Localização de precisão de falha de cabo de 35 kV no condado de Suo Tibete Detecção de cabo de energia em ambiente frio de alta altitude

Localização precisa de falha em cabo fotovoltaico de 35kV no condado de Suo, Tibete — Estudo de caso de detecção de falha em cabo de energia em ambiente frio de alta altitude

Histórico do projeto

Em novembro de 2023, um cabo de alimentação de 35 kV em um parque fotovoltaico no condado de Suo, cidade de Naqu, Tibete, sofreu uma falha de aterramento, causando uma interrupção na seção entre a caixa combinadora nº 8 e o gabinete de distribuição, impactando diretamente a geração de energia conectada à rede do parque solar. O cabo, modelo YJV 3*240 classificado em 26/35 kV com comprimento total de 1.750 metros, foi enterrado diretamente ao longo de uma encosta de montanha, desde o gabinete de distribuição na base até o conjunto fotovoltaico no cume, com juntas intermediárias localizadas aproximadamente a cada 500 metros. No momento da falha, as temperaturas ambientes caíram para -8°C, e a altitude elevada, a baixa temperatura e o terreno complexo representaram desafios significativos para a localização da falha. O pessoal de manutenção no local realizou testes preliminares e descobriu que a resistência de isolamento da fase C era anormalmente baixa, mas a posição exata da falha não pôde ser determinada devido à cobertura diretamente enterrada.

Desafios de detecção de falhas

Este projeto de detecção de falhas em cabos apresentou múltiplas dificuldades técnicas:

• Ambiente extremo de alta altitude:O condado de Suo fica a mais de 4.000 metros acima do nível do mar. A baixa temperatura e a pressão atmosférica reduzida impuseram exigências rigorosas à estabilidade do equipamento e à operação do pessoal.
• Dificuldade de localização do cabo diretamente enterrado:A maioria das seções de cabos estava enterrada sob o solo da montanha, impossibilitando a inspeção visual. Os métodos tradicionais de solução de problemas seccionais eram extremamente ineficientes.
• Características de falha complexa:A falha foi um tipo de vazamento de isolamento principal causado por danos de força externa – e não uma falha totalmente metálica à terra. O sinal era relativamente fraco, exigindo alta sensibilidade do equipamento de detecção.
• Janela operacional apertada:A interrupção do parque fotovoltaico resultou em perda direta de receita, exigindo a localização mais rápida possível da falha para restaurar a operação da linha.

Solução

Para enfrentar esses desafios, o projeto implantou o conjunto completo de equipamentos de detecção de falhas de cabos da Xi'an Xuhui Power Technology Co., Ltd. (XZH TEST), executando um fluxo de trabalho padronizado de três etapas: diagnóstico de isolamento → pré-localização aproximada → identificação de precisão.

Esta solução completa abrange todo o fluxo de trabalho, desde o diagnóstico de falhas até a localização precisa. Todos os equipamentos apresentam design portátil, otimizado para operações em campo em grandes altitudes.

Processo de Implementação

Passo 1 — Teste de resistência de isolamento

O testador de isolamento digital XHMR-10kV foi usado na faixa de 5kV para medir a resistência de isolamento fase-terra de todas as três fases. A Fase A e a Fase B são lidas na faixa GΩ, indicando isolamento normal. A fase C mediu apenas 1,7MΩ na tensão de teste de 2.453V – confirmando-a como a fase com falha com características de vazamento de alta resistência.

Passo 2 — Confirmação da rota do cabo

A rota do cabo no local era claramente identificável desde o gabinete de distribuição na base da montanha ao longo da encosta até a caixa combinadora nº 8 no cume, eliminando a necessidade de rastreamento da rota do cabo e economizando um tempo valioso de preparação.

Etapa 3 — Impulso de alta tensão e pré-localização aproximada

O transformador de teste da caixa de controle XHYB-5-50 foi conectado a um capacitor de armazenamento de pulso de 40μF para aplicar alta tensão de impulso à fase C. A aproximadamente 23kV, o ponto de falha foi quebrado com sucesso, gerando sinais distintos de descarga de flashover. O localizador de falhas do cabo XHGG-502 capturou a forma de onda da falha usando o método de amostragem por flashover, estreitando a zona de falha para aproximadamente 100 metros da extremidade do cabo.

Passo 4 — Identificação de Precisão

A tensão foi ainda aumentada para 25kV para descarga de impulso cíclico sustentado. O localizador de falha de cabo digital XHDD-503 foi implantado dentro da zona pré-localizada usando tecnologia de localização síncrona acústico-magnética. A aproximadamente 100 metros da extremidade do cabo, o pinpointer recebeu sinais acústicos claros de descarga de falha e os dados de diferença de tempo acústico-magnético convergiram para um valor mínimo, confirmando a localização precisa da falha.

Passo 5 — Verificação da Escavação

Pessoal no local escavou no local determinado [a ser complementado: resultados específicos da escavação, morfologia dos danos nos cabos]. A causa da falha foi confirmada como dano por força externa ao isolamento principal, consistente com a conclusão do diagnóstico.

Resultados da aplicação

• Precisão de posicionamento:O ponto de falha foi localizado precisamente a aproximadamente 100 metros da extremidade do cabo com um erro inferior a 0,1 metros. Uma única escavação expôs o ponto de falha.
• Confiabilidade do Equipamento:O sistema de teste completo operou de forma estável durante todo o processo em altitudes acima de 4.000 metros e temperaturas de -8°C, com zero anomalias de desempenho.
• Eficiência de recuperação:Após a confirmação do ponto de falha, o cliente concluiu prontamente o reparo do cabo e restaurou o fornecimento de energia, minimizando as perdas de geração relacionadas a interrupções.

Valor do cliente

Esta detecção bem-sucedida de falhas em cabos no parque fotovoltaico do condado de Suo valida completamente a capacidade de campo dos sistemas de detecção de falhas em cabos XZH TEST em ambientes extremos:

• Adaptabilidade em alta altitude:O desempenho do equipamento permanece estável em condições de alta altitude e baixa temperatura, fornecendo suporte técnico confiável para operações e manutenção de energia no planalto Qinghai-Tibete e em ambientes similares de regiões frias.
• Cobertura completa do fluxo de trabalho:A solução completa, desde o diagnóstico de isolamento até a localização precisa, ajuda os clientes a eliminar o modelo ineficiente de coordenação de vários fornecedores, permitindo a localização centralizada de falhas em cabos subterrâneos.
• Custos de O&M reduzidos:A localização precisa reduz significativamente escavações e obras civis desnecessárias, demonstrando o valor do equipamento profissional de teste de cabos de energia em operações e manutenção de energia renovável.
• Confiabilidade aprimorada da fonte de alimentação:A redução da duração da interrupção e a rápida restauração da linha protegem a receita de geração do parque fotovoltaico.

Este estudo de caso é baseado em dados de teste de campo da falha no cabo de 35kV na Fazenda Fotovoltaica do Condado de Suo, cidade de Naqu, Tibete, registrados em 10 de novembro de 2023. Todo o equipamento de detecção foi fornecido pela Xi'an Xuhui Power Technology Co., Ltd.