在電力運(yùn)維、市政管線管理、工礦企業(yè)日常運(yùn)維中,電纜故障定位一直是影響供電恢復(fù)效率的核心問題,不少運(yùn)維人員都會碰到兩個高頻疑問:不同故障場景下該怎么搭配聲磁同步法、沖閃法、低壓脈沖法等技術(shù)?怎么組合路徑儀等設(shè)備才能兼顧排查效率和定位精度?針對這些問題,我們結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)操經(jīng)驗(yàn)梳理不同技術(shù)的適配場景,為不同類型用戶的選型和操作提供參考。
低壓脈沖法是電纜故障定位中常用的粗測技術(shù)之一,運(yùn)維人員可通過設(shè)備向故障電纜發(fā)射低壓脈沖信號,信號遇到故障點(diǎn)產(chǎn)生的阻抗不匹配界面時會形成反射波,通過計(jì)算發(fā)射波與反射波的時間差,即可快速換算出故障點(diǎn)的大致距離,該技術(shù)對開路、低阻類故障的識別效率較高,操作門檻低,適合運(yùn)維人員快速初判故障范圍【3】。需要注意的是,低壓脈沖法對高阻故障、閃絡(luò)性故障的識別度較低,因?yàn)檫@類故障的阻抗變化不明顯,低壓脈沖無法產(chǎn)生可識別的反射波形,需要搭配其他技術(shù)使用。
沖閃法也叫高壓沖擊法,是目前針對高阻、閃絡(luò)類電纜故障定位的主流粗測技術(shù),其原理是通過設(shè)備向故障電纜施加高壓脈沖,使故障點(diǎn)的絕緣層瞬時擊穿產(chǎn)生閃絡(luò)放電,同步捕捉放電產(chǎn)生的反射波形,計(jì)算故障點(diǎn)的大致距離。沖閃法的適配范圍更廣,可覆蓋多數(shù)10kV及以上電壓等級電纜的常見故障類型,不過粗測得到的距離僅為參考值,需要結(jié)合路徑儀的探測結(jié)果確定電纜實(shí)際走向,才能縮小排查范圍。路徑儀的核心作用是確定地下電纜的走向與埋深,不少運(yùn)維人員在排查故障時容易忽略前期路徑探測,導(dǎo)致粗測距離準(zhǔn)確但開挖位置偏離電纜走向,既耽誤時間也增加了施工成本,尤其在地下管線復(fù)雜的市政道路、工業(yè)園區(qū),路徑儀的探測結(jié)果可幫助運(yùn)維人員避開自來水管、燃?xì)夤艿绕渌芫€,降低施工風(fēng)險【2】。目前市場上不少設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了沖閃法與路徑儀的功能整合,比如康高特代理的KGT R-9高能量電纜故障定位儀,*結(jié)合了高壓沖擊法與路徑儀功能,適配10kV~35kV交聯(lián)電纜故障排查,設(shè)備輸出能量可調(diào)節(jié),針對受潮導(dǎo)致的高阻閃絡(luò)故障,可穩(wěn)定擊穿故障點(diǎn)生成可識別的反射波形,降低粗測誤差。
聲磁同步法是電纜故障定位的精定點(diǎn)技術(shù),其原理是同步采集故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的聲波信號與電磁波信號,由于電磁波的傳播速度接近光速,幾乎可被設(shè)備瞬時捕捉,而聲波在土壤中的傳播速度較慢,通過計(jì)算兩者的時間差,即可精準(zhǔn)換算出故障點(diǎn)與測試點(diǎn)的距離,排除環(huán)境電磁干擾與聲波衍射影響,定點(diǎn)誤差通常可控制在20cm以內(nèi)。康高特自研偃月聲磁同步法電纜故障精定點(diǎn)儀采用聲磁同步原理,可*定點(diǎn)電纜故障位置,自帶智能降噪功能,可過濾周邊車流、施工產(chǎn)生的噪音,適配市政道路、綜合管廊、工業(yè)園區(qū)等多種復(fù)雜場景。
對于工礦企業(yè)、地產(chǎn)物業(yè)、電力施工類企業(yè)用戶而言,電纜故障定位的效率、成本與操作便捷性是核心訴求。以生產(chǎn)類工礦企業(yè)為例,廠區(qū)內(nèi)電纜多分布在生產(chǎn)車間周邊,故障停機(jī)每多一小時都會帶來直接的生產(chǎn)損失,選擇合適的技術(shù)組合可大幅縮短排查時間。如果是低阻、開路類故障,可先用低壓脈沖法快速粗測故障范圍,搭配路徑儀確認(rèn)電纜走向,再用聲磁同步法完成精定點(diǎn),整個流程耗時通常在1小時以內(nèi);如果是受潮、絕緣層老化導(dǎo)致的高阻故障,低壓脈沖法無法識別反射波形,可先用沖閃法施加高壓脈沖完成粗測,再搭配路徑儀與聲磁同步法完成后續(xù)排查,平均排查時間也可控制在2小時以內(nèi),相較于傳統(tǒng)人工排查、大面積開挖的方式,效率提升明顯。
