不少電力運維團隊*近都在咨詢兩個核心問題:一是配網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端工業企業、地產運維團隊和G端市政電力部門、園區管理機構的共同需求,而要解答這兩個問題,*繞不開目前行業內認可度較高的聲磁同步法,以及基于該技術開發的系列定點設備。
在聲磁同步法普及之前,配網電纜故障定點大多采用純聲測法、跨步電壓法等傳統技術,其中純聲測法依賴故障點放電產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%以上的環境干擾信號【2】。
從配網故障排查的實際場景來看,目前國內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定的檢測精度,這也是該技術近年來成為配網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,針對國內配網的復雜場景做了多項優化。
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設計完全圍繞配網故障排查的實際需求開發,我們可以從實測數據和應用案例兩個維度展開說明。
從核心性能參數來看,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,遠超傳統定點設備的精度水平;設備內置的增益自適應調節功能,可以根據周圍環境的噪音強度自動調整信號放大倍數,在車流量較大的市政主干道、周邊有施工設備的工業園區等干擾較強的場景,也能穩定識別故障點的微弱信號。針對戶外作業的需求,設備采用IP65級防水防塵設計,內置鋰電池可支持連續8小時以上的作業,滿足單日跨區域配網故障排查的需求。
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配網故障排查的所有常見場景:一是地產項目的地下車庫、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,相比傳統方法節省70%以上的施工成本;二是工業園區的環網柜出線、廠區埋地電纜故障排查,這類場景對停電時長要求較高,傳統方法排查往往需要24小時以上的停電時間,使用該設備大多可在4小時內完成定位,大幅降低停產損失;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據來看,2023年該團隊采用偃月聲磁同步定點儀完成了127次配網故障排查作業,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端企業用戶和G端政府機構用戶的不同需求,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端的工業企業、地產運維、商業園區運營方來說,首先要關注設備的場景適配性,如果廠區或項目內的電纜大多為穿管敷設、埋深超過1米,*要優先選擇基于聲磁同步法開發的定點設備,避免傳統設備無法識別穿管內的弱信號問題;其次要關注設備的操作門檻,多數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;*后要核算投入產出比,雖然這類設備的前期采購成本略高于傳統設備,但可以大幅降低開挖成本、減少停電損失,多數年運維量超過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、公共設施運維機構來說,首先要關注設備是否符合相關行業標準,目前國內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均通過相關檢測,符合配網故障排查的作業規范要求;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據進行存檔、上報,要選擇支持檢測報告自動生成、具備數據導出功能的設備,方便納入統一的運維管理體系;*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標識,盡量要求供應商提供現場實測演示,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。
即使是性能優異的偃月聲磁同步定點儀,在實際配網故障排查作業中也要遵循規范的操作流程,才能保障檢測精度和作業安全。
首先要做好前期準備工作,作業前需要確認故障電纜的停電、接地措施符合安全規范,嚴格遵守配網故障排查的作業安全要求【3】,避免發生觸電風險;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,提高作業效率。
其次要遵循標準的操作流程,先將高壓信號發生器接入故障電纜,施加合適的高壓脈沖讓故障點產生穩定的放電信號,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整,比如在周邊有大型變壓器、信號塔的強電磁干擾區域,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。作業完成后要及時導出檢測數據,做好故障記錄,為后續的預防性運維提供數據支持。
對于有長期配網故障排查需求的團隊來說,基于聲磁同步法開發的電纜故障精定點儀已經是運維標配設備,而偃月系列產品憑借穩定的性能、適配國內場景的優化設計,也成為很多運維團隊的選擇,用戶可以根據自身的預算、作業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電纜故障檢測中的應用研究
【3】 配網故障排查作業安全規范
【4】 電力檢測儀器認證管理辦法