แนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีการวินิจฉัยและทดสอบสายไฟ

[บทสรุป] สายไฟ ไม่ว่าจะติดตั้งบนเครื่องจักรหรือฝังดิน ล้วนต้องเผชิญกับความเสียหายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้หลังจากการใช้งานเป็นเวลานาน ซึ่งส่งผลกระทบต่อชีวิตของประชาชนและธุรกิจ ความเสียหายร้ายแรงอาจทำให้เกิดเพลิงไหม้และผู้บาดเจ็บล้มตายได้ สายไฟใต้ดินถูกซ่อนไว้ ทำให้ตรวจจับและระบุตำแหน่งความผิดพลาดได้ยาก ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการบำรุงรักษาสายเคเบิล ด้วยบทบาทสำคัญของสายไฟในเขตเมืองและลักษณะเฉพาะของสายเคเบิล เทคโนโลยีการทดสอบวินิจฉัยสายไฟจึงได้รับความสนใจอย่างมากจากผู้คนในวงการ 1. ภาพรวมของเทคโนโลยีการทดสอบวินิจฉัยสายไฟ

1.1 เทคโนโลยีการทดสอบแบบดั้งเดิม
วิธีการซ้อนทับ DC, วิธีการส่วนประกอบ DC และวิธี TGδ dielectric loss ล้วนเป็นวิธีการทดสอบสายไฟแบบดั้งเดิมที่ใช้กันทั่วไป แม้ว่าคุณค่าการใช้งานของวิธีการเหล่านี้จะไม่สามารถปฏิเสธได้อย่างสิ้นเชิง และวิธีการเหล่านี้ให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับการวินิจฉัยความผิดพลาดของสายไฟได้ แต่เทคโนโลยีแบบดั้งเดิมเหล่านี้ไม่เหมาะสำหรับการทดสอบและวินิจฉัยสายไฟแรงดันสูงพิเศษ ซึ่งจำกัดขอบเขตการใช้งานอย่างมาก
1.2 เทคโนโลยีการทดสอบใหม่
① เทคโนโลยีการทดสอบข้อต่อสายเคเบิล
การสำรวจทางสถิติเกี่ยวกับความเสียหายของสายไฟที่ใช้งานพบว่า ความเสียหายของสายเคเบิลมากกว่า 90% เกิดขึ้นที่ข้อต่อสายเคเบิล การโอเวอร์โหลดและความต้านทานสัมผัสในสายไฟที่ใช้งานอาจทำให้ อุณหภูมิข้อต่อสูงขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วและความเสียหาย การใช้เทคโนโลยีการทดสอบข้อต่อสายเคเบิลเพื่อวัดอุณหภูมิข้อต่อและวิเคราะห์ตามข้อมูลอุณหภูมิข้อต่อแบบเรียลไทม์ ทำให้เข้าใจสถานะการทำงานของสายไฟได้ครอบคลุมมากขึ้น ช่วยให้สามารถใช้มาตรการป้องกันเชิงรุกเพื่อลดโอกาสที่จะเกิดความเสียหาย
② เทคโนโลยีการทดสอบความถี่สูงพิเศษ
หากสายไฟมีคลื่นพัลส์ปล่อยประจุเฉพาะที่ความถี่สูง การจับสัญญาณการปล่อยประจุเฉพาะที่นั้นต้องเพิ่มความถี่ในการสุ่มตัวอย่างของเครื่องมือทดสอบเพื่อลดการปนเปื้อนของสัญญาณรบกวนภายนอก เทคโนโลยีการตรวจจับความถี่สูงพิเศษใช้เซ็นเซอร์การปล่อยประจุบางส่วนแบบบรอดแบนด์และวิธีการเชื่อมต่อแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อตรวจจับปรากฏการณ์การปล่อยประจุบางส่วนในช่วงความถี่ 10 kHz ถึง 28 MHz โดยมีผลการตรวจจับที่น่าพอใจ
③ เทคโนโลยีการเชื่อมต่อแม่เหล็กไฟฟ้า
เทคโนโลยีนี้เชื่อมต่อสัญญาณกระแสการปล่อยประจุบางส่วนของสายดินของสายไฟโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวางกับสองสายที่กล่าวมาข้างต้นผ่านการทำงานร่วมกันของวงจรวัดและสายเชื่อมต่อแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งจะขยายสัญญาณในพื้นที่และควบคุมสัญญาณรบกวน
2. การพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทดสอบวินิจฉัยสายไฟ
2.1 เทคโนโลยีการตรวจจับออนไลน์
① Wavelet Transform: เทคโนโลยีนี้ต้องใช้ตัวกรอง การศึกษาบางชิ้นได้เสนอสองวิธีสำหรับการวัดระยะทางความผิดพลาด—การตรวจจับแบบปลายเดียวและการตรวจจับแบบซิงโครนัสแบบสองปลาย การศึกษาอื่นๆ ได้ใช้ wavelet transforms สำหรับการวัดระยะทางคลื่นเดินทางแบบปลายเดียว ซึ่งแก้ไขปัญหาการเลือกระหว่างความเร็วในการแพร่กระจายของคลื่นเดินทางและเวลาที่มาถึง ประสบการณ์จริงที่กว้างขวางได้ยืนยันว่าความแม่นยำของเทคโนโลยีการวัดระยะทางคลื่นเดินทางแบบปลายเดียวนี้เป็นไปตามมาตรฐานสำหรับการระบุตำแหน่งความผิดพลาดที่แม่นยำ ณ จุดที่เกิดความผิดพลาด การศึกษาอื่นๆ ได้สำรวจการตรวจสอบความผิดพลาดของสายเคเบิลออนไลน์และวิธีการวัดระยะทางสายเคเบิลที่แม่นยำ และได้เจาะลึกการวัดระยะทางความผิดพลาดของสายเคเบิลโดยใช้เทคโนโลยี wavelet transform ② ระบบผู้เชี่ยวชาญแบบเรียลไทม์: เทคโนโลยีนี้พัฒนาขึ้นโดยอิงจากบริการระยะไกลของเครือข่าย ซึ่งแก้ไขปัญหาการระบุตำแหน่งความผิดพลาดของสายเคเบิล การวิจัยระบุว่าระบบผู้เชี่ยวชาญที่อิงจากการป้องกันรีเลย์สามารถระบุประเภทความผิดพลาดและ RMS ของกระแสไฟฟ้าของสายไฟผ่านการวินิจฉัยแบบบูรณาการภาษา C ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะระบุตำแหน่งความผิดพลาด
③ เครือข่ายเชิงสาเหตุ: เครือข่ายเชิงสาเหตุประกอบด้วยโหนด: อาการ สาเหตุเริ่มต้น สถานะ และสมมติฐาน โหนดอาการแสดงถึงอาการของโหนดสถานะ เช่น การดำเนินการป้องกันที่บ่งบอกถึงการสะดุดของเบรกเกอร์ สาเหตุเริ่มต้นแสดงถึงสาเหตุเริ่มต้นของความผิดพลาดของสายเคเบิล โหนดสถานะแสดงถึงสถานะของโดเมนเฉพาะ เช่น ความผิดพลาดของเบรกเกอร์ และสมมติฐานแสดงถึงสมมติฐานการวินิจฉัยสำหรับระบบวิจัย นักวิจัยบางคนได้ขยายเครือข่ายเชิงสาเหตุ โดยใช้แนวคิดของข้อจำกัดเชิงเวลาเกี่ยวกับข้อมูลการเตือนภัยเพื่อสร้างเครือข่ายเชิงสาเหตุเชิงเวลาใหม่ และได้พัฒนาเทคโนโลยีการวินิจฉัยความผิดพลาดของสายไฟโดยอิงจากเครือข่ายนี้
2.2 เทคนิคการตรวจจับแบบออฟไลน์
① วิธีพัลส์แรงดันต่ำ: สัญญาณพัลส์แรงดันต่ำถูกป้อนเข้าสู่สายเคเบิลผ่านขั้วทดสอบ เครื่องมือจะบันทึกความแตกต่างของเวลา (Δt (μs)) ระหว่างพัลส์ที่ส่งและพัลส์สะท้อนที่ได้รับ ณ จุดที่เกิดความผิดพลาด จากนั้นคำนวณระยะทางความผิดพลาด หากความเร็วในการแพร่กระจายของสัญญาณในสายไฟคือ v (m/μs) ระยะทางความผิดพลาดของสายเคเบิล l = v × Δt/2
