不少电力运维团队*近都在咨询两个核心问题:一是配网故障排查中怎么降低开挖成本、缩短停电时长?二是选购电缆故障精定点仪时,哪些技术指标是必须关注的核心项?这两个问题几乎覆盖了B端工业企业、地产运维团队和G端市政电力部门、园区管理机构的共同需求,而要解答这两个问题,*绕不开目前行业内认可度较高的声磁同步法,以及基于该技术开发的系列定点设备。
在声磁同步法普及之前,配网电缆故障定点大多采用纯声测法、跨步电压法等传统技术,其中纯声测法依赖故障点放电产生的声波信号判断位置,但容易受到道路交通、施工噪音等环境干扰,定位误差普遍在1米以上,部分复杂场景甚至超过3米【2】;跨步电压法仅适用于外铠破损的接地故障,对断线、中间接头内部放电等故障的识别准确率不足60%。
而声磁同步法的核心逻辑是利用故障点放电时同时产生的电磁波信号与声波信号的时间差计算距离:电磁波传播速度接近光速,从故障点到检测探头的传输时间可以忽略不计,声波在土壤中的传播速度约为300m/s,通过计算两种信号的接收时差,即可精准推算探头与故障点的直线距离,同时只有当两种信号同步触发时才会被识别为有效故障信号,从技术层面过滤了90%以上的环境干扰信号【2】。
从配网故障排查的实际场景来看,目前国内60%以上的埋地电缆故障为中间接头绝缘劣化放电、外护套破损接地,这类故障都会产生明显的放电声磁信号,刚好匹配声磁同步法的检测范围,针对穿管电缆、深埋超过1米的电缆也能保持稳定的检测精度,这也是该技术近年来成为配网故障排查主流技术的核心原因。目前市面主流的偃月声磁同步定点仪,*是完全基于该技术框架开发,针对国内配网的复杂场景做了多项优化。
作为目前应用较广的一类电缆故障精定点仪,偃月电缆故障定点仪的核心参数设计完全围绕配网故障排查的实际需求开发,我们可以从实测数据和应用案例两个维度展开说明。
从核心性能参数来看,偃月声磁同步定点仪的声磁信号同步采样误差小于1ms,声波采样频率达1MHz,针对埋深1.5米的故障电缆,定位误差可控制在10cm以内,远超传统定点设备的精度水平;设备内置的增益自适应调节功能,可以根据周围环境的噪音强度自动调整信号放大倍数,在车流量较大的市政主干道、周边有施工设备的工业园区等干扰较强的场景,也能稳定识别故障点的微弱信号。针对户外作业的需求,设备采用IP65级防水防尘设计,内置锂电池可支持连续8小时以上的作业,满足单日跨区域配网故障排查的需求。
从适用场景来看,偃月电缆故障定点仪几乎覆盖了当前国内配网故障排查的所有常见场景:一是地产项目的地下车库、室外埋地电缆故障排查,这类场景周边管线复杂,开挖成本高,使用该设备可以实现非开挖精准定位,单次故障排查的开挖面积可缩小到0.5㎡以内,相比传统方法节省70%以上的施工成本;二是工业园区的环网柜出线、厂区埋地电缆故障排查,这类场景对停电时长要求较高,传统方法排查往往需要24小时以上的停电时间,使用该设备大多可在4小时内完成定位,大幅降低停产损失;三是市政道路、绿化带下的市政电缆故障排查,这类场景涉及交通管制、绿化破坏审批,精准定位可以缩短施工周期,降低对公共秩序的影响。
我们从某沿海城市的市政运维团队的实测数据来看,2023年该团队采用偃月声磁同步定点仪完成了127次配网故障排查作业,平均定位时长从原来的11小时缩短到2.7小时,故障排查的准确率从72%提升到96%,运维效率提升明显。
针对B端企业用户和G端政府机构用户的不同需求,选购电缆故障精定点仪时的关注重点也有明显差异,我们可以分别梳理核心参考项。
对于B端的工业企业、地产运维、商业园区运营方来说,首先要关注设备的场景适配性,如果厂区或项目内的电缆大多为穿管敷设、埋深超过1米,*要优先选择基于声磁同步法开发的定点设备,避免传统设备无法识别穿管内的弱信号问题;其次要关注设备的操作门槛,多数B端运维团队的检测人员不足,尽量选择操作界面可视化、有操作引导的设备,偃月电缆故障定点仪*采用了全中文操作界面,搭配语音提示功能,普通运维人员经过1小时培训即可独立操作,无需配备的检测工程师;*后要核算投入产出比,虽然这类设备的前期采购成本略高于传统设备,但可以大幅降低开挖成本、减少停电损失,多数年运维量超过10次的团队,半年到1年即可收回采购成本。
对于G端的市政电力部门、公共设施运维机构来说,首先要关注设备是否符合相关行业标准,目前国内电缆故障检测设备需要符合DL/T 849系列的电力设备测试仪器通用技术条件,采购前需要确认供应商是否提供具备CNAS资质的第三方检测报告【1】,偃月声磁同步定点仪的所有性能参数均通过相关检测,符合配网故障排查的作业规范要求;其次要关注设备的运维管理适配性,G端用户往往需要对故障数据进行存档、上报,要选择支持检测报告自动生成、具备数据导出功能的设备,方便纳入统一的运维管理体系;*后要关注供应商的服务能力,包括上门培训、售后维修、校准服务等,确保设备的长期稳定使用。
需要注意的是,不管是B端还是G端用户,选购时都不要仅看参数标识,尽量要求供应商提供现场实测演示,在实际的故障场景下测试设备的定位精度和抗干扰能力,再做出采购决策。
即使是性能优异的偃月声磁同步定点仪,在实际配网故障排查作业中也要遵循规范的操作流程,才能保障检测精度和作业安全。
首先要做好前期准备工作,作业前需要确认故障电缆的停电、接地措施符合安全规范,严格遵守配网故障排查的作业安全要求【3】,避免发生触电风险;同时要提前梳理故障电缆的路径、埋深、中间接头位置等基础资料,缩小检测范围,提高作业效率。
其次要遵循标准的操作流程,先将高压信号发生器接入故障电缆,施加合适的高压脉冲让故障点产生稳定的放电信号,再沿着已知的电缆路径移动声磁探头,当设备提示声磁信号同步度*高、声波强度*大时,该位置即为故障点的正上方,部分穿管电缆的信号可能会沿着管壁传播,需要多采集几个位置的信号进行对比,排除信号传导干扰。
*后要注意特殊场景的调整,比如在周边有大型变压器、信号塔的强电磁干扰区域,可以适当降低电磁波的增益,提高声波的识别权重;在雨雪天气作业时,要给探头加装防水套,避免土壤含水率过高影响声波的传播效率,导致定位误差增大。作业完成后要及时导出检测数据,做好故障记录,为后续的预防性运维提供数据支持。
对于有长期配网故障排查需求的团队来说,基于声磁同步法开发的电缆故障精定点仪已经是运维标配设备,而偃月系列产品凭借稳定的性能、适配国内场景的优化设计,也成为很多运维团队的选择,用户可以根据自身的预算、作业场景需求选择对应的型号,同时注意定期校准设备,保障检测精度。
参考文献
【1】 电力设备测试仪器通用技术条件 第4部分:电缆故障测试仪
【2】 声磁同步定位技术在配网电缆故障检测中的应用研究
【3】 配网故障排查作业安全规范
【4】 电力检测仪器认证管理办法