Como "sangre subterránea" de la red eléctrica urbana, el cable eléctrico lleva la importante tarea de transmisión y distribución de energía eléctrica. Su fiabilidad operativa está directamente relacionada con la estabilidad y seguridad de la producción social y el consumo de electricidad doméstica. Sin embargo, debido a su funcionamiento a largo plazo en un entorno subterráneo complejo, los cables inevitablemente fallarán debido al envejecimiento del aislamiento, daños mecánicos, corrosión externa y otras razones. Encontrar y localizar los puntos de falla de manera rápida y precisa es una tarea crucial y desafiante en el funcionamiento y mantenimiento del sistema eléctrico. Este artículo discutirá sistemáticamente los tipos de fallas de cable, métodos modernos de detección y tecnología de posicionamiento.

I. tipos comunes de fallas en los cables

Comprender el tipo de falla es un requisito previo para elegir el método de detección correcto. Las fallas de los cables se pueden dividir principalmente en las siguientes categorías según su naturaleza:

1. Fallas de baja resistencia y fallas de alta resistencia: Esta es la forma más común de clasificar.

• Falla de baja resistencia: resistencia baja en el punto de falla (generalmente inferior a 10 veces la resistencia característica del cable), como cortocircuito metálico (resistencia cero o cercana a cero). Este tipo de fallas son relativamente fáciles de detectar.

• Falla de alta resistencia: la resistencia del punto de falla es alta (puede alcanzar el nivel de megavatios o más), generalmente causada por el envejecimiento del aislamiento, la humedad y otras razones, mostrando una alta resistencia al aislamiento a baja tensión, pero la ruptura del aislamiento durante la operación de alta tensión. Este tipo de fallas son altamente ocultas y difíciles de detectar.

2. Fallo de apertura: el conductor del cable está desconectado en una o más fases, y la resistencia del punto de falla es infinita. Aunque el cable no puede enviar electricidad, el aislamiento puede no estar dañado.

3. Falla flash: el aislamiento se rompe instantáneamente en algunas condiciones (como el impacto de alta tensión), pero el canal de ruptura luego recupera el aislamiento. Esta falla ocurre intermitentemente, es muy inestable y el posicionamiento es extremadamente difícil.

2. estrategia de "tres pasos" para la detección y localización de fallas

La localización moderna de fallas de cables suele seguir un proceso sistemático, que se puede resumir en tres pasos: "diagnóstico", "rango" y "punto fijo".

Primer paso: diagnóstico de fallas y juicio de naturaleza
En primer lugar, es necesario usarMedidor de resistencia al aislamiento (megger)yMultímetroRealizar pruebas preliminares de los cables defectuosos y medir la resistencia de aislamiento y la conexión de los conductores de cada fase al suelo y a las fases, a fin de juzgar si la falla es de baja resistencia, alta resistencia o circuito abierto, sentando así las bases para la próxima selección del método de prueba correcto.

Paso 2: localización de fallas (medición en bruto)
Este paso tiene como objetivo determinar la distancia aproximada entre el punto de falla y el extremo de prueba. Las tecnologías principales incluyen:

1. Método de puente eléctrico: método tradicional, adecuado para fallas de baja resistencia y apertura. A través del principio del puente de piedra hui, se compara la diferencia de resistencia entre la fase de falla y la fase intacta para calcular la distancia. Alta precisión, pero incapaz de hacer frente a fallas de alta resistencia.

2. Método de pulso de baja tensión: inyectar un pulso de baja tensión en el cable, observando la forma de onda reflejada por el pulso en el punto de falla (punto de desajuste de resistencia), calcular la diferencia de tiempo entre el pulso emitido y el pulso reflejado, y calcular la distancia de acuerdo con la velocidad de la onda. Este método tiene un buen efecto en la apertura de carreteras y fallas de baja resistencia.

