提高穿管电缆故障定位精度

1、提高穿管电缆故障定位精度淄博供电公司 张店供电部配电班 QC 小组、小组概况：配电班 QC组小小组名称成立日期2005.01发布人卞瑞涛所在部门张店供电部课题类型攻关型组长王新孚注册号ZQ2005-028登记日期2005.01成员人数9 人TQC 教育 学习情况2005.012005.0948 小时活动次数18活动时间姓名性别年龄文化程度职务及职称小组职务组内分工王新孚男35大专经理组长组织领导郭东升男37大专副经理组员技术指导小李庆民男38大专主任组员技术顾问组李国成男28大专副班长副组长方案设计成韩永男35大专班长副组长组织协调员孙波男32大专资料员组员活动实施卞瑞涛男32大专班员组员组织

2、落实刘鹏男27大专班员组员活动实施李小龙男29大专班员组员活动实施制表：李国成 制表日期： 2005.1专业知识与术语声测法： 是用高压直流试验设备向电容充电 （充电电压高于击穿 电压）。再通过球间隙向故障线芯放电，利用故障点放电时产生的机 械振动听测故障点的具体位置。穿管电缆：是在电缆的敷设过程中在电缆外层用大于电缆直径的 直管进行保护， 其主要材质有 PVC 管、钢管等。 本课题限于 PVC 管 的范围。首先我们看一下电缆故障查找流程图：发现故障用时： 0.5小时用时： 0.5小时用时： 0.5小时制图：韩勇 日期： 2005年 1 月通过流程图可以看出， 如果电缆故障定位误差过大将延长故

3、障线路的停电时间二、选题理由：公司要求2005 年公司供电可靠性指标要求城区 99.995%理由公司对社会承诺“市区电网故障 5 小时恢复供电”用户需要理由随着经济的发展，用户对供电质量的要求越来越高，而由于电缆故障定位精度低，现状理由穿管电缆故障定位误差平均在 4 米以上，同时穿管故障探测时间长也影响了班组的正常工作。确定课题提高穿管电缆定位精度三、现状调查：现状调查一：我们分别对 2002 年、 2003 年、 2004 年中发生的 76 次电缆故障定位误差按照敷设方式分类进行了统计2002 年 10kv 穿管电缆 故障统计表序 号故障线路故障定位 误差（ m ）1城建线32市开线63学院

4、线44九级线55淄学线36政开线67文化线38华光线2.59北工线6.510东配线211东城线5.512人东线613开元 II 线5.514柳泉线415三厂线116健康线417兴学线518文化线319建安线420区委线5.521冶金 I 线522理工线623石化线5.5平均误差4.39 m/ 次2003 年 10kv 穿管电缆 故障统计表序 号故障线路故障定位 误差（ m）1城建线32市开线5.53学院线84九级线6.55淄学线56政开线37文化线5.58华光线59北工线410东配线211东城线6.512人东线413开元 II 线514柳泉线615三厂线2平均误差4.73 m/ 次2004 年

5、 10kv 穿管电缆 故障统计表序 号故障线路故障定位 误差（ m ）1湖田线42东干线33昌盛线44罗井线65北工线26马农线5.57卫固线68中埠线59农机线410祥和线311白家线312大徐线613天华线5.514南配线615市府 II 线616市东线217凤凰线318人大线6.519健康线3平均误差4.39 m/ 次2003 年 10kv 直埋电缆故障统计表序 号故障线路故障定位误 差（ m ）1昌国线1.32南配线1.43食品线1.54西干线1.85石化线0.9平均误差1.38m/ 次2002年 10kv 直埋电缆故障统计表故障定位误 差（ m ）序号故障线路1开元 II 线22淄学

6、线2.53理工线24华光线1.55张房线2平均误差2 m/ 次2004 年 10kv 直埋电缆故障统计表序号故障线路故障定位误差（m）1煤井 I 线0.92冶金 II 线0.83泗河线0.74新华线1.15卫固线0.86南路线1.27棉纺线0.88调度线19城西线0.9平均误差0.91 m/ 次统计：韩勇 制表：李小龙 日期： 2005 年 1 月现状调查二：我们对上述数据进行了统计，绘制下表：2002 年 -2004 年穿管电缆故障误差统计表年份2002 年2003 年2004 年平均误差（m/次）4.394.734.392002 年-2004 年穿管敷设电缆故障平均误差 4.5 m/ 次制

