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Detecção de Falha em Cabo de Estação Fotovoltaica de 800V — Pré-localização de Curto-Circuito na Fase B do YJLV 3×120 na Usina Solar de QinYuan

2026-07-23

Último caso da empresa sobre Detecção de Falha em Cabo de Estação Fotovoltaica de 800V — Pré-localização de Curto-Circuito na Fase B do YJLV 3×120 na Usina Solar de QinYuan
800V PV Estação Cabo Detecção de Falhas — Usina Solar QinYuan, Tongchuan

Projeto: Detecção de Falha de Cabo de Baixa Tensão 800V da Usina Fotovoltaica QinYuan, Tongchuan Huangbao Town

Pessoal de Teste: Ge Haojie, Qiao Yifan, Gao Fei | Data: 9-10 de junho de 2026

1. Contexto do Projeto

A Usina Fotovoltaica QinYuan em Huangbao Town, Tongchuan, sofreu uma interrupção operacional em um de seus cabos coletores de baixa tensão de 800V que conectam um transformador aos inversores do arranjo fotovoltaico. A equipe de engenharia do local solicitou serviços profissionais de detecção de falhas em cabos para localizar e identificar a falha, permitindo escavação e reparo direcionados com impacto mínimo na geração de energia.

Parâmetro do Local Detalhes
Tipo de Cabo YJLV-3×120 (Condutor de alumínio, isolado em XLPE, revestido em PVC)
Comprimento do Cabo Aproximadamente 260 metros
Tensão de Operação 800V CC / CA de baixa tensão
Roteamento Transformador → caminho enterrado → inversores do arranjo fotovoltaico; cabos intactos, aterramento da blindagem corretamente realizado
Condições do Local Inversores próximos operando continuamente, gerando forte interferência eletromagnética

2. Diagnóstico de Falha — Teste de Isolamento

Medições iniciais de resistência de isolamento foram realizadas usando um megôhmetro de 1000V entre as três fases (A, B, C) em referência à blindagem do cabo:

Ponto de Teste Resultado
Fase A para Blindagem >1 GΩ — saudável, nenhuma degradação de isolamento detectada
Fase B para Blindagem 0 Ω — curto-circuito direto confirmado; multímetro digital mediu 24Ω na faixa de resistência, modo de continuidade indicou condução
Fase C para Blindagem >1 GΩ — saudável, nenhuma degradação de isolamento detectada

Natureza da Falha Confirmada: Curto-circuito monofásico (fase B) de baixa resistência para a blindagem do cabo. O valor de resistência de 24Ω classificou isso como uma falha de baixa resistência em vez de um curto-circuito total, o que mais tarde se provaria significativo para a dificuldade de localização acústica.


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Testando do lado do transformador, a distância da falha do cabo é de aproximadamente 185 metros.
3. Pré-localização de Falha — Método de Onda de Pulso de Baixa Tensão

A pré-localização da distância da falha foi realizada usando o método de reflexão de pulso de baixa tensão (TDR). Um pulso de baixa tensão foi injetado no condutor da fase B de ambas as extremidades do cabo para validar cruzadamente a medição da distância da falha:

Direção do Teste Distância Medida até a Falha
Do Lado do Transformador (gabinete de distribuição de baixa tensão) 185 metros
Do Lado do Inversor Fotovoltaico (verificação reversa) 85 metros
Comprimento Total do Cabo (verificado) 260 metros (185m + 85m ≈ 260m — validação cruzada consistente)

A forma de onda do pulso de baixa tensão exibiu claramente o ponto de reflexão da falha, com a forma de onda do comprimento total do cabo confirmando a distância total de 260m. As medições bidirecionais produziram resultados consistentes: 185m do lado do transformador e 85m do lado do inversor, com as distâncias combinadas correspondendo ao comprimento conhecido do cabo — confirmando a precisão da pré-localização.


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4. Localização Precisa da Falha — Desafios e Soluções 4.1 Abordagem Inicial: Descarga de Impulso de Alta Tensão

A localização precisa da falha foi tentada usando o gerador de pulso de alta tensão XHHV515-8L em conjunto com uma caixa de controle operacional e transformador de teste. Com base nos resultados da pré-localização, a falha estava a aproximadamente 85m da extremidade do inversor. No entanto, várias condições de campo complicaram o processo de localização acústico-magnética:

