城市的美化需要更多的綜合管線(xiàn)入地，管線(xiàn)的保養(yǎng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)猶如大動(dòng)脈是社會(huì)的生命線(xiàn)。隱蔽工程靚化了城市但是潛在的隱患頗多，如果每個(gè)產(chǎn)權(quán)單位對(duì)自己所屬管線(xiàn)的位置不明，不做到定期維護(hù)，施工以及外界環(huán)境變化對(duì)管道的各種破壞，不加以修繕?biāo)龀傻暮蠊豢跋胂螅‰S著電力行業(yè)的飛速發(fā)展，10 kV電纜已經(jīng)遍布我國(guó)各個(gè)地區(qū)，以往的測(cè)試手段較為單一，往往是個(gè)人印象來(lái)判斷電纜的走向，或者依靠管線(xiàn)探測(cè)儀來(lái)局部探測(cè)，沒(méi)有做到探測(cè)測(cè)繪一體化，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題廣州從化供電局研發(fā)出了一種新型的電纜故障快速定位系統(tǒng)，從而滿(mǎn)足日常工作中的電纜維護(hù)和故障處理。該系統(tǒng)能通過(guò)GPS定位裝置繪測(cè)電纜實(shí)際路徑圖，配備的軟件應(yīng)用平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享，建立起電纜數(shù)據(jù)庫(kù)。
伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域都在實(shí)現(xiàn)高低壓線(xiàn)路的電纜化。電纜線(xiàn)路能否安全運(yùn)行將會(huì)直接影響到人們正常的生活生產(chǎn)，傳統(tǒng)的電纜故障檢測(cè)方法有著諸多缺點(diǎn)與不足。我局收集了不同類(lèi)型的電纜故障報(bào)告，建立了數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合GPS定位技術(shù)開(kāi)發(fā)出了新型電纜故障定位系統(tǒng)。
1 傳統(tǒng)電纜故障檢測(cè)和定位方法
目前，我國(guó)的電力電纜在運(yùn)行過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：外護(hù)套破損導(dǎo)致進(jìn)水嚴(yán)重、直流耐壓試驗(yàn)導(dǎo)致交聯(lián)電纜的損害、電纜實(shí)際路徑和圖紙并不相符、故障搶修時(shí)間較長(zhǎng)、竣工資料不夠完整、電纜頭有缺陷、缺乏老化評(píng)定技術(shù)、當(dāng)?shù)丨h(huán)境潮濕導(dǎo)致故障預(yù)定位困難等。
傳統(tǒng)的電纜故障檢測(cè)方法基本上是跟隨著電纜材料和故障類(lèi)型的逐漸豐富而發(fā)展起來(lái)的，包括電橋法、低壓脈沖法、高壓沖擊法、二次脈沖法、多次脈沖法等等。各個(gè)方法應(yīng)用到實(shí)際中都存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，而最常用的就是沖擊法，采用脈沖電流進(jìn)行故障測(cè)試，雖然這種方法有著諸多缺點(diǎn)，但是在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都在為國(guó)內(nèi)外各個(gè)企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。然而，廣東地區(qū)土壤潮濕，故障點(diǎn)產(chǎn)生的燃弧很容易熄滅，采集波形相對(duì)比較困難，我局針對(duì)這個(gè)問(wèn)題開(kāi)發(fā)出了一種新型的電纜故障檢測(cè)和定位系統(tǒng)，更好地完成電纜故障排除。
2 電纜故障定位系統(tǒng)
構(gòu)建故障類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)：
1）電纜故障數(shù)據(jù)搜集：分析電纜出現(xiàn)的故障實(shí)例，并收集我局不同類(lèi)型電纜故障報(bào)告，我們發(fā)現(xiàn)電纜出現(xiàn)的故障類(lèi)型主要包括下列幾種：
根據(jù)故障的絕緣電阻分為400歐姆以?xún)?nèi)低阻故障，反之稱(chēng)為高阻故障。低阻與高阻故障在單芯和三芯電纜中又分為短路和開(kāi)路故障。
外護(hù)套故障：根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，外護(hù)套對(duì)地絕緣電阻小于500兆歐姆或5 kV直流耐壓試驗(yàn)不能通過(guò)的缺陷或故障。
