很多运维人员都有过这样的经历:深夜收到配电线路故障告*,拎着设备赶现场,沿着几公里的10kV电缆走了几个来回,都找不到电缆故障点,一边是用户催送电的电话,一边是上级要抢修进度的通知,碰到需要合规留痕的项目,还要准备一堆检测报告,焦头烂额。对于绝大多数配网运维团队来说,10kV电缆接地故障是日常处理频次*高的电缆故障类型,怎么快速完成故障定位、缩小停电范围、同时满足合规要求,是B端工商业用户和G端市政、供电部门共同关心的核心问题。
从不同用户的诉求来看,B端的厂矿、工商业园区、数据中心运维团队,首先关注的是故障定位的效率,10kV电缆长时间停电会直接影响生产线运转、数据中心服务器运行、商业体正常营业,带来直接的经济损失;其次关注故障排查的成本,要是定位精度不够,大面积开挖路面、翻找管线,会产生额外的施工成本,也会拉长停电时间。
而G端的供电公司、市政运维部门,除了时效要求,还要符合相关运维规范的要求,故障排查的流程、设备资质、检测报告都要符合政策规定,所有运维记录要留痕归档,满足供电可靠性考核、运维台账审计的相关要求【1】。同时这类用户管辖的配电线路覆盖范围广,10kV电缆敷设环境差异大,需要适配户外、埋地、管廊等多种场景的电缆故障排查需求。
据统计,配电线路中70%以上的停电事件都和10kV电缆故障相关,其中10kV电缆接地故障的占比又达到了电缆故障总量的65%以上【2】,选对故障定位的技术和设备,能直接大幅提升配网的运行可靠性。
目前行业内通用的10kV电缆故障定位流程分为粗定位和精定点两个阶段,不同阶段适配不同的技术和设备,合理搭配*能兼顾效率和精度。
粗定位阶段的核心目标是快速锁定故障点所在的大致区间,常用的技术包括低压脉冲法和冲闪法,低压脉冲法适合低阻故障、断线类的10kV电缆故障,通过向10kV电缆发射脉冲信号,采集故障点的反射波计算距离;冲闪法则适合占比更高的高阻10kV电缆接地故障,通过向电缆施加高压脉冲,让故障点发生击穿放电,再采集放电信号的返回时间计算距离。康高特代理的KGT R-9高能量电缆故障定位仪同时支持两种检测模式,能自动识别10kV电缆的阻抗特性,输出的粗定位距离误差可控制在米级,针对长度5公里以内的配电线路,单次粗测耗时不超过10分钟,不用运维人员沿线逐段排查,大大降低了户外作业的工作量。
粗定位只能锁定故障点所在的百米级区间,要是碰到地下管线交错的工业园区、城市核心区,仅凭粗定位结果开挖很容易挖错管线,耽误时间还会增加额外成本,这时候*需要进入精定点阶段。目前常用的精定点技术为声磁同步法,通过同步采集故障点放电产生的声波信号和电磁信号,计算两种信号的传播时间差来锁定精准位置。康高特代理的偃月声磁同步法精定点仪*采用了这项技术,设备的信号抗干扰能力强,即使在周边有施工噪音、电磁干扰的场景下也能准确识别故障点的放电信号,定位误差可控制在30厘米以内,基本可以做到定点即开挖,开挖即找到故障点,很适合对抢修时效要求高的B端用户。
对于有合规需求的G端用户,还可以选择康高特代理的BAUR Syscompact 4000电缆故障检测系统,这套设备的检测流程符合国内配网运维的相关标准要求,所有检测数据可自动生成规范的检测报告,可直接归入运维档案,满足考核、审计的相关要求,设备本身也具备相关计量认证资质,不用额外做检测校准*能投入使用,减少了运维团队的资质审核工作量。
针对不同用户的场景需求,我们也梳理了对应的故障定位实操方案,方便运维团队直接套用。
针对工商业园区、厂矿等B端用户的配电线路,10kV电缆大部分敷设在园区内部的地下管网中,周边管线多,且对停电时长要求高,可采用“KGT R-9高能量电缆故障定位仪+偃月声磁同步法精定点仪”的组合方案,收到10kV电缆接地故障告*后,首先在配电站房内用KGT R-9完成粗定位,锁定故障点所在的百米区间,再用偃月声磁同步法精定点仪在区间内完成精准定位,整个流程耗时一般不超过2小时。我们服务过的某汽车零部件产业园,上个月出现10kV电缆接地故障,用这套方案不到1.5小时*找到故障点,比原来的人工巡检快了3倍,减少了近百万元的生产损失。
针对市政道路、公共区域的配电线路,这类场景的10kV电缆敷设在市政道路下方,开挖成本高,且G端用户需要留存完整的运维记录,可采用“BAUR Syscompact 4000+偃月声磁同步法精定点仪”的组合方案,整套设备的检测流程符合《电力安全工作规程 配电部分》的相关要求【3】,检测数据可直接生成报告归档,同时定位精度高,不用大面积开挖市政道路,减少对市民出行的影响。某区市政运维部门今年入汛以来的3次10kV电缆接地故障排查,都用这套设备,平均抢修时间比去年缩短60%,供电可靠性达标率提升了2.1个百分点【2】。
针对长距离郊外配电线路的10kV电缆故障,这类场景的10kV电缆敷设区间长,周边人员活动少,可直接用KGT R-9高能量电缆故障定位仪完成粗定位,再搭配精定点设备排查即可,设备的高能量输出适配长距离10kV电缆的信号传输需求,不用中途增设信号放大设备,减少户外作业的工作量。
很多运维团队在处理10kV电缆接地故障的时候,经常会忽略合规和成本控制的问题,反而带来额外的麻烦。首先是合规层面,G端用户要注意所用的故障定位设备需要具备对应的计量认证资质,检测过程要做好安全防护,符合电力作业的相关安全规范,检测记录要留存至少1年以上,满足后续的审计和考核要求。B端用户如果要对外提供检测报告,也需要选用有资质的设备,确保检测结果的有效性。
成本控制层面,很多用户会觉得采购故障定位设备成本高,但实际上相比10kV电缆接地故障带来的停电损失、人工巡检成本、开挖施工成本,设备的投入性价比很高。比如单条10kV电缆接地故障造成的10小时停电,给中型制造企业带来的损失*可达数十万元,而一套入门级的故障定位设备的采购成本远低于这个数字,而且可以重复使用,长期来看能大幅降低运维的综合成本。
从行业发展的趋势来看,随着配网覆盖率的不断提升,10kV电缆的敷设量每年都在增长,对应的电缆故障发生率也会随之上升,提前配备的故障定位设备、梳理标准化的排查流程,不管是对于B端用户降低停电损失,还是G端用户提升配网可靠性,都有很高的实际价值。
参考文献
【1】 10kV配电网运行维护规程
【2】 2024年城市配网可靠性运行分析报告
【3】 电力安全工作规程 配电部分
【4】 配电网电缆故障统计分析白皮书(2023版)