② วิธีพัลส์แรงดันไฟฟ้า: วิธีนี้รับสัญญาณพัลส์ที่สร้างขึ้นจากการปล่อยประจุ ณ จุดที่เกิดความผิดพลาด อุปกรณ์แรงดันสูงใช้เพื่อทำให้เกิดการปล่อยประจุ ณ จุดที่เกิดความผิดพลาดในสายเคเบิล สร้างสัญญาณพัลส์ จากนั้นเครื่องมือจะรับสัญญาณการปล่อยประจุจากจุดที่เกิดความผิดพลาดที่ปลายทดสอบ และระยะทางไปยังจุดที่เกิดความผิดพลาดจะคำนวณตามเวลาที่ใช้ในการรับสัญญาณ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยเนื่องจากไม่ได้แยกการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ระหว่างส่วนแรงดันสูงและเครื่องทดสอบ
③ วิธีพัลส์กระแสไฟฟ้า: วิธีนี้ทำงานคล้ายกับวิธีพัลส์แรงดันไฟฟ้า แต่ใช้ตัวเชื่อมต่อกระแสไฟฟ้า ซึ่งแยกส่วนแรงดันสูงออกอย่างสมบูรณ์ เพื่อความปลอดภัย
④ วิธีพัลส์ทุติยภูมิ: นี่คือวิธีการวัดระยะทางความผิดพลาดขั้นสูง หลักการทางเทคนิคคือการใช้แรงดันไฟฟ้าสูงกับสายเคเบิลที่มีข้อบกพร่อง สร้างอาร์คแรงดันสูง ซึ่งจะสร้างไฟฟ้าลัดวงจรที่มีความต้านทานต่ำ ซึ่งสามารถตรวจจับได้โดยใช้วิธีพัลส์แรงดันต่ำ
2.3 เทคโนโลยีการระบุตำแหน่งความผิดพลาดของสายไฟ
เมื่อวัดเส้นทางและระยะทางของสายเคเบิลที่มีข้อบกพร่องแล้ว ตำแหน่งโดยประมาณของจุดที่เกิดความผิดพลาดสามารถระบุได้ อย่างไรก็ตาม สำหรับการระบุตำแหน่งความผิดพลาดที่แม่นยำยิ่งขึ้น จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการระบุตำแหน่งความผิดพลาด ① เทคโนโลยีการตรวจจับด้วยเสียง: อุปกรณ์ปล่อยประจุใช้เพื่อสร้างการสั่นสะเทือน ณ จุดที่เกิดความผิดพลาด เมื่อการสั่นสะเทือนถึงพื้นดิน จะใช้ตัวรับสัญญาณการสั่นสะเทือนเพื่อรับสัญญาณเสียงจากจุดที่เกิดความผิดพลาด ทำให้สามารถระบุตำแหน่งเฉพาะของความผิดพลาดได้ เทคโนโลยีการตรวจจับด้วยเสียงสามารถใช้สำหรับการตรวจจับความผิดพลาดของสายเคเบิลใดๆ ที่สัญญาณพัลส์แรงดันสูงสร้างเสียงปล่อยประจุ ณ จุดที่เกิดความผิดพลาด
② เทคโนโลยีการซิงโครไนซ์ด้วยเสียง-แม่เหล็ก: การปล่อยประจุ ณ จุดที่เกิดความผิดพลาดจะสร้างทั้งคลื่นเสียงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพร้อมกัน ทำให้สามารถระบุตำแหน่งความผิดพลาดได้อย่างแม่นยำ สัญญาณพัลส์แรงดันสูงถูกนำไปใช้กับสายเคเบิลที่มีข้อบกพร่อง ในระหว่างการปล่อยประจุ สัญญาณเสียงและสัญญาณสนามแม่เหล็กแบบพัลส์จะถูกสร้างขึ้น ณ จุดที่เกิดความผิดพลาด แต่สัญญาณเหล่านี้จะแพร่กระจายด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ความแตกต่างของเวลาในการแพร่กระจายน้อยที่สุดใช้เพื่อระบุตำแหน่งความผิดพลาด
③ เทคโนโลยีการตรวจจับเสียง: ช่างเทคนิคใช้หูของตนเพื่อระบุความแรงของสัญญาณเสียง และท้ายที่สุดจะระบุตำแหน่งความผิดพลาดของสายเคเบิล สัญญาณกระแสเสียง 1kHz หรือความถี่อื่นๆ ถูกนำไปใช้ระหว่างสองเฟสของสายเคเบิล หรือระหว่างปลอกโลหะและเฟส ซึ่งจะสร้างสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าเสียง ซึ่งจะสร้างสนามแม่เหล็กแรงสูงโดยตรงเหนือความผิดพลาดวงจรเปิดใกล้เคียงหรือความผิดพลาดไฟฟ้าลัดวงจรโลหะ จึงระบุตำแหน่งความผิดพลาด