3. Método de llamarada de alta presión de impacto (método de llamarada): Esto es para localizar fallas de alta resistencia y parpadeoTecnología básica. a través de un generador de pulsos de alta tensión, se aplica una alta tensión de impacto al cable defectuoso, lo que obliga al punto de falla de alta resistencia a romper y descargar instantáneamente, formando un cortocircuito instantáneo. Este método se suele combinar con las siguientes dos técnicas de medición de distancia:

• Método de reflexión de arco (arm): el arco de cortocircuito generado por el clic de la falla simulará un punto de baja resistencia, desencadenará un reflejo de pulso y localizará la distancia analizando la forma de onda reflejada.

• Método de pulso secundario (sdc): HoyUso comúnMétodo. Primero impacta a través del punto de falla con un pulso de alta tensión, y luego se inyecta inmediatamente un pulso de medición de baja tensión. El pulso de baja tensión se refleja en el punto de falla ionizado (mostrado como baja resistencia). El instrumento compara la forma de onda después de la ruptura con la forma de onda antes de la ruptura, y el punto de diferencia de la forma de onda es la posición del punto de falla correspondiente, que es muy intuitivo y preciso.

Paso 3: punto fijo preciso (confirmación de ruta y posicionamiento preciso)
El rango da una gran distancia, pero el cable suele estar enterrado bajo tierra y debe encontrar un punto de conexión vertical preciso. Este enlace requiere tecnología como la sincronización acústica y magnética.

1. Método de punto fijo de sincronización acústica y magnética: uso mientras se utiliza el "método flash" para descargar periódicamente el punto de fallaPunto fijo de sincronización acústica y magnética. La descarga produce dos señales acústicas (enormes "chasquidos, chasquidos") y señales electromagnéticas. El medidor de punto fijo capta el sonido de vibración superficial y las señales electromagnéticas a través de la sonda, y se asegura de que solo el sonido de los puntos que reciben las señales acústicas y magnéticas al mismo tiempo es el sonido efectivo del punto de falla. A través de la escucha de auriculares y la pantalla del instrumento, el operador busca el punto con el sonido más alto a lo largo de la ruta del cable en el suelo y sincronizado con la señal electromagnética, y su parte inferior es el punto de falla.

2. Identificación de la ruta del cable: si se desconoce la ruta de tendido del cable, es necesario usarlo primero.PatómetroTransmitir señales de frecuencia específica y detectarlas en el suelo con receptores para dibujar con precisión la dirección enterrada del cable y proporcionar una base para el trabajo de punto fijo.

III. desarrollo tecnológico y perspectivas

Con el desarrollo de la tecnología, la localización de fallas de cables está evolucionando hacia una dirección más inteligente y eficiente:

• Integración y automatización: la mayoría de los instrumentos de prueba modernos integran generadores de alta tensión, sistemas de medición de distancia y medidores de punto fijo en un sistema, que es más fácil de operar y más automatizado.

• Método de onda viajera: utilizar la señal de onda viajera instantánea generada por la falla para localizar la distancia, especialmente para cables de larga distancia y redes complejas.

• Diagnóstico inteligente: combinar Big data e inteligencia artificial para analizar los datos de monitoreo en línea de los cables, predecir la tendencia de envejecimiento del aislamiento, realizar la alerta temprana de fallas y cambiar de "reparación de emergencia después" a "prevención previa".

Conclusión

La localización de fallas de cables de energía es una tecnología altamente combinada entre la teoría y la práctica. Desde el diagnóstico preliminar inicial hasta la moderna tecnología de punto fijo de sincronización de pulso secundario y sonido y magnetismo, un conjunto de procesos maduros y científicos mejora en gran medida la eficiencia y precisión del posicionamiento, minimizando el tiempo de corte de energía y los costos de excavación y reparación de fallas. Dominar estas tecnologías es de gran importancia insustituible para garantizar el latido sostenido y fuerte del "corazón urbano" del sistema eléctrico.