2025-08-26
[요약] 전력 케이블은 기계에 설치되든 지하에 매설되든 장기간 사용 후 불가피하게 고장이 발생하여 시민과 기업의 생활을 방해합니다. 심각한 고장은 심각한 화재와 사상자를 초래할 수도 있습니다.
전력 케이블은 기계에 설치되든 지하에 매설되든 장기간 사용 후 불가피하게 고장이 발생하여 시민과 기업의 생활을 방해합니다. 심각한 고장은 심각한 화재와 사상자를 초래할 수도 있습니다. 매설된 전력 케이블은 은폐성이 높아 고장 감지 및 정확한 위치 파악이 어려워 케이블 유지보수를 방해합니다. 도시 지역에서 전력 케이블의 중요한 역할과 고유한 특성을 고려할 때, 전력 케이블 진단 테스트 기술은 업계 관계자들의 상당한 관심을 받아왔습니다. 1. 전력 케이블 진단 테스트 기술 개요
1.1 기존 테스트 기술
DC 중첩법, DC 성분법, TGδ 유전 손실법은 모두 일반적으로 사용되는 기존 전력 케이블 테스트 방법입니다. 그들의 적용 가치를 완전히 부정할 수는 없으며 전력 고장 진단에 대한 참고 자료를 제공하지만, 이러한 기존 기술은 궁극적으로 초고압 전력 케이블의 테스트 및 진단에 적합하지 않아 적용 범위를 크게 제한합니다.
1.2 새로운 테스트 기술
① 케이블 접속부 테스트 기술
운전 중인 전력 케이블의 고장 통계 조사에 따르면, 케이블 고장의 90% 이상이 케이블 접속부에서 발생합니다. 운전 중인 전력 케이블의 과부하 및 접촉 저항은 접속부 온도를 상승시켜 급격한 노화 및 고장을 유발할 수 있습니다. 케이블 접속부 테스트 기술을 사용하여 접속부 온도를 측정하고 실시간 접속부 온도 데이터를 기반으로 분석하면 전력 케이블의 작동 상태에 대한 보다 포괄적인 이해를 제공하여 고장 가능성을 줄이기 위한 사전 예방 조치를 가능하게 합니다.
② 초고주파 테스트 기술
전력 케이블에서 국부적인 방전 펄스 주파수가 높게 발생하면, 해당 국부적인 방전 신호를 포착하기 위해 테스트 도구의 샘플링 주파수를 높여 외부 노이즈 오염을 최소화해야 합니다. 초고주파 감지 기술은 광대역 부분 방전 센서와 전자기 결합 방식을 사용하여 10kHz ~ 28MHz 주파수 범위에서 부분 방전 현상을 감지하며 만족스러운 감지 결과를 얻습니다.
③ 전자기 결합 기술
이 기술은 가교 폴리에틸렌 전력 케이블의 접지선의 부분 방전 전류 신호를 측정 루프와 전자기 결합선을 통해 위에 언급된 두 라인과 연결합니다. 이는 국부 신호를 증폭하고 노이즈 간섭을 제어합니다.
2. 전력 케이블 진단 테스트 기술의 개발 및 적용
2.1 온라인 감지 기술
① 웨이블릿 변환: 이 기술은 필터 사용이 필요합니다. 일부 연구에서는 고장 거리 측정에 대한 두 가지 방법, 즉 단일 종단 감지 및 이중 종단 동기 감지를 제안했습니다. 다른 연구에서는 웨이블릿 변환을 사용하여 단일 종단 진행파 측정을 수행하여 진행파 전파 속도와 도착 시간 사이의 선택 문제를 해결했습니다. 광범위한 실제 경험을 통해 이 단일 종단 진행파 측정 기술의 정확성이 고장 지점에서의 정확한 고장 위치 지정 기준을 완전히 충족한다는 것이 확인되었습니다. 다른 연구에서는 온라인 케이블 고장 모니터링 및 정확한 케이블 거리 측정 방법을 탐구하고 웨이블릿 변환 기술을 사용한 케이블 고장 거리 측정에 대해 연구했습니다.
