,也*是預定位,先把故障點的范圍縮小到幾米到幾十米的區間,之后再做*定點。目前主流的故障測距技術主要分為低壓脈沖法和高壓沖閃法兩大類,幾乎所有商用的電纜故障定位儀都會搭載至少一類技術,部分中高端產品會同時搭載兩類,適配不同的故障場景。
低壓脈沖法的實現邏輯相對簡單,工作時電纜故障定位儀會向故障電纜發射一個峰值在幾十伏的低壓脈沖信號,這個信號沿著電纜傳輸的時候,遇到阻抗不匹配的位置比如斷線點、低阻短路點、電纜接頭位置,*會產生反射波,設備采集發射波和反射波的時間差,結合電纜的波速參數,*能計算出故障點和測試端的距離,完成故障測距【1】。
低壓脈沖法的操作門檻很低,不需要額外配套高壓發生裝置,操作人員不需要高壓操作資質*能上手,測試過程中不會對電纜造成二次損傷,而且檢測速度快,單次測試只需要幾十秒,適合批量巡檢的場景。其適用場景主要是電壓等級在35kV以下的低壓、中壓電纜的低阻故障(故障點電阻小于100Ω)、開路故障、斷線故障,比如市政路燈電纜、小區物業的低壓配電電纜、工礦企業的車間供電電纜的常見故障,用低壓脈沖法都能快速完成故障測距。
不過低壓脈沖法也有明顯的局限性,對于高阻故障也*是故障點電阻大于100Ω的情況,低壓脈沖的反射信號非常弱,幾乎很難被采集到,這時候用低壓脈沖法*無法得到準確的故障測距結果,需要更換其他檢測方法。
高壓沖閃法是為了解決高阻故障的測距問題研發的技術,原理是通過高壓發生裝置向故障電纜施加高壓脈沖,逐步升高電壓直到故障點被擊穿,形成瞬間的閃絡放電,這個放電信號會在測試端和故障點之間來回反射,電纜故障定位儀采集到反射信號的時間差,結合波速參數*能計算出故障點的距離,完成故障測距【2】。
高壓沖閃法的適配場景非常廣,除了低阻故障、開路故障之外,還能覆蓋高阻泄漏故障、閃絡性故障等低壓脈沖法無法檢測的故障類型,據行業統計,80%以上的中高壓電纜故障都屬于高阻故障,這類場景下高壓沖閃法的故障測距準確率遠高于低壓脈沖法。
需要注意的是,高壓沖閃法需要配套高壓發生裝置,操作過程中需要操作人員具備高壓操作資質,測試前要做好現場的安全防護,拉閘驗電、設置安全警示標識,避免出現觸電風險。其適用場景主要是10kV及以上電壓等級的中高壓電纜故障檢測,比如城市主網電纜、大型工礦的高壓供電電纜、新能源電站的集電線路電纜等場景的故障排查。
針對不同用戶的需求,選擇合適的電纜故障定位儀和檢測方法,能大幅提升電纜故障檢測的效率。首先是B端用戶,如果你的運維場景主要是35kV以下的低壓電纜,比如物業、小型制造企業、市政路燈運維團隊,日常遇到的故障大多是低阻短路或者斷線,那么優先選擇搭載低壓脈沖法的電纜故障定位儀即可,設備采購成本低,操作簡單,不需要額外的資質培訓,*能滿足日常的電纜故障檢測需求。如果你的業務涉及中高壓電纜的運維,比如電力工程公司、大型制造企業、新能源電站運維團隊,那么建議選擇同時搭載低壓脈沖法和高壓沖閃法的電纜故障定位儀,遇到不同類型的故障可以靈活切換技術路徑,提升故障測距的效率。比如目前市場上部分成熟的設備已經實現了兩類技術的融合,康高特自主研發的KGT R-9高能量電纜故障定位儀采用先進的多脈沖技術,支持從預定位到*定點的全流程電纜故障檢測,適用于10kV至220kV各電壓等級電纜,可根據故障類型自動匹配測試模式,降低操作人員的學習成本。
對于G端用戶來說,比如市政管理部門、電網運維機構,在選擇電纜故障定位儀的時候,首先要確認設備符合相關的行業標準,具備對應的檢測資質,能夠出具合規的檢測報告,滿足運維數據留存的要求。在開展電纜故障檢測的時候,要根據故障類型選擇對應的故障測距方法,低壓故障優先用低壓脈沖法,高壓故障采用高壓沖閃法,操作過程要嚴格按照運維規范執行,留存完整的操作記錄和檢測數據,滿足合規考核的要求【3】。
不少運維人員在使用電纜故障定位儀的時候容易走入誤區,比如不管什么故障都只用一種方法,遇到高阻故障還用低壓脈沖法測試,得到的結果誤差非常大,反而耽誤了排查時間。還有的操作人員在使用高壓沖閃法的時候沒有做好安全防護,容易出現安全事故。另外,故障測距只是預定位,完成預定位之后還要用聲磁同步法或者跨步電壓法做*定點,才能找到準確的故障點位置,避免因為波速參數設置錯誤導致的測距誤差。
使用電纜故障定位儀開展故障測距的時候,要提前設置正確的電纜波速參數,不同材質的電纜波速不同,比如銅芯交聯聚乙烯電纜的波速一般是160-170m/μs,參數設置錯誤會導致故障測距結果出現較大偏差。建議運維團隊定期對設備進行校準,留存校準記錄,保證檢測數據的準確性。
參考文獻
【1】 GB 50168-2018 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收標準
【2】 DL/T 850-2017 配網電纜故障測試儀通用技術條件
【3】 DL/T 1865-2018 電力電纜線路運維規程