1 Resumo:

No setor de energia e em alguns setores que usam cabos, especialmente em alguns sistemas de energia complexos, é muito difícil encontrar falhas em cabos subterrâneos. O uso de pulsos em cabos com o menor tempo possível e uma maior eficiência na detecção de falhas é o objetivo de muitas empresas de energia elétrica. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia e os esforços incansáveis ​​dos pesquisadores para explorar, desenvolvemos equipamentos de detecção de falhas de cabo de energia avançados, com excelente desempenho e fácil operação, com custos de detecção reduzidos e alta eficiência, reduzindo o tempo de corte de energia, para melhorar a confiabilidade do fornecimento de energia e garantir a produção industrial.
2 Causas da falha do cabo
2.1 Lesões mecânicas
Muitas falhas são causadas diretamente por danos mecânicos causados ​​acidentalmente durante a instalação do cabo ou danos mecânicos causados ​​por operações próximas do caminho do cabo após a instalação. Às vezes, se a lesão é leve, a destruição da parte danificada só se desenvolve após meses ou até anos para uma perfuração de couro de chumbo, e a umidade é submersa e causa a falha da parte danificada *. O medidor de análise de óleo é usado principalmente para a detecção de amostras com baixo teor de umidade e, após melhorias nos últimos anos, melhora significativamente a precisão e amplia o escopo de medição.
2.2 Corrosão elétrica do cabo
Se os cabos elétricos estão enterrados no chão com campos elétricos subterrâneos fortes nas proximidades (por exemplo, perto de grandes veículos e trilhas de locomotivas elétricas), muitas vezes ocorre o fenômeno de corrosão da embalagem de chumbo da pele do cabo, levando à intrusão de umidade e danos de isolamento.
2.3 Corrosão química
Os caminhos de cabo passam por áreas com operações ácidas ou alcalinas ou o vapor de gasolina das estações de gás, muitas vezes causando a corrosão a longas distâncias de grandes áreas de encapsulamento de cabo e embalagem de chumbo.
2.4 Afundamento do solo
Este fenômeno tende a ocorrer quando os cabos atravessam estradas, ferrovias e edifícios altos, devido ao afundamento do solo, o cabo é deformado verticalmente, levando ao encaixe do cabo, a quebra do pacote de chumbo ou até a quebra de vários tipos de falhas.
2.5 Perda de isolamento de cabo
O cabo é colocado em uma fossa irregular, ou na cabeça ao ar livre no pólo, devido à diferença de elevação e baixa do cabo, o fluxo de óleo de isolamento do cabo no alto para o baixo, o desempenho do isolamento do cabo no alto diminui, causando falhas.
2.6 Operação de sobrecarga a longo prazo
Devido à operação de sobrecarga, a temperatura do cabo aumentará, especialmente no verão quente, o aumento da temperatura do cabo muitas vezes resulta no ponto mais fraco do cabo e no ponto de conexão ser quebrado primeiro. No verão, esta é a causa da alta taxa de falhas de cabos.
2.7 Destruição por vibração
Os cabos que operam sob as trilhas ferroviárias, devido a vibrações fortes, causam fadiga elástica na pele do cabo.
2.8 Mecânicos defeituosos, conexões defeituosas e cabos que não são colocados de acordo com os requisitos técnicos de segurança são muitas vezes as principais causas de falhas de cabos.
2.9 junção em condições climáticas úmidas
A mistura de vapor de água dentro da embalagem de junção não suporta a tensão de teste, muitas vezes formando falhas flash.
3 Métodos de detecção de falhas de cabo
3.1 Metodo de martelo (pulso)
Essa técnica é eficaz para detectar falhas de alta grandeza em um sistema de cabos simples. O método de martelagem inclui o uso de um pulso ou uma tensão de choque para atingir um cabo com corte de energia, quando um pulso de choque de alta tensão eficaz se concentra na área de falha, o ponto de falha pisca e produz um som de martelagem transmitido ao longo da superfície do cabo que o operador pode ouvir. Mas a detecção de falhas de cabo muitas vezes requer vários martelos, e vários martelos repetidos podem danificar o cabo.
3.2 Metodologia de Reflexão de Dominio Temporal (TDR)
Uma técnica de reflexão de arco de baixa tensão que é exibida na estrutura do cabo alterando o reflexo de pulso gerado. Esse reflexo de pulso é gravado na tela do TDR e comparado com o gráfico de característica (gráfico de característica realizado e gravado antes da falha) ou com o gráfico de característica feito pela fase de solidez na mesma linha de cabo. A distância do ponto de falha é determinada pelo ponto de dispersão gráfico. O TDR é um método eficaz para detectar falhas de baixa resistência. No entanto, a análise gráfica do TDR requer operadores treinados e experientes para realizar operações analíticas.
