Будучи установленными на машинах или закопанными под землей, силовые кабели неизбежно подвержены повреждениям со временем, нарушая жизнь граждан и предприятий. Серьезные повреждения могут даже привести к серьезным пожарам и жертвам. Закопанные силовые кабели чрезвычайно скрыты, что затрудняет обнаружение неисправностей и точное определение местоположения, препятствуя техническому обслуживанию кабелей. Учитывая значительную роль силовых кабелей в городах и их уникальные характеристики, технология диагностического тестирования силовых кабелей привлекла значительное внимание со стороны специалистов отрасли.
1. Обзор технологий диагностического тестирования силовых кабелей
1.1 Традиционные технологии тестирования
Метод наложения постоянного тока, метод компонента постоянного тока и метод диэлектрических потерь TGδ — все это широко используемые традиционные методы тестирования силовых кабелей. Хотя их ценность нельзя полностью отрицать, и они действительно служат ориентиром для диагностики неисправностей, эти традиционные технологии в конечном итоге не подходят для тестирования и диагностики силовых кабелей сверхвысокого напряжения, что значительно ограничивает область их применения.
1.2 Новые технологии тестирования
① Технология тестирования кабельных соединений
Статистический обзор отказов силовых кабелей в эксплуатации показал, что более 90% отказов кабелей происходят в кабельных соединениях. В работающих силовых кабелях перегрузка и контактное сопротивление могут вызывать повышение температуры в соединениях, что приводит к быстрому старению и выходу из строя. Использование технологии инспекции кабельных соединений для мониторинга температуры соединений и анализа данных о температуре соединений в реальном времени позволяет операторам получить более полное представление об условиях эксплуатации силового кабеля и упреждающе применять защитные меры для снижения вероятности отказа.
② Технология ультравысокочастотной инспекции
Если силовой кабель испытывает только высокую частоту локальных разрядных импульсов, для захвата сигнала локального разряда требуется увеличить частоту дискретизации инспекционного инструмента, чтобы минимизировать внешние шумовые помехи. Технология ультравысокочастотной инспекции использует широкополосный датчик частичного разряда и электромагнитную связь для обнаружения частичного разряда в диапазоне частот от 10 кГц до 28 МГц, достигая удовлетворительных результатов.
③ Технология электромагнитной связи
Эта технология соединяет сигнал тока частичного разряда заземляющего провода силового кабеля из сшитого полиэтилена с двумя вышеупомянутыми линиями посредством совместного действия измерительного контура и линии электромагнитной связи. Это усиливает локальный сигнал и минимизирует шумовые помехи. 2. Разработка и применение технологии диагностического тестирования силовых кабелей
2.1 Технология онлайн-обнаружения
① Преобразование вейвлетов: Эта технология требует использования фильтров. В некоторых исследованиях предложено два метода измерения расстояний до неисправностей — одностороннее обнаружение и двустороннее синхронное обнаружение. В других исследованиях использовались вейвлет-преобразования для выполнения одностороннего определения дальности распространения бегущей волны, решая проблему выбора между скоростью распространения бегущей волны и временем прибытия. Обширный практический опыт подтвердил, что точность этой односторонней технологии определения дальности распространения бегущей волны полностью соответствует стандартам точного определения местоположения неисправности на месте неисправности. Другие исследования посвящены онлайн-мониторингу неисправностей кабелей и точным методам измерения расстояния до кабеля, а также углублению в измерение расстояния до неисправности кабеля с использованием технологии вейвлет-преобразования.
