不少電力運維團隊*近都在咨詢兩個核心問題:一是配網(wǎng)故障排查中怎么降低開挖成本、縮短停電時長?二是選購電纜故障精定點儀時,哪些技術指標是必須關注的核心項?這兩個問題幾乎覆蓋了B端工業(yè)企業(yè)、地產(chǎn)運維團隊和G端市政電力部門、園區(qū)管理機構(gòu)的共同需求,而要解答這兩個問題,*繞不開目前行業(yè)內(nèi)認可度較高的聲磁同步法,以及基于該技術開發(fā)的系列定點設備。
在聲磁同步法普及之前,配網(wǎng)電纜故障定點大多采用純聲測法、跨步電壓法等傳統(tǒng)技術,其中純聲測法依賴故障點放電產(chǎn)生的聲波信號判斷位置,但容易受到道路交通、施工噪音等環(huán)境干擾,定位誤差普遍在1米以上,部分復雜場景甚至超過3米【2】;跨步電壓法僅適用于外鎧破損的接地故障,對斷線、中間接頭內(nèi)部放電等故障的識別準確率不足60%。
而聲磁同步法的核心邏輯是利用故障點放電時同時產(chǎn)生的電磁波信號與聲波信號的時間差計算距離:電磁波傳播速度接近光速,從故障點到檢測探頭的傳輸時間可以忽略不計,聲波在土壤中的傳播速度約為300m/s,通過計算兩種信號的接收時差,即可精準推算探頭與故障點的直線距離,同時只有當兩種信號同步觸發(fā)時才會被識別為有效故障信號,從技術層面過濾了90%以上的環(huán)境干擾信號【2】。
從配網(wǎng)故障排查的實際場景來看,目前國內(nèi)60%以上的埋地電纜故障為中間接頭絕緣劣化放電、外護套破損接地,這類故障都會產(chǎn)生明顯的放電聲磁信號,剛好匹配聲磁同步法的檢測范圍,針對穿管電纜、深埋超過1米的電纜也能保持穩(wěn)定的檢測精度,這也是該技術近年來成為配網(wǎng)故障排查主流技術的核心原因。目前市面主流的偃月聲磁同步定點儀,*是完全基于該技術框架開發(fā),針對國內(nèi)配網(wǎng)的復雜場景做了多項優(yōu)化。
作為目前應用較廣的一類電纜故障精定點儀,偃月電纜故障定點儀的核心參數(shù)設計完全圍繞配網(wǎng)故障排查的實際需求開發(fā),我們可以從實測數(shù)據(jù)和應用案例兩個維度展開說明。
從核心性能參數(shù)來看,偃月聲磁同步定點儀的聲磁信號同步采樣誤差小于1ms,聲波采樣頻率達1MHz,針對埋深1.5米的故障電纜,定位誤差可控制在10cm以內(nèi),遠超傳統(tǒng)定點設備的精度水平;設備內(nèi)置的增益自適應調(diào)節(jié)功能,可以根據(jù)周圍環(huán)境的噪音強度自動調(diào)整信號放大倍數(shù),在車流量較大的市政主干道、周邊有施工設備的工業(yè)園區(qū)等干擾較強的場景,也能穩(wěn)定識別故障點的微弱信號。針對戶外作業(yè)的需求,設備采用IP65級防水防塵設計,內(nèi)置鋰電池可支持連續(xù)8小時以上的作業(yè),滿足單日跨區(qū)域配網(wǎng)故障排查的需求。
從適用場景來看,偃月電纜故障定點儀幾乎覆蓋了當前國內(nèi)配網(wǎng)故障排查的所有常見場景:一是地產(chǎn)項目的地下車庫、室外埋地電纜故障排查,這類場景周邊管線復雜,開挖成本高,使用該設備可以實現(xiàn)非開挖精準定位,單次故障排查的開挖面積可縮小到0.5㎡以內(nèi),相比傳統(tǒng)方法節(jié)省70%以上的施工成本;二是工業(yè)園區(qū)的環(huán)網(wǎng)柜出線、廠區(qū)埋地電纜故障排查,這類場景對停電時長要求較高,傳統(tǒng)方法排查往往需要24小時以上的停電時間,使用該設備大多可在4小時內(nèi)完成定位,大幅降低停產(chǎn)損失;三是市政道路、綠化帶下的市政電纜故障排查,這類場景涉及交通管制、綠化破壞審批,精準定位可以縮短施工周期,降低對公共秩序的影響。
我們從某沿海城市的市政運維團隊的實測數(shù)據(jù)來看,2023年該團隊采用偃月聲磁同步定點儀完成了127次配網(wǎng)故障排查作業(yè),平均定位時長從原來的11小時縮短到2.7小時,故障排查的準確率從72%提升到96%,運維效率提升明顯。