Falhas de alta resistência e sistemas complexos exigem níveis mais elevados de energia. Alguns métodos de emissão de arco de alta tensão, como o método de reflexão de arco digital e o método de reflexão de arco diferencial, exigem equipamentos especiais e operadores rigorosamente treinados.
4 Dispositivos de detecção
4.1 Detector de dispositivo rápido
Este dispositivo detecta a forma de onda emitida por uma falha antes da interrupção do circuito quando o cabo se queima, enquanto a forma de onda capturada é processada e armazenada no monitor do detector, que é o ponto de desconexião habitual no sistema URD. Este dispositivo tem dois sensores para monitorar falhas temporárias em ambos os lados de um circuito. Quando a falha ocorre, o intervalo de tempo entre os dois picos temporários dá a distância ao ponto de falha. O FFF funciona de forma automática, sem a necessidade de um operador rigorosamente treinado. Este dispositivo * pode ser instalado em um circuito URD como um instrumento de detecção * para detectar falhas. Ou, após a falha, o dispositivo pode ser usado como ferramenta de detecção. Como o dispositivo adota uma tensão nominal ou inferior ao valor nominal do cabo após a falha, o pulso tem um impacto único e a descarga é realizada apenas uma vez, o dano ao cabo é pequeno.
Cada circuito radiante ou anel inicial de fase única requer apenas um detector, enquanto o sistema trifásico requer um dispositivo de detector instalado em cada fase, que envia informações sobre a localização da falha para o centro de comunicação de controle remoto de resposta rápida da sala de despacho da empresa de energia elétrica através da interface RS-232.
Dispositivo de resposta (FirstResponse)
É um acoplador de alta tensão de martelo alimentado por bateria, o mesmo sistema de radar de cabo de martelo único para formar o segmento de cabo de falha entre o transformador de isolamento e pode medir a distância do ponto de falha. O dispositivo utiliza a tecnologia de reflexão de arco digital e requer filtros de alta energia para a detecção. Em falhas ancestrais de sistemas complexos, as fábricas produzem sinais de interferência que são detectados por meio de interferências em alguns juntos e subjuntos de conexões em forma de estrela e, portanto, requerem maior energia para identificar a falha com rapidez e precisão. Linhas de alimentação e sistemas de rede complexos geralmente têm entradas e tubulações que podem acumular grandes quantidades de água e resultar em falhas de cabo. É difícil detectar pontos precisos de falha do flash causado pela água. Para detectar um raio, o nível de tensão ou a capacidade do gerador de pulso deve ser aumentada de modo a causar uma ruptura. A detecção de falhas de água em cabos de embalagem de chumbo (PILC) isolados por papel e em cabos de isolamento por extrusão requer uma energia de até 5400 J, o que é várias vezes maior do que a energia necessária para detectar falhas URN. Isso exige a instalação de filtros para proteger eficazmente o instrumento e o operador dos perigos de alta pressão.
Além dos dois dispositivos acima mencionados, o dispositivo de detecção atualmente avançado é o sistema de análise de falhas / cabos - BiddleDART-6000, que obteve resultados muito significativos na detecção de falhas de cabos. Este dispositivo pode ser aplicado a vários tipos de cabos, com alta eficiência na detecção de falhas e curto tempo de impacto. O BiddlDART-6000 utiliza análise de dados por computador e detecção por radar, utilizando métodos de detecção convencionais como TDR, reflexão de arco, choque (choque de corrente) e atenuação (choque de tensão). A tecnologia DART melhora a capacidade de detecção do método padrão de reflexão de arco congelando algumas trajetórias do TDR antes e durante o impacto, eliminando assim aqueles que não são relevantes e interferentes, deixando apenas reflexão do TDR causado por falha, simplificando o processo de julgamento do sinal do TDR.
Desde o seu lançamento, o DATR-6000 tem demonstrado desempenho técnico excepcional, com uma taxa de sucesso de 98% na detecção de falhas de isolamento por extrusão no solo e uma taxa de sucesso de mais de 70% na detecção de falhas de fios de alimentação de rede, fios de alimentação de distribuição, falhas de PILC e algumas falhas de água.
5 Conclusões
Com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia e os esforços incansáveis ​​dos técnicos na área de aplicações de detecção de falhas de cabos, a tecnologia de detecção de falhas de cabos continuará a evoluir, novos dispositivos de detecção continuarão a ser atualizados e substituídos, a eficiência e a precisão da detecção aumentarão gradualmente, o erro de detecção diminuirá e tenderá a zero, o dano ao cabo durante o processo de detecção diminuirá gradualmente e se aproximará de zero.