Os cabos elétricos, como a "veia subterrânea" da rede elétrica urbana, carregam o peso da transmissão e distribuição de energia elétrica. A confiabilidade operacional está diretamente relacionada com a estabilidade e a segurança da produção social e do consumo de eletricidade. No entanto, devido à longa operação em ambientes subterrâneos complexos, os cabos inevitavelmente podem falhar devido ao envelhecimento do isolamento, danos mecânicos e corrosão externa. Localizar e localizar pontos de falha com rapidez e precisão é uma tarefa crítica e desafiadora na manutenção de sistemas de energia elétrica. Este artigo explorará sistematicamente os tipos de falhas de cabo, métodos modernos de detecção e técnicas de localização.

Tipos comuns de falhas de cabo

Compreender o tipo de falha é uma premissa para escolher o método de detecção correto. A falha do cabo pode ser dividida principalmente nas seguintes categorias de acordo com sua natureza:

1. Falha de baixa resistência e falha de alta resistênciaEsta é a forma mais comum de classificação.

• Falha de baixa resistênciaA resistência do ponto de falha é baixa (geralmente inferior a 10 vezes a impedância das características do cabo), como curto-circuito metálico (resistência zero ou próxima de zero). Essas falhas são relativamente fáceis de detectar.

• Falha de alta resistênciaA resistência do ponto de falha é alta (até o nível de mega-euros ou mais), geralmente causada pelo envelhecimento do isolamento, umidade e outras razões, mostrando alta resistência ao isolamento em baixa tensão, mas o isolamento é quebrado durante a operação de alta tensão. Esses tipos de falhas são fortes e difíceis de detectar.

2. Falha de aberturaO condutor de cabo é desconectado em uma ou mais fases e a resistência ao ponto de falha é infinita. Embora o cabo não possa fornecer eletricidade, o isolamento pode não estar danificado.

3. Falha flashO isolamento é instantaneamente quebrado em certas condições (como um choque de alta pressão), mas o canal quebrado é posteriormente restaurado. Essa falha ocorre intermitentemente, é muito instável e o posicionamento é extremamente difícil.

Estratégia de "três passos" para detecção de falhas e localização

O posicionamento de falhas de cabos modernos geralmente segue um processo de sistema que pode ser resumido em três etapas de "diagnóstico", "medição de distância" e "fixação de ponto".

Primeiro passo: Diagnóstico de falhas e julgamento de natureza
Em primeiro lugar, é necessário usarTestador de resistência de isolamento (MEG)eMultimedidorO teste preliminar do cabo com falha mede a resistência de isolamento e a interrupção do condutor entre os condutores de fase e a terra para determinar se a falha é de baixa resistência, alta resistência ou circuito aberto, estabelecendo assim a base para a escolha do método de teste correto na próxima etapa.

Passo 2: Distância de falha (medição grosseira)
Esta etapa visa determinar a distância aproximada do ponto de falha da extremidade do teste. As principais tecnologias incluem:

1. Lei da Ponte: Método tradicional, aplicável a baixa resistência e falhas de circuito aberto. A distância é calculada usando o princípio da ponte de Whiston, comparando a diferença de resistência entre a fase de falha e a fase intacta. Alta precisão, mas incapaz de lidar com falhas de alta resistência.

2. Método de pulso de baixa pressãoInjete um pulso de baixa tensão no cabo, observando a forma de onda refletida pelo pulso no ponto de falha (ponto de incompatibilidade de impedância), calcule a diferença de tempo entre o pulso de emissão e o pulso de reflexão e calcule a distância de acordo com a velocidade da onda. Este método é bom para a falha aberta e de baixa barreira.

3. Impacto flash de alta pressão (flash): Isto é uma falha de alta resistência de localização e flashTecnologia básica. Aplicar alta tensão de impacto ao cabo de falha através do gerador de pulso de alta tensão, forçando o ponto de falha de alta resistência a quebrar instantaneamente a descarga, formando um curto-circuito instantâneo. Este método é geralmente combinado com as seguintes duas técnicas de medição de distância:

• Reflexão de Arco Elétrico (ARM)O arco de curto-circuito gerado por um clique de falha simula um ponto de bloqueio baixo, desencadeando um reflexo de pulso e medindo a distância através da análise da forma de onda refletida.

• Método de pulso secundário (SDC)HojeUso comummétodos. Ele primeiro atravessa o ponto de falha com um pulso de alta pressão e, em seguida, injeta imediatamente um pulso de medição de baixa pressão. Esse pulso de baixa tensão é refletido no ponto de falha ionizado (manifestado como baixa resistência). O instrumento compara a forma de onda após a ruptura com a forma de onda antes da ruptura, o ponto de diferença da forma de onda corresponde à posição do ponto de falha, muito intuitivo e preciso.

Passo 3: Localização precisa (confirmação do caminho e localização precisa)
A medição da distância dá uma distância aproximada, mas os cabos geralmente estão enterrados no chão e precisam encontrar um local vertical preciso. Esta ligação requer técnicas como sincronização acústica-magnética.

1. Pontuação de sincronização acústica magnética: ao mesmo tempo que o uso de "método de lavagem" para fazer a descarga periódica do ponto de falha,Sincronizador magnético acústicoA descarga produz dois sinais acústicos (um enorme som de "crack, crack") e um sinal eletromagnético. O fixador captura o som da vibração da superfície e o sinal eletromagnético através da sonda e garante que apenas o som do ponto que recebe o som e o sinal magnético ao mesmo tempo é um som eficaz do ponto de falha. O operador escuta através de fones de ouvido e tela do instrumento, procurando o ponto no chão ao longo do caminho do cabo onde o som é maior e sincronizado com o sinal eletromagnético, bem abaixo do ponto de falha.

2. Identificação do caminho do caboSe o caminho do cabo for desconhecido, é necessário usar primeiroCaminhadorEmite um sinal de uma frequência específica e detecte-o no chão com um receptor para mapear com precisão a direção do cabo, fornecendo uma base para o trabalho de pontuação.

Desenvolvimento tecnológico e perspectivas

À medida que a tecnologia avança, o posicionamento de falhas de cabos está evoluindo para uma direção mais inteligente e eficiente:

• Integração e AutomaçãoOs instrumentos de teste modernos integram geradores de alta tensão, sistemas de medição de distância e pontímetros em um único sistema, facilitando a operação e o grau de automação.

• Método de onda de linhaMedição de distância com sinais de onda transitórios gerados por falhas, especialmente para cabos de longa distância e redes complexas.

• Diagnóstico inteligenteCombinar big data e tecnologia de inteligência artificial para analisar os dados de monitoramento on-line dos cabos, prever a tendência de envelhecimento do isolamento e alcançar o alerta precoce de falhas, mudando de "reparação pós-incidente" para "prevenção prévia".

Conclusão

O posicionamento de falhas de cabos de energia é uma técnica altamente combinada teórica e prática. Desde o diagnóstico inicial inicial até o método de pulso secundário moderno e a tecnologia de sincronização acústica-magnética, um conjunto de processos maduros e científicos melhora significativamente a eficiência e a precisão do posicionamento, minimizando o tempo de falha e os custos de reparação da escavação. O domínio destas tecnologias é insubstituível para garantir o ritmo contínuo e forte do sistema elétrico, o “coração da cidade”.