針對B端企業(yè)用戶和G端政府機構(gòu)用戶的不同需求,選購電纜故障精定點儀時的關注重點也有明顯差異,我們可以分別梳理核心參考項。
對于B端的工業(yè)企業(yè)、地產(chǎn)運維、商業(yè)園區(qū)運營方來說,首先要關注設備的場景適配性,如果廠區(qū)或項目內(nèi)的電纜大多為穿管敷設、埋深超過1米,*要優(yōu)先選擇基于聲磁同步法開發(fā)的定點設備,避免傳統(tǒng)設備無法識別穿管內(nèi)的弱信號問題;其次要關注設備的操作門檻,多數(shù)B端運維團隊的檢測人員不足,盡量選擇操作界面可視化、有操作引導的設備,偃月電纜故障定點儀*采用了全中文操作界面,搭配語音提示功能,普通運維人員經(jīng)過1小時培訓即可獨立操作,無需配備的檢測工程師;*后要核算投入產(chǎn)出比,雖然這類設備的前期采購成本略高于傳統(tǒng)設備,但可以大幅降低開挖成本、減少停電損失,多數(shù)年運維量超過10次的團隊,半年到1年即可收回采購成本。
對于G端的市政電力部門、公共設施運維機構(gòu)來說,首先要關注設備是否符合相關行業(yè)標準,目前國內(nèi)電纜故障檢測設備需要符合DL/T 849系列的電力設備測試儀器通用技術條件,采購前需要確認供應商是否提供具備CNAS資質(zhì)的第三方檢測報告【1】,偃月聲磁同步定點儀的所有性能參數(shù)均通過相關檢測,符合配網(wǎng)故障排查的作業(yè)規(guī)范要求;其次要關注設備的運維管理適配性,G端用戶往往需要對故障數(shù)據(jù)進行存檔、上報,要選擇支持檢測報告自動生成、具備數(shù)據(jù)導出功能的設備,方便納入統(tǒng)一的運維管理體系;*后要關注供應商的服務能力,包括上門培訓、售后維修、校準服務等,確保設備的長期穩(wěn)定使用。
需要注意的是,不管是B端還是G端用戶,選購時都不要僅看參數(shù)標識,盡量要求供應商提供現(xiàn)場實測演示,在實際的故障場景下測試設備的定位精度和抗干擾能力,再做出采購決策。
即使是性能優(yōu)異的偃月聲磁同步定點儀,在實際配網(wǎng)故障排查作業(yè)中也要遵循規(guī)范的操作流程,才能保障檢測精度和作業(yè)安全。
首先要做好前期準備工作,作業(yè)前需要確認故障電纜的停電、接地措施符合安全規(guī)范,嚴格遵守配網(wǎng)故障排查的作業(yè)安全要求【3】,避免發(fā)生觸電風險;同時要提前梳理故障電纜的路徑、埋深、中間接頭位置等基礎資料,縮小檢測范圍,提高作業(yè)效率。
其次要遵循標準的操作流程,先將高壓信號發(fā)生器接入故障電纜,施加合適的高壓脈沖讓故障點產(chǎn)生穩(wěn)定的放電信號,再沿著已知的電纜路徑移動聲磁探頭,當設備提示聲磁信號同步度*高、聲波強度*大時,該位置即為故障點的正上方,部分穿管電纜的信號可能會沿著管壁傳播,需要多采集幾個位置的信號進行對比,排除信號傳導干擾。
*后要注意特殊場景的調(diào)整,比如在周邊有大型變壓器、信號塔的強電磁干擾區(qū)域,可以適當降低電磁波的增益,提高聲波的識別權重;在雨雪天氣作業(yè)時,要給探頭加裝防水套,避免土壤含水率過高影響聲波的傳播效率,導致定位誤差增大。作業(yè)完成后要及時導出檢測數(shù)據(jù),做好故障記錄,為后續(xù)的預防性運維提供數(shù)據(jù)支持。
對于有長期配網(wǎng)故障排查需求的團隊來說,基于聲磁同步法開發(fā)的電纜故障精定點儀已經(jīng)是運維標配設備,而偃月系列產(chǎn)品憑借穩(wěn)定的性能、適配國內(nèi)場景的優(yōu)化設計,也成為很多運維團隊的選擇,用戶可以根據(jù)自身的預算、作業(yè)場景需求選擇對應的型號,同時注意定期校準設備,保障檢測精度。
參考文獻
【1】 電力設備測試儀器通用技術條件 第4部分:電纜故障測試儀
【2】 聲磁同步定位技術在配網(wǎng)電纜故障檢測中的應用研究
【3】 配網(wǎng)故障排查作業(yè)安全規(guī)范
【4】 電力檢測儀器認證管理辦法