حل استشعار عزل كابلات الجهد المتوسط وتحديد موقع العطل

خلاصة في جملة واحدة

ينشر هذا الحل جهاز تحديد موقع العطل الموزع للكابلات في وحدات الشبكة الحلقية/المحطات الفرعية (يدعم ما يصل إلى 6 دوائر كابل). بناءً على طريقة فرق زمن الموجة المتنقلة بين الطرفين، يحقق دقة تحديد موقع تبلغ ±(0.5% × L + 5) متر، ودقة اختيار خط العطل أكبر من 90%، ومعدل نجاح تشخيص لا يقل عن 95%. يعتمد الملف المرن تصميمًا بتركيب سريع للتركيب تحت الجهد، مما يتيح الكشف المتكامل عن تحذيرات تفريغ مخاطر العزل وتحديد موقع العطل بدقة.

أولاً: التحديات الرئيسية في القطاع

1. تكون أعطال الكابلات تحت الأرض خفية، وتتضمن العملية التقليدية للاختبار التقريبي متبوعًا بالاختبار الدقيق خطوات عديدة وتستغرق وقتًا طويلاً، مما يجعل من الصعب تحديد موقع نقطة العطل.
2. تفتقر معدات تحويل الشبكة الحلقية إلى قدرات اختيار الخط وتحديد موقع القسم عبر الإنترنت لدوائر متعددة، مما يجعل من الصعب عزل منطقة التأثير في حالة حدوث عطل في دائرة واحدة.
3. لا يمكن اكتشاف عيوب عزل الكابلات التي تسبب التفريغ مسبقًا، وتراكم هذه العيوب يمكن أن يؤدي في النهاية إلى انقطاع التيار الكهربائي.

ثانيًا: بنية الحل والمبادئ التقنية

طرفية المراقبة (تُثبت داخل خزانة اللوحة، وتتميز بوحدة المعالجة المركزية، واكتساب البيانات عالي السرعة، والاتصالات، والساعة، ووحدات الطاقة) + مستشعر تيار الموجة المتنقلة بتردد القدرة (ملف مرن، تركيب سريع على أجسام الأطوار A/B/C عند رأس نهاية الكابل، مما يتيح التركيب تحت الجهد دون إتلاف الكابل) + خدمة قائمة على السحابة.

• تحديد موقع فرق زمن الموجة المتنقلة بين الطرفين: تنتشر الموجة المتنقلة الناتجة عن العطل نحو كلا الطرفين بسرعة ثابتة. تُحسب المسافات من الطرفين على النحو التالي: L₁ = (L + (t₁ - t₂) · V) / 2 و L₂ = (L - (t₁ - t₂) · V) / 2. بالنظر إلى طول مقطع خط النقل L وسرعة الموجة V، يمكن تحديد موقع العطل باستخدام فرق الزمن المقاس عند الطرفين.
• معايرة سرعة الموجة: بالنسبة للأعطال التي تحدث خارج المنطقة المحددة، تُحسب سرعة الموجة بأثر رجعي باستخدام الموجات المتنقلة ثنائية الاتجاه للقضاء على أخطاء سرعة الموجة.
• استشعار حالة العزل: الجمع بين اكتساب إشارة الموجة المتنقلة وفصل المصدر لتحقيق الإنذار المبكر بعيوب العزل وتحديد موقع العطل بدقة في الكابلات.
• يتم دمج مكون الاستشعار في تصميم مضغوط من نوع البطاقات مصنوع من البلاستيك الهندسي المقاوم للماء والتآكل، دون التسبب في أي ضرر مادي للكابل. يتم توصيل طرفية المراقبة في وضع التجاوز، لذا فإن العطل في نقطة واحدة لن يؤثر على الدائرة الرئيسية.

ثالثًا: المؤشرات التقنية الأساسية

رابعاً: نقاط التنفيذ الرئيسية

1. يُثبّت المستشعر على رؤوس أطراف الكابلات للأطوار A و B و C، مما يدعم التركيب تحت الجهد دون تعديل الدائرة الأولية.
2. معايرة سرعة الموجة مقابل طول الخط في الموقع (الحساب العكسي لسرعة الموجة للأعطال خارج القسم) لضمان تحديد موقع العطل بدقة؛
3. بالاشتراك مع DTU: من خلال دمج ثلاث إشارات — حالة الاستقرار، والحالة العابرة، والموجات المسافرة عالية التردد — يمكننا تعويض القصور الوحيد في قدرة DTU على اكتشاف حالة الاستقرار، وبالتالي تعزيز التطبيق العملي لأتمتة التوزيع.
4. القبول: يجب حساب دقة تحديد الموقع بناءً على المسافة الفعلية L، مع نطاق خطأ مسموح به؛ ويجب تحديد دقة اختيار الخط من خلال الإحصاءات العينية (>90%).

خامساً: القيمة التطبيقية

الأسئلة الشائعة

س1: كيف ينبغي تفسير دقة تحديد الموقع ±(0.5% × L + 5) متر؟

الخطأ يتناسب طردياً مع طول مقطع المراقبة L (0.5% × L) مضافاً إليه 5 أمتار ثابتة: بالنسبة لمقطع طوله 1 كم، يكون الخطأ المسموح به ±10 أمتار؛ وبالنسبة لمقطع طوله 2 كم، يكون ±15 متراً. تعتمد الدقة على طول المقطع، ومعايرة سرعة الموجة، ودقة ساعة نظام التموضع العالمي (<30 نانوثانية).

س2: هل يمكن تركيبه دون انقطاع إمدادات الطاقة؟

نعم، يتميز مستشعر تيار الموجة المتنقلة بتردد الشبكة بتصميم ملف مرن قابل للتركيب بالنقر، ويمكن تركيبه تحت الجهد على جسم أطراف الكابل ثلاثي الطور دون تعديل الدائرة الأولية أو التسبب في أي ضرر مادي للكابل.

س3: ما هي العلاقة مع DTU؟

علاقة تكاملية وليست استبدالية: في حين تعتمد وحدات DTU بشكل أساسي على الكشف عن الحالة المستقرة، يكملها هذا الجهاز بإشارات الموجة المتنقلة العابرة وعالية التردد، مما يدعم الترقية الذكية لوحدات DTU ويعزز الجدوى العملية لأتمتة التوزيع.