7、表：卞瑞涛 日期： 2005 年 1 月2002 年 -2004 年直埋电缆故障误差统计表年份2002 年2003 年2004 年平均误差m/ 次 ）21.380.912002 年-2004 年直埋敷设电缆故障平均误差 1.43 （m/次）制表：李小龙 日期：2005 年 1 月根据统计表，我们绘制了柱状图：直埋敷设 穿管敷设年1月制图：韩勇 日期： 2005结论：穿管敷设电缆故障查找平均误差 4.5m/ 次，直埋敷设电缆故障查找平均误差 1.43m/次。现状调查三：我们对 2002 年-2004 年间发生的 57 次穿管电缆故障定位误差的原因进行了深入分析：见下表：时间因素2002 年200

8、3 年2004 年次数定点设备测量误差18121545测距误差2114现场环境2013操作失误1102其他0123合计23151957制表：李国成 日期： 2005 年 2 月根据统计表我们绘制了频次表，如下表：制图：李国成 日期： 2005 年 2量误差序号因素频数累计频数频率累计频率1定点设备测量误差454578.9%78.9%2测距误差4497%85.9%3现场环境3525%91.2%4操作失误2544%94.7%5其他3575%100%制表：李国成 日期： 2005 年 2 月结论：造成穿管电缆定位精度低的主要原因是定点设备测量误差大四、活动目标及可行性分析：1、活动目标：我们的目标是

9、解决定点设备测量误差大的问题， 将穿管电缆故障定位误差由 4.5 米 /次降低到1.5 米/次制图：李国成 日期： 2005 年 2 月2、可行性分析：分析一：小组使用的故障测试仪 1999 年购进的，经过多年使用 能够熟练对仪器进行操作。分析二：通过统计直埋敷设的电缆定位精度可以达到 1.43 米/ 次。分析三：通过现状调查得出在 2002 年三厂线故障定位误差可以 做到 1 米以内，鉴于电缆故障测试具有巧合性， 所以我们将目标值定 为1.5 米 /次。六、要因确认：要因确认一：人员判断失误经调查，小组成员能够熟练掌握试验设备的使用， 2002 年至 2004 年发生的 76 次穿管电缆故障

10、中因判断失 误而延误送电的情况仅有 1 例。非要因要因确认二：仪器使用不当2005 年，车间分两次组织全班人员到电缆故障测试 仪生产厂家学习电缆测试技术， 学习合格后进行了考试。 考试成绩全部合格。考试成绩见下表：2005 年度电缆故障测试培训班考试成绩表序号姓名成绩序号姓名成绩1李庆民937李小龙942郭东升958卞瑞涛933李波909谭启旺924刘亚林9210韩勇905刘鹏8911王世明916李国成9012孙波89非要因制表：卞瑞涛日期： 2005 年 3 月要因确认三：没有电缆台帐班组各种基础资料健全，配电线路台帐、电缆台帐一直随时更新，可以为电缆故障测试提供准确的技术资料。非要因要因确

11、认四：定点仪持续使用时间短经过测试，现有的定点仪在不开背光的情况下，可要因要因确认五：定点设备存在盲区定点仪测试直埋电缆示意图持续使用时间为 1 个小时，如果夜间测试，持续使用时 间为 35 分钟。不能满足电缆测试的需要。图中红色圈为故障点，故障点放电声波呈放射状，可以被地面的仪器接收。定点仪测试穿管电缆示意图电缆护管图中红色圈为故障点，蓝色线条为声波折射信号，由于电缆护管的的存在声波呈不规则折线传播，声音信现有的电缆定位设备对于直埋电缆效果较好， 但对于 穿管电缆无法精准定位。误故障查找。非要因要因确认六：定点方法单一要因确认七：外部接线复杂要因确认八：恶劣天气影响小组经过统计发现，没有因外

12、部接线复杂而造成延现有的定点方法是声测法，方法单一也直接导致了 定点误差过大。天气因素具有突发性和不可控的特点。非要因要因确认九：噪音干扰由于配电线路的电缆多敷设在城区道路附近，所以外界噪音较大，给电缆的定点造成一定困难。但由于电缆故障点放电声音具有较强的穿透力，如果测试人员采非要因要因确认十：相邻各种管线城区地下各种管线错综复杂，给故障电缆的挖掘工作带来很大困难，但是此因素不是小组成员能够解决的。非要因通过要因确认我们可以得出， 造成故障定位误差的主要原因有以 下几点：1、定点仪持续使用时间短2、定点设备存在盲区3、定点方法单一七：制定对策：（一）、对策的评价选定为了制定出最经济、 最有效的

13、对策， 小组成员召开了头脑风暴会议，针对每条要因都提出了多种对策， 并对每种都进行了评价选择， 如下：序 号评价内容评价得分是否采用要因对策方案难易度0.1经济性0.2需用时间0.2预计效 果 0.5定点 仪持 续使 用时 间短1、更换定 点仪3.812、更换电 池4.4定点 设备 存在 盲区1、更换进 口设备23.62、改进定 点设备4.23定点 方法 单一1、购置新 型设备2.62、探索一种新方法4.4（5 分） （3 分） （1 分）制表：李国成日期： 2005 年 3 月4 日（二）、制定对策表对策选定后，小组成员又运用各自的技术、知识和经验，经过反 复讨论制定了对策表如下：对策表序

