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精准狙击地下暗伤:凯迪正大35kV电缆故障查找纪实

  在新能源发电领域,风力发电场通常地处偏远,环境复杂,其集电线路多采用直埋或穿管敷设的电力电缆。一旦发生故障,快速精准定位并修复,是保障电场发电量和电网安全的关键。近日,武汉凯迪正大电气有限公司,凭借KD212故障测试仪和丰富的实战经验,成功为某风电场完成了一起35kV电缆接地故障的快速排查与定位。

  故障发生于该风电场一条35kV集电线路。该电缆为交联聚乙烯绝缘电力电缆,截面240mm²,总长度约3公里,承担着输送风机发出电能的任务。运行人员发现线路保护动作跳闸,初步判断为电缆故障。

  凯迪正大技术人员抵达现场后,首要任务是明确故障性质和相别。他们首先使用绝缘电阻测试仪,对电缆三相线芯及屏蔽层进行绝缘电阻测量。测试结果显示:A、C两相对地绝缘电阻均在数百兆欧以上,符合健康电缆特征;而B相对地绝缘电阻值仅为1.2KΩ。这是一个非常明确的信号——B相存在严重的绝缘缺陷,形成了低阻接地故障。绝缘测试虽不能告知故障点的距离,但它如同医生的听诊器,精准地指出了病患所在的具体肢体(B相),为后续深度检测指明了方向。

  在明确B相接地后,下一步是确定故障点离测试端有多远。这正是KD-212电缆故障综合测试仪(测距主机)大显身手的环节。该主机集现代脉冲反射技术之大成,尤其集成了多次脉冲法功能。

  1.  技术人员将KD-212主机通过专用耦合单元接入故障B相与地线之间。考虑到故障电阻为1.2KΩ,属于典型的低阻故障范围,他们优先选择使用主机的低压脉冲反射法进行尝试。

  2.  主机向电缆发射一个标准的低压脉冲。脉冲信号以接近光速的速度(在特定电缆中为固定值,通常约170m/μs)沿电缆传播。当它遇到故障点时,由于阻抗发生突变(从电缆特性阻抗变为极低的接地电阻),绝大部分能量被反射回来。主机的高速采样系统精确捕获发射脉冲与反射脉冲的时间差。

  3. 仪器内部处理器根据预设或自动测得的波速度,利用公式 `距离 = (波速 × 时间差) / 2` 进行实时计算。屏幕上清晰显示出标准的低阻反射波形,并直接标注出故障点的距离读数。经过多次测量取平均,KD-212主机稳定地显示出故障点位于距离测试端2.548公里处。这个粗测结果,将故障点的搜索范围从3公里的全线,瞬间缩小到测试点前方约2.5公里处的一个小范围区间内。

  粗测给出了地图上的坐标,但要在实际地面上准确找到开挖点,还需要更精确的导航。这就是声磁同步定点仪与分体式高压升压装置联合作业的阶段,也是整个排查过程中考验技术与耐心的环节。

  1. 技术人员将KD-212配套的分体升压装置包含高压发生器和储能电容器)连接至电缆。其工作原理是:电容器被充电至数千伏高压后,通过间隙击穿,向故障电缆B相瞬间放电。这个高压脉冲在已接地的故障点处会产生强烈的电弧,并伴随两方面的物理现象:一是巨大的电磁波向四周辐射;二是电弧爆炸产生的振动声波通过土壤和管道传递至地面。

  2.  技术人员携带声磁同步定点仪,前往粗测位置(2.5公里附近)进行地毯式巡查。该仪器配备高灵敏度探头(振动传感器)和磁接收线圈。

首先,仪器通过磁线圈捕获高压放电时产生的、传播速度极快的电磁信号,以此作为计时零点基准。

同时,地面传感器捕捉传播速度较慢的振动声波。由于声波在土壤中传播需要时间,因此它会滞后于电磁信号到达。

  3.定点仪的智能核心在于计算电磁信号与声音信号之间的时间差。离故障点正上方越近,这个时间差就越小(声音传播路径越短)。技术人员在疑似区域缓慢移动,观察仪器屏幕上时间差的数值变化。当移动到某一点时,时间差达到最小(通常为几毫秒),并且耳机中能听到沉闷而清晰的“啪、啪”放电声,仪器屏幕上的声音信号条也显示最强。这一点,正下方就是电缆故障点的精确位置。

  4. 通过反复调整放电强度和仔细对比不同点位的信号,技术团队最终在距测试端约2.55公里处的一个草坪下方,确定了声音信号最强、最集中的点。他们用标志旗对该点进行了明确标记。

  凯迪正大提供各种交接试验、预防性试验、高低压电气试验、电缆故障查找、电力运维等工程服务。公司凭借齐全的设备、丰富的经验和专业的技术,能够为客户提供及时高效的服务。24小时联系电话:15827263478。

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