Selección y aplicación de tecnologías de detección de fallos de cables de alimentación en múltiples condiciones de funcionamiento -- Parte I

Lectores destinatarios: Ingenieros técnicos, personal de selección de equipos y profesionales que necesitan comprender los principios del método y la base de las normas.

Las pruebas de fallos de los cables incluyen tres niveles de estándares: estándares de fabricación de equipos, especificaciones de operación in situ y estándares de prueba de aceptación, que forman un sistema estándar completo.

Consejo de uso: Las normas se actualizan continuamente. Se recomienda consultar la versión vigente publicada en el sitio web oficial de la Administración de Normalización de China para citar.

Reflectometría de dominio de tiempo (TDR). Un pulso estrecho de bajo voltaje se inyecta en el cable. El pulso se propaga a lo largo del cable y se refleja en posiciones con mutación de impedancia.El instrumento calcula la distancia de falla midiendo la diferencia de tiempo.

Distancia de falla:El S=V.×Dt- ¿Qué es?2

• V.: Velocidad de propagación de las ondas en el cable (m/μs), que varía según los materiales aislantes del cable
• DT:diferencia entre el pulso transmitido y el pulso reflejado (μs)
• Dividido por 2: El pulso viaja de ida y vuelta, y el tiempo medido es la duración de ida y vuelta

• Punto de partida: Intersección del borde ascendente del pulso transmitido y la línea de base
• Punto final (circuito abierto): Intersección del borde ascendente del pulso reflejado y de la línea de base.
• Punto final (circuito corto): Intersección del borde ascendente inicial del pulso reflejado y la línea de base.

Distancia por punto de muestreo:El S=V.- ¿Qué es?(2×f)

• El cable PILC: (160- ¿Qué es?(2 * 25) = 3,2 m/punto
• El cable XLPE: (170- ¿Qué es?(2 * 25) = 3,4) m/punto

✅ Circuito abierto / fallas en el cable roto

✅ Cortocircuito de baja resistencia ((R ≤ 100) Ω)

✅ Medir la longitud total del cable (para calibrar la velocidad de onda)

✅ Localizar las uniones de los cables, las uniones en T y los puntos de rama

• Funcionamiento sencillo y bajo coste de aprendizaje
• No se requiere equipo de alta tensión, alta seguridad
• Alta precisión de alcance y formas de onda claras e intuitivas
• Las demás máquinas y aparatos para la fabricación de máquinas y aparatos para la fabricación de máquinas y aparatos

• Solo aplicable a las fallas de baja resistencia (R ≤ 100 Ω)
• Para las fallas de alta resistencia, el coeficiente de reflexión se aproxima a cero y no se puede identificar la forma de onda reflejada
• Incapacidad para detectar directamente las fallas de fugas de alta resistencia, que representan aproximadamente el 80% de todas las fallas de cable

Las fallas de alta resistencia mantienen una alta impedancia bajo bajo voltaje, por lo que los pulsos de bajo voltaje no pueden generar una reflexión efectiva.El método de flash de impulso aplica un impulso de alto voltaje para descomponer el punto de falla en un arco eléctrico instantáneo (estado de cortocircuito)La onda de viaje de la corriente de pulso se recoge en este momento para obtener una forma de onda reflejada clara similar a un cortocircuito de baja resistencia.

Las líneas principales de 220 V → Regulador de voltaje → Transformador de alto voltaje → Condensador de almacenamiento de energía → Falla de descarga → Cable de falla

Muestreo actual → Anfitrión de prueba (adquisición de forma de onda)

Características clave de la forma de onda: pulso transmitido, pulso reflejado e impulso inverso negativo.

• Punto de partida: Intersección del borde ascendente del pulso transmitido y la línea de base
• Punto final: Intersección del borde delantero de caída del impulso inverso negativo y la línea de base (establecida en el borde ascendente si no existe impulso inverso negativo)

Para fallas individuales de alta resistencia, el voltaje de impulso pasa a través del punto de falla hasta el terminal del cable, y el flashover se activa después de la superposición de voltaje durante el viaje de regreso.La forma de onda presenta una estructura de dos secciones.

Regla de lectura: Tome la distancia de la segunda sección como la distancia de falla real.