2）通過(guò)真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和試驗(yàn)室內(nèi)不同絕緣電阻下的模擬故障波形采集，我們積累了大量的故障類(lèi)型報(bào)告，我們發(fā)現(xiàn)在干燥的環(huán)境下以及在運(yùn)行中擊穿的電纜故障很容易能夠得到故障波形和故障點(diǎn)的距離，但是問(wèn)題是水，交聯(lián)聚乙烯（XLPE）。這類(lèi)材料，無(wú)功損耗低和有驚人的絕緣性能。這類(lèi)材料的安裝費(fèi)用低，而使電纜本身的敷設(shè)更容易。但是如干年后，特別是首先送電的聚乙烯電纜開(kāi)始?jí)牡帽雀鼡Q和修復(fù)還要快。作為聚合過(guò)程的殘余物而產(chǎn)生的水，或者外護(hù)層絕緣的機(jī)械損傷而進(jìn)的水。長(zhǎng)時(shí)間之后會(huì)形成水樹(shù)枝，在整個(gè)絕緣的各處有一個(gè)或許多充滿(mǎn)水分的只有幾個(gè)微米寬的狹窄通道。只要不發(fā)生極端情況，這種通道可以長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)生問(wèn)題。只要負(fù)荷變化，發(fā)熱等等一旦這個(gè)“通道”變干，水樹(shù)枝通道會(huì)變?yōu)殡姌?shù)枝。這些電樹(shù)枝發(fā)展得比水樹(shù)枝快得多，局部放電（PD）在幾個(gè)星期內(nèi)，電纜就會(huì)擊穿，其時(shí)間取決于負(fù)荷和電場(chǎng)強(qiáng)度。
進(jìn)水造成電纜的絕緣整體老化以及電纜接頭的制作工藝不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)惹闆r所最終造成的電纜故障，在整個(gè)故障測(cè)試中難度非常最大。這類(lèi)故障波形采集時(shí)，所發(fā)射出來(lái)高壓脈沖，很容易被水氣所吸收并在各個(gè)電纜接頭中衰減，我們采用專(zhuān)門(mén)的穩(wěn)弧模塊將電纜故障點(diǎn)由于被擊穿產(chǎn)生的燃弧時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，保證故障波形能夠順利的被采集到。
3 結(jié)合GPS、路徑探測(cè)、測(cè)繪一體化
全球定位系統(tǒng)最早應(yīng)用在通信行業(yè)中，近年來(lái)發(fā)展?fàn)顟B(tài)非常迅猛，其應(yīng)用也延伸到各行各業(yè)，電力也不例外。
1）對(duì)于地下電纜普查，傳統(tǒng)的方法往往采用路徑測(cè)試和測(cè)繪進(jìn)行外業(yè)工作。然后結(jié)合內(nèi)業(yè)工作最終成圖。這種操作模式同樣存在著許多弊端，多次工作標(biāo)識(shí)點(diǎn)被破壞導(dǎo)致重復(fù)作業(yè)，設(shè)備缺陷導(dǎo)致測(cè)繪不準(zhǔn)確。
2）針對(duì)以上的弊端我們采用彩屏智能數(shù)字管線(xiàn)探測(cè)儀進(jìn)行管線(xiàn)定位，同時(shí)通過(guò)自主定制的通訊模塊與GPS結(jié)合進(jìn)行實(shí)時(shí)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)采集，達(dá)到內(nèi)外業(yè)數(shù)字一體化探測(cè)，數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)在外部GPS手持機(jī)中，免除人工記錄作業(yè)效率大大提高。之后可以將數(shù)據(jù)交于后臺(tái)進(jìn)行修正錄入到GIS系統(tǒng)或者直接通過(guò)免費(fèi)谷歌地圖來(lái)呈現(xiàn)。
3）系統(tǒng)硬軟件平臺(tái)主要功能。
①路徑探測(cè)測(cè)繪一體化。
流程：首先確保有一臺(tái)可靠、精確、易操作、抗干擾性強(qiáng)的電纜路徑儀，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)尋電纜位置和具體走向的。其次是在查找電纜路徑的同時(shí)，通過(guò)通訊模塊將路徑儀與GPS高精度手持機(jī)（手機(jī)或者RTK等）同步連接，采集到經(jīng)緯度、高程數(shù)據(jù)，避免再次進(jìn)行路徑坐標(biāo)GPS定位的采集工作。能夠直接繪制出電纜路徑，達(dá)成高精度的繪制目標(biāo)，最終可建立起電纜數(shù)據(jù)路徑庫(kù)。
?、贕IS信息庫(kù)實(shí)時(shí)更新。
由于地理信息在實(shí)時(shí)變化，人類(lèi)的活動(dòng)也可能對(duì)電纜造成影響，我們?cè)O(shè)計(jì)出的電纜信息采集設(shè)備要與GIS信息庫(kù)實(shí)時(shí)聯(lián)通，經(jīng)常進(jìn)行路徑的修正，保證自動(dòng)繪制出的電纜路徑與實(shí)際狀況完全一致。
我公司開(kāi)發(fā)出的綜合電纜故障定位儀器在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了電路路徑探測(cè)、GPS一體化、自動(dòng)生成繪制電纜敷設(shè)路徑，能夠?qū)Χ喾N電路故障進(jìn)行精準(zhǔn)定位，工作效率得到了進(jìn)一步提升。