② Система экспертов в реальном времени: Эта технология, разработанная на основе сетевых удаленных сервисов, решает проблему измерения расстояния до неисправности кабеля. Некоторые исследования показали, что экспертные системы на основе релейной защиты могут использовать язык C для интегрированной диагностики, чтобы определить тип неисправности и среднеквадратичное значение тока силовых кабелей, в конечном итоге точно определяя точку неисправности. ③ Причинно-следственная сеть: Узлы, включающие симптомы, первоначальные причины, состояния и гипотезы, составляют причинно-следственную сеть. Узлы симптомов представляют симптомы узлов состояния, например, защитное действие является симптомом срабатывания автоматического выключателя; первоначальные причины представляют собой первоначальную причину неисправности кабеля; узлы состояния представляют состояние конкретного компонента в домене, например, проблему автоматического выключателя; а гипотезы представляют собой диагностические гипотезы для исследовательской системы. Некоторые исследователи расширили причинно-следственную сеть, используя концепцию временных ограничений на информацию о тревоге для построения новой временной причинно-следственной сети и предложили метод диагностики неисправностей силовых кабелей на основе этой сети.
2.2 Методы автономного обнаружения
① Метод низковольтных импульсов: Низковольтный импульсный сигнал подается в кабель через тестовый терминал. Прибор регистрирует разницу во времени (Δt) между переданным импульсом и отраженным импульсом, полученным в точке неисправности, после чего рассчитывается расстояние до неисправности. Если скорость распространения сигнала в силовом кабеле равна v (м/μс), то расстояние до неисправности кабеля l = v × Δt/2.
② Метод импульсного напряжения: Этот метод принимает импульсный сигнал, генерируемый разрядом в точке неисправности. Высоковольтное оборудование используется для разряда поврежденного кабеля, генерируя импульсный сигнал. Затем прибор принимает сигнал разряда от неисправности на тестовом конце, вычисляя расстояние до неисправности на основе времени, необходимого для получения сигнала. Однако этот метод может представлять угрозу безопасности, поскольку в нем отсутствует полная электрическая изоляция между высоковольтной секцией и тестером.
③ Метод импульсного тока: Этот метод работает аналогично методу импульсного напряжения, но использует токовый соединитель, полностью изолируя высоковольтную секцию, по сути, гарантируя безопасность.
④ Метод вторичного импульса: Это очень продвинутый метод определения местоположения неисправности. Технический принцип заключается в подаче высокого напряжения на поврежденный кабель, создавая высоковольтную дугу. Это преобразует неисправность в короткое замыкание с низким сопротивлением, которое затем можно обнаружить с помощью метода низковольтных импульсов.
2.3 Технология определения местоположения неисправности силового кабеля
После измерения пути и расстояния до поврежденного кабеля можно определить приблизительное местоположение неисправности. Однако для более точного определения местоположения неисправности требуется технология определения местоположения неисправности. ① Технология акустического обнаружения: Устройство разряда используется для создания вибраций в точке неисправности. Как только вибрации достигают земли, для приема акустического сигнала от точки неисправности используется датчик вибрации, что позволяет определить конкретное местоположение неисправности. Технология акустического обнаружения может использоваться для обнаружения любых неисправностей кабелей, когда высоковольтный импульсный сигнал генерирует звук разряда в точке неисправности.
② Технология акусто-магнитной синхронизации: Разряд в точке неисправности одновременно генерирует как акустические, так и электромагнитные волны, что позволяет точно определить местоположение неисправности. Высоковольтный импульсный сигнал подается на поврежденный кабель. Во время разряда в точке неисправности генерируются как акустический сигнал, так и импульсный сигнал магнитного поля, но эти сигналы распространяются с разными скоростями. Минимальная разница во времени распространения используется для определения местоположения неисправности.
③ Технология аудио-зондирования: Техники используют свои уши, чтобы определить силу акустического сигнала и, в конечном итоге, определить местоположение неисправности кабеля. Аудиосигнал тока частотой 1 кГц или другой частоты подается между двумя фазами кабеля или между металлической оболочкой и фазой. Это генерирует аудиоэлектромагнитный сигнал, который создает сильное магнитное поле непосредственно над близлежащей неисправностью с разомкнутой цепью или металлической неисправностью короткого замыкания, тем самым определяя местоположение неисправности.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!