  • Comportamento de Falha de Baixa Resistência: A falha de 24Ω apresentou baixa impedância, resultando em sinais acústicos de descarga fracos no ponto de falha — a energia do arco dissipada através do caminho de baixa resistência produziu saída acústica insuficiente para detecção superficial confiável
  • Múltiplos Pontos de Descarga na Blindagem: A blindagem do cabo apresentou atividade de descarga em vários locais ao longo do percurso, criando indicações acústicas falsas que poderiam induzir o operador de localização em erro
  • Operação Contínua dos Inversores: Inversores próximos permaneceram em operação durante todo o teste, gerando forte interferência de campo eletromagnético que degradou o componente magnético do método de sincronização acústico-magnética
4.2 Abordagem Alternativa: Método de Frequência de Áudio do Localizador de Tubulações 507

Dadas as limitações do método acústico-magnético sob as condições do local, a equipe implantou o localizador de tubulações e cabos XHHV507 no modo de frequência de áudio como uma técnica de localização alternativa:

  • O receptor 507 rastreou o percurso do cabo da extremidade do inversor em direção à extremidade do transformador, monitorando a amplitude do sinal de áudio ao longo do percurso
  • A aproximadamente 85m do inversor — consistente com o resultado da pré-localização TDR — foi observada uma atenuação significativa do sinal e um padrão característico de distorção, indicando a localização da falha
  • O método de frequência de áudio provou ser mais resistente à interferência eletromagnética dos inversores do que o método acústico-magnético, pois o receptor de áudio de banda estreita filtrava o ruído de eletrônica de potência de banda larga

5. Equipamentos Implantados
Instrumento Função no Processo de Detecção de Falhas
Localizador de Falhas em Cabos XHGG502 (TDR) Pré-localização de pulso de baixa tensão — medição do comprimento do cabo e determinação da distância da falha
Série 503 / 503C / 503E Pré-localização suplementar de falhas e análise de forma de onda
Localizador de Tubulações e Cabos XHGX507 Rastreamento de cabos por frequência de áudio e identificação do ponto de falha sob condições de interferência de inversor
Gerador de Pulso de Alta Tensão XHHV515-8L Descarga de impulso de alta tensão para localização acústico-magnética de falhas
Caixa de Operação + Transformador de Teste (5/50) Fonte de alimentação de alta tensão e controle para o sistema de descarga de impulso
Capacitor de Armazenamento de Energia de Pulso (40/6) Armazenamento de energia para descarga de impulso de alta tensão
Medidor de Resistência de Isolamento 515-8L Avaliação pré-teste de isolamento do cabo (faixa de megôhmetro de 1000V)
Multímetro Digital Medição de resistência e verificação de continuidade (confirmação de falha de 24Ω)

6. Resultados e Recomendações
Achado Detalhe
Tipo de Falha Curto-circuito de baixa resistência da fase B para a blindagem do cabo (24Ω)
Localização da Falha 85m da extremidade do inversor fotovoltaico / 185m da extremidade do transformador — confirmado por TDR bidirecional e rastreamento por frequência de áudio
Causa Provável Dano de isolamento em um único ponto no condutor da fase B, provavelmente devido a estresse mecânico externo ou defeito de fabricação manifestado sob ciclagem térmica durante a operação da estação
Ação de Reparo Escavar no local identificado (85m da extremidade do inversor), expor o cabo, cortar a seção danificada, instalar emenda de cabo em linha com restauração adequada do isolamento e reaterramento da blindagem

7. Lições Aprendidas Operacionais
  • Localização Precisa de Falhas de Baixa Resistência: Falhas na faixa de 20-30Ω produzem assinaturas acústicas fracas durante a descarga de impulso. Quando a localização acústico-magnética é comprometida, a injeção de frequência de áudio via localizador de tubulações/cabos fornece uma alternativa viável mais tolerante a EMI de equipamentos operacionais próximos
  • Verificação TDR Bidirecional: Medir de ambas as extremidades do cabo e validar cruzadamente as distâncias combinadas contra o comprimento conhecido do cabo é uma etapa crítica de CQ — a correspondência de 185m + 85m = 260m forneceu alta confiança no resultado da pré-localização antes de se comprometer com a escavação
  • Restrições Operacionais de Usinas Fotovoltaicas: Ao contrário de subestações de concessionárias onde os circuitos podem ser totalmente desenergizados, a detecção de falhas em cabos de usinas fotovoltaicas geralmente prossegue com inversores adjacentes online. As equipes de teste devem antecipar EMI e preparar métodos de localização alternativos — neste caso, o receptor de frequência de áudio 507 forneceu a medição decisiva
  • Sinergia de Múltiplos Instrumentos: A combinação de pré-localização TDR (502), descarga de impulso (518-8L) e rastreamento por frequência de áudio (507) formou um conjunto de ferramentas complementar — cada instrumento compensou as limitações dos outros sob condições de campo desafiadoras