✅ Fallas de fuga de alta resistencia ((R > 100) Ω)

✅ Fallas de flashover de alta resistencia

✅ Fallas en las articulaciones húmedas

✅ Fallas que causan tropiezos durante el funcionamiento con síntomas poco evidentes en las pruebas de baja tensión

• Aplicable a aproximadamente el 80% de las fallas de fuga de alta resistencia con una gran versatilidad en el sitio
• No hay necesidad de una clasificación precisa de los tipos de fallas, alta tolerancia a fallas

• Se requiere un equipo de alta tensión con requisitos de seguridad de operación estrictos
• La amplitud del impulso inverso negativo varía con las propiedades de la falla, y la interpretación de la forma de onda requiere experiencia
• Precisión inferior para fallas de baja resistencia que el método de pulso de bajo voltaje (el retraso de descarga conduce a un error de rango mayor)
• Cables complejos y numerosos pasos de operación

Una combinación del método de pulso de bajo voltaje (alta precisión pero no válido para fallas de alta resistencia) y el método de flash de impulso (aplicable a fallas de alta resistencia pero con formas de onda complejas):

1. Transmitir pulsos de bajo voltaje y registrar la forma de onda de referencia (sin reflexión en el punto de falla de alta resistencia)
2. Aplicar un impulso de alta tensión para romper el punto de falla y formar un arco eléctrico
3. El punto de falla es equivalente a un punto de baja resistencia, generando una clara reflexión de cortocircuito
4. Compare las dos formas de onda; la posición de diferencia es el punto de falla

Este método utiliza formas de onda claras de pulso de bajo voltaje para realizar el posicionamiento de fallas de alta resistencia.

✅ Fallas de fugas de alta resistencia (mayor precisión que el método de flash de impulso)

✅ Operadores con experiencia insuficiente (interpretación fácil de la forma de onda)

✅ Escenarios que requieren resultados fiables de variación

Nota: Este es unmétodo de posicionamiento, no es un método de posicionamiento. Se utiliza para posicionar el suelo con precisión después de un posicionamiento aproximado.

Aplicar un impulso de alto voltaje al cable de falla.

1. Señal acústico: la energía de descarga se convierte en vibración mecánica y se propaga al suelo a través del suelo o el hormigón
2. Señales electromagnéticas: La corriente de descarga genera pulsos magnéticos y se irradia hacia el suelo

Los sensores de tierra reciben ambas señales simultáneamente. Cuando el sensor está directamente por encima del punto de falla, la diferencia de trayectoria de propagación entre las señales acústicas y electromagnéticas es la más pequeña.y la diferencia de tiempo se acerca a cero.

Regla de posicionamiento: Mueva el sensor para encontrar la posición con la diferencia de tiempo mínima (cerca de 0).

• Mover el sensor lentamente cerca del rango aproximado a lo largo de la trayectoria del cable confirmado
• No juzgue sólo por el volumen sonoro máximo; el sonido puede ser reflejado por tuberías, cubiertas de alcantarillado y estructuras conjuntas para formar valores máximos falsos
• Repita los ensayos de 2 a 3 veces en la misma posición para confirmar la diferencia de tiempo estable.
• Verifique con el camino del cable y la distancia aproximada

El circuito de falla de la envoltura de cable de alta tensión de un solo núcleo consta de envoltura metálica, punto de falla y tierra.Así que los métodos de pulso convencionales tienen un rango de alcance efectivo extremadamente limitado y no pueden realizar un posicionamiento efectivo.

Basándose en el principio del puente de Wheatstone, calcular la distancia de falla midiendo la relación de resistencia entre la fase defectuosa y la fase sana (o alambre auxiliar).Este método no se basa en la reflexión de pulso y es inmune a la atenuación de la tierra.

Se aplicará una señal de corriente continua o pulsante entre la vaina y la tierra y se medirá la diferencia de potencial (voltura de paso) entre dos puntos adyacentes en el suelo.El cambio anormal de la tensión de paso cerca de la envoltura dañada indica la dirección y la posición del punto de falla.

DL/T 2530.2-2024 Las disposiciones de la presente Directiva se aplicarán sin perjuicio de lo dispuesto en el apartado 1 del presente artículo.Condiciones técnicas generales para el equipo de ensayo de cables de alimentación Parte 2: localizador de fallas en la envolvente del cable, publicado recientemente en 2024, especifica los requisitos técnicos, los métodos de ensayo y las normas de inspección para los localizadores que adopten el método de voltaje paso a paso y el método de corriente de onda rectangular pulsante.

Las fallas de la vaina son generalmente fallas cerradas con un sonido de descarga extremadamente débil, por lo que el método sincrónico acústico-magnético tiene un efecto pobre.y se necesita una gran experiencia operativa.

Las notas: Todas las normas citadas son versiones válidas en el momento de la compilación.Se aplicará la norma de seguridad DL/T 474-2018 y las normas de seguridad pertinentes durante los ensayos de alta tensión..