② 실시간 전문가 시스템: 이 기술은 네트워크 원격 서비스를 기반으로 개발되어 케이블 고장 위치를 해결합니다. 연구에 따르면 릴레이 보호를 기반으로 하는 전문가 시스템은 C 언어 통합 진단을 통해 전력 케이블의 고장 유형 및 전류 RMS를 식별하여 궁극적으로 고장 위치를 정확히 찾아낼 수 있습니다.
③ 인과 네트워크: 인과 네트워크는 증상, 초기 원인, 상태 및 가설의 노드로 구성됩니다. 증상 노드는 회로 차단기 트립을 나타내는 보호 동작과 같은 상태 노드의 증상을 나타냅니다. 초기 원인은 케이블 고장의 초기 원인을 나타냅니다. 상태 노드는 회로 차단기 고장과 같은 특정 도메인의 상태를 나타냅니다. 가설은 연구 시스템에 대한 진단 가설을 나타냅니다. 일부 연구자들은 인과 네트워크를 확장하여 알람 정보에 대한 시간적 제약의 개념을 활용하여 새로운 시간적 인과 네트워크를 구축하고 이 네트워크를 기반으로 전력 케이블 고장 진단 기술을 개발했습니다.
2.2 오프라인 감지 기술
① 저전압 펄스 방식: 저전압 펄스 신호가 테스트 단자를 통해 케이블에 입력됩니다. 계측기는 전송된 펄스와 고장 지점에서 수신된 반사 펄스 간의 시간 차이 (Δt (μs))를 기록한 다음 고장 거리를 계산합니다. 전력 케이블에서 신호 전파 속도가 v (m/μs)인 경우 케이블 고장 거리 l = v × Δt/2 입니다.
② 펄스 전압 방식: 이 방식은 고장 지점에서 방전에 의해 생성된 펄스 신호를 수신합니다. 고전압 장비를 사용하여 케이블의 고장 지점에서 방전을 일으켜 펄스 신호를 생성합니다. 그런 다음 계측기는 테스트 단자에서 고장 지점으로부터의 방전 신호를 수신하고 신호 수신에 걸리는 시간을 기준으로 고장 지점까지의 거리를 계산합니다. 그러나 이 방법은 고전압 섹션과 테스터 간의 전기적 연결을 완전히 격리하지 않기 때문에 안전 위험을 초래할 수 있습니다.
③ 펄스 전류 방식: 이 방식은 펄스 전압 방식과 유사하게 작동하지만 전류 결합기를 사용하여 고전압 섹션을 완전히 격리하여 안전을 보장합니다.
④ 2차 펄스 방식: 이는 고도로 발전된 고장 거리 측정 방식입니다. 기술적 원리는 고장 케이블에 고전압을 가하여 고전압 아크를 생성하는 것입니다. 이는 저저항 단락을 생성하며, 이를 저전압 펄스 방식으로 감지할 수 있습니다.
2.3 전력 케이블 고장 위치 기술
고장 케이블의 경로와 거리가 측정되면 고장 지점의 대략적인 위치를 확인할 수 있습니다. 그러나 보다 정확한 고장 위치 지정을 위해서는 고장 위치 지정 기술이 필요합니다. ① 음향 감지 기술: 방전 장치를 사용하여 고장 지점에서 진동을 생성합니다. 진동이 지면에 도달하면 진동 픽업을 사용하여 고장 지점으로부터의 음향 신호를 수신하여 고장의 특정 위치를 확인할 수 있습니다. 음향 감지 기술은 고전압 펄스 신호가 고장 지점에서 방전 소리를 생성하는 모든 케이블 고장 감지에 사용할 수 있습니다.
② 음향-자기 동기화 기술: 고장 지점에서 방전은 음향파와 전자기파를 동시에 생성하여 정확한 고장 위치 지정을 가능하게 합니다. 고전압 펄스 신호가 고장 케이블에 적용됩니다. 방전 중에는 음향 신호와 펄스 자기장 신호가 고장 지점에서 모두 생성되지만 이러한 신호는 서로 다른 속도로 전파됩니다. 최소 전파 시간 차이를 사용하여 고장 지점을 찾습니다.
