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Detección de fallas en la cubierta exterior del cable de 110 kV: estudio de caso de ubicación de precisión de Xi'an Yanliang

Antecedentes del proyecto

El 25 de noviembre de 2023, un cable de alimentación de alto voltaje de 110 kV en Xi'an Yanliang experimentó una falla en el aislamiento de la cubierta exterior. El cable, con una longitud total de 1.000 metros, se instaló en forma de trébol dentro de una zanja para cables, con el cable de salida de la funda exterior en un extremo en una torre de transmisión y el otro extremo dentro de una caja de unión cruzada en la marca de 1.000 metros. Se ubicó una junta recta aproximadamente en el punto de 500 metros. La ruta del cable era claramente identificable dentro de la zanja, pero la posición de la falla de la cubierta exterior seguía siendo desconocida.

Desafíos de detección de fallas

• Especificidad de falla de la funda exterior:A diferencia de las fallas de conductores, las fallas de la cubierta exterior involucran capas de aislamiento no metálicas. Las señales de detección son significativamente más débiles, lo que requiere puentes especializados y equipos de prueba de alto voltaje.
• Se requiere intento de múltiples métodos:Las pruebas iniciales con el localizador de fallas en la cubierta del cable 523L utilizando el método de corriente y el método de voltaje escalonado no lograron localizar el punto de falla, lo que demuestra el desafío de la detección de fallas en la cubierta exterior en condiciones de campo complejas.
• Interferencia cruzada:El sistema de cable incluía una caja de conexión cruzada en el otro extremo, lo que introduce una complejidad adicional al circuito de medición.

Solución

XZH TEST implementó un sistema integral de detección de fallas en la cubierta exterior del cable que combina múltiples tecnologías complementarias:

Proceso de implementación

Paso 1: Prueba de resistencia del aislamiento

Utilizando el probador de aislamiento digital XHMR-10kV en el rango de 2,5 kV, los cables de salida blindados trifásicos se midieron individualmente. La resistencia blindada a tierra de la fase C midió solo 0,02 MΩ, lo que identifica claramente la fase con falla con una degradación severa del aislamiento de la cubierta exterior.

Paso 2: Confirmación de ruta

La ruta del cable era claramente visible dentro de la trinchera, dispuesta en forma de trébol. No se requirió ningún seguimiento de ruta adicional.

Paso 3: intento inicial de localización de la falla

El localizador de fallas en la cubierta del cable XHHD523L se implementó por primera vez utilizando el método de inyección de corriente y el método de voltaje escalonado. Sin embargo, ninguno de los métodos identificó con éxito la posición de la falla debido a las características específicas de la falla de la cubierta exterior y las condiciones del sitio.

Paso 4: Ubicación de la falla de alto voltaje

Luego se implementó el generador de sobretensiones de alto voltaje XHHV515-8. Al aplicar impulsos controlados de alto voltaje a la cubierta exterior, se logró descomponer el punto de falla, generando señales de descarga detectables. La falla se localizó aproximadamente a 350 metros del punto de inicio del cable.

Paso 5: Verificación previa a la ubicación del puente

Se utilizó el localizador de puentes de fallas de cables XHHG521B para la verificación cruzada. La medición desde el extremo inicial indicó aproximadamente 940 metros, mientras que la medición del extremo opuesto indicó aproximadamente 160 metros. Esto confirmó la consistencia de la zona de falla. [Nota: el personal de pruebas observó que las mediciones de puentes en extensiones de cables de salida pueden introducir errores significativos.]

Paso 6: reparación y prueba de resistencia

Después de la reparación del punto de falla, se utilizó el XHHD523L para realizar una prueba de tensión soportada de CC en la cubierta exterior. La prueba pasó con éxito, confirmando la integridad de la reparación.

Resultados de la aplicación

• Ubicación de la falla confirmada:La falla de la vaina exterior se ubicó con precisión a aproximadamente 350 metros del extremo inicial en un cable de 110 kV de 1.000 metros.
• Éxito del enfoque multimétodo:Cuando el método de corriente y el método de voltaje escalonado del 523L resultaron ineficaces, el enfoque de alto voltaje del 515-8 localizó con éxito la falla, demostrando el valor de un juego de herramientas de diagnóstico de múltiples instrumentos.
• Precisión de verificación cruzada:Las mediciones del puente 521B desde ambos extremos proporcionaron una confirmación consistente de la zona de falla.
• Validación de reparación exitosa:Las pruebas de resistencia posteriores a la reparación con el 523L confirmaron que el aislamiento de la funda exterior se restableció por completo.

Valor para el cliente

Este caso de detección de fallas en la cubierta exterior de un cable de 110 kV en Xi'an Yanliang demuestra la importancia crítica de una cartera integral de equipos de prueba de cables con múltiples métodos:

• Capacidad de diagnóstico redundante:Cuando un método encuentra limitaciones en el campo, enfoques alternativos dentro del mismo conjunto de herramientas pueden resolver exitosamente la falla, eliminando la necesidad de abastecimiento de equipos externos y minimizando la duración de la interrupción.
• Solución completa de prueba de funda exterior:Desde el diagnóstico de aislamiento (XHMR-10kV) hasta la localización de fallas (XHHV515-8, XHHD523L) hasta la verificación de puentes (XHHG521B) y la prueba de resistencia final, el equipo XZH TEST cubre todo el flujo de trabajo de detección de fallas de la cubierta exterior.
• Fiabilidad probada en el campo:Todos los instrumentos funcionaron de manera confiable en condiciones reales de prueba de cables de 110 kV, lo que confirma su idoneidad para aplicaciones de servicios públicos exigentes.

Este estudio de caso se basa en datos de pruebas de campo registrados el 25 de noviembre de 2023 en Xi'an Yanliang. Todo el equipo de detección fue proporcionado por Xi'an Xuhui Power Technology Co., Ltd.