不少企業(yè)用戶還會關(guān)心設(shè)備的采購與運(yùn)維成本,單一功能的低壓脈沖法、路徑儀設(shè)備采購門檻較低,適合小型企業(yè)日常運(yùn)維使用;如果需要覆蓋10kV及以上電壓等級的電纜故障排查,可選擇整合沖閃法與路徑儀功能的綜合性設(shè)備,搭配聲磁同步法精定點(diǎn)儀使用,雖然前期投入有所增加,但可覆蓋絕大多數(shù)故障場景,減少重復(fù)采購成本,同時縮短故障停機(jī)帶來的生產(chǎn)損失,投入產(chǎn)出比更高。企業(yè)用戶在選型時還可關(guān)注設(shè)備的操作門檻,比如是否自帶波形自動識別功能、是否有操作引導(dǎo)提示,可降低運(yùn)維人員的學(xué)習(xí)成本,減少操作失誤導(dǎo)致的誤差。
對于電網(wǎng)、市政、交通等政府及事業(yè)單位用戶而言,電纜故障定位全流程的合規(guī)性、設(shè)備資質(zhì)與運(yùn)維臺賬管理是核心關(guān)注項(xiàng)。根據(jù)DL/T 304-2019的要求,10kV及以上電壓等級的電纜故障排查需留存完整的測試記錄與波形文件,采購的檢測設(shè)備需具備對應(yīng)的第三方檢測報告,符合電力行業(yè)安全規(guī)范【1】。康高特的兩款電纜故障定位相關(guān)設(shè)備均已通過行業(yè)*機(jī)構(gòu)檢測,可導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)化的測試報告,適配電網(wǎng)、市政、交通等部門的運(yùn)維管理臺賬要求,方便后續(xù)溯源與運(yùn)維分析。
在運(yùn)維管理層面,政府及機(jī)構(gòu)用戶負(fù)責(zé)的電纜通常覆蓋范圍廣、服役時間長,需要定期開展巡檢與故障排查,路徑儀的探測數(shù)據(jù)可同步更新地下電纜的走向、埋深臺賬,補(bǔ)充完善管線信息庫,為后續(xù)的運(yùn)維、改擴(kuò)建提供數(shù)據(jù)支撐。針對城市綜合管廊、地鐵沿線等復(fù)雜場景的電纜故障定位,聲磁同步法的抗干擾優(yōu)勢更為明顯,可排除周邊其他管線、電氣設(shè)備的電磁干擾,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定點(diǎn),減少對市政道路的開挖影響,符合城市精細(xì)化管理的要求。不少地區(qū)的市政管線管理部門已經(jīng)將沖閃法、聲磁同步法、低壓脈沖法、路徑儀組合的排查方案納入標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)維流程,提升電纜故障的處置效率。
實(shí)際開展電纜故障定位時,運(yùn)維人員需根據(jù)故障類型選擇合適的技術(shù)組合,同時遵守操作規(guī)范降低安全風(fēng)險。使用低壓脈沖法測試時,需先確認(rèn)電纜已斷電,且兩端與其他設(shè)備斷開連接,避免信號干擾導(dǎo)致波形誤判;如果測試多次無法得到清晰的反射波形,可判斷為高阻或閃絡(luò)類故障,及時切換沖閃法進(jìn)行測試。使用沖閃法測試時,需按照操作規(guī)范做好安全防護(hù),高壓輸出階段人員需與電纜保持足夠的安全距離,KGT R-9高能量電纜故障定位儀自帶高壓警示功能,可在高壓輸出時發(fā)出聲光提示,降低操作風(fēng)險。
使用路徑儀探測電纜走向時,需根據(jù)電纜埋深調(diào)整發(fā)射功率,避免信號過強(qiáng)或過弱導(dǎo)致的路徑識別誤差,如果是在金屬管線密集的區(qū)域,可適當(dāng)降低探測速度,多次驗(yàn)證路徑的準(zhǔn)確性。使用聲磁同步法精定點(diǎn)時,可根據(jù)環(huán)境噪音調(diào)整設(shè)備增益,偃月聲磁同步法電纜故障精定點(diǎn)儀自帶智能降噪功能,可自動過濾無關(guān)的聲波信號,幫助運(yùn)維人員快速識別故障點(diǎn)的放電聲波。測試完成后需及時留存測試波形、定位結(jié)果等數(shù)據(jù),更新運(yùn)維臺賬,為后續(xù)的電纜運(yùn)維、更換提供參考。
整體來看,聲磁同步法、沖閃法、低壓脈沖法、路徑儀等技術(shù)與設(shè)備沒有絕對的優(yōu)劣之分,需要根據(jù)故障類型、應(yīng)用場景選擇合適的組合方案,才能兼顧電纜故障定位的效率與精度,降低運(yùn)維成本,符合不同用戶的使用需求。
奧地利BAUR Syscompact 4000便攜式電纜故障定位系統(tǒng)
奧地利BAUR UL 30電纜故障定位器
美國Megger PFL22M1500電纜故障定位系統(tǒng)
TDR RI-407電纜故障定位儀
奧地利BAUR Syscompact 400 電纜故障定位系統(tǒng)
北京康高特 赤兔 高能量電纜故障定位儀
意大利ISA TFS 2100E高壓電纜故障定位
北京康高特 關(guān)羽 高能量電纜故障定位儀
奧地利BAUR ATG 2電纜故障定位儀
奧地利BAUR Syscompact 400 portable電纜故障定位儀
奧地利BAUR ATG 6000電纜故障定位儀
北京康高特 KGT R-9高能量電纜故障定位儀
TDR-109電纜故障定位儀