14、号要因对策目标措施实施人完成日期王新孚1定点仪持续使用时间短更换电池持续使用 3小时1 、 查看电池容量2、 更换新电池李庆民 李国成 韩永2005/6/30孙波2定点时间 缩短到 3 小 时郭东升刘鹏李小龙定点设备存 在盲区改进定点设备研制一种基于磁场变 化定点的新型设备。2005/6/303探索新方法郭东升韩永卞瑞涛定点方法单定点误差1.5 米以内发明一种新的定点方法2005/6/30制表：韩勇 制表时间： 2005.3.20八：对策实施：故障点前的波形通过示波器我们发现，故障点前后磁场的极性是相反的，如果 用一种磁场信号探测装置，对故障电缆沿线进行磁场信号极性及信 号幅值进行测量，通过检

15、测磁场信号极性和幅值的变化，就可以确 定故障点的方向和具体位置。 这种方法我们称为“同步磁场定向定位 法”。依据这种方法，小组成员与厂家联合研究制作了一种新型的以 磁场变化为主要判断依据的定点设备 DLD-201 。2005 年 8 月该设2005 年 9 月 22 日，马尚变 10Kv 华光线电缆故障，该电缆为 穿管电缆全长 350 米，故障测距为 140 米，采用老式定点设备， 现 场无法定点，采用同步磁场测量装置进行定点，在电缆始端施加一 个高压脉冲信号，用 DLD-210 测量装置沿电缆路径查找，在 142 米处，有一明显的方向变化， 如图所示，开挖后发现故障点在 142.8故障定位示

16、意图活动后：通过新设备的应用，故障查找时间缩短到 2 小时1#井定点仪2#井定点仪t1/t2=L1/L2L= L1+L2说明：图中红色点为故障点。t 为声波从 1#井穿到 2#井的时间L 为 1# 井到 2#井的总长t1 为故障点放电声传到 1#井口的时间 t2 为故障点放电声传到 2#井口的时间 L1 为故障点距 1# 井口的距离。L2 为故障点距 2# 井口的距离我们只要求出 L1 或 L2 的值就可以知道故障点距井口的距离L1L - L1 t1/ t2L2L - L2 t1/ t2公式中 L、t1、t2 都可以通过测量得知，所以通过这个方法可以准确的查出故障点的具体位置。下面请看一个故障

17、实例：2005 年 9 月 8 日，马尚变电站 10Kv 世瑞线电缆故障，该电 缆为穿管电缆全长 643 米，故障测距结果为 141 米，现场查找， 在 130 米和 180 米处，有两个电缆井，打开进入后，能够听到电 缆放电，将定点仪放置电缆上，如图所示，在 130 米处井，测试活动后： 通过采用新方法，故障定位精度可以控制在 1.5 米以内九：效果对比及效益分析：(一)、检查效果：我们对 2005 年 7-9 月间发生的 10kv 穿管电缆故障定位误差进 行了统计，见下表：2005 年 7-9 月 10kv 穿管电缆故障统计表序号故障线路电缆全长 (m)故障定位距离 (m)实际故障点距离

18、(m)故障点误差 (m)1华光线350142142.80.82理工线765342343.21.23世瑞线643143.7143.20.54张房线86026626515文化线536211211.60.6平均误差0.82 米 /次统计：李小龙 制表：韩勇 日期： 2005.9通过对策实施提高了穿管电缆故障定位精度，故障定位误差由原4.5 米/次缩短为0.82 米/次，实现了预期目标。活动前目标值活动后1、经济效益：2005 年 7-9 月共发生 10kv 电缆故障 5 起，平均每起故障缩短停 电时间 4 小时，按每条线路平均负荷 4800kw 计算，得出以下结果：2、无形效益分析二）、效益分析(1)提高了供电可靠性，增强了网络供电能力，保证了用户的正常用电，有利于我供电公司在社会中树立良好的企业形象。(2)本课题具有推广价值，已经在淄博供电公司推广应用。并通过电缆故障测试仪的生产厂家在全国进行推广，取得了较好的反响。同步磁场定向定位法”申请了国家专利，专利号：3)小组与厂家研制的3、巩固期：我们对 2005 年 10 月至 12 月的电缆故障情况进行统计， 见下表：2005 年 10-12 月 10kv 穿管电缆故障统计表序号故障线路电缆全长 (m)故障定位距离(m)实际故障点距离