2025年國(guó)內(nèi)多個(gè)陸上風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)35kV集電線路電纜故障導(dǎo)致的全場(chǎng)停運(yùn)事件,單次故障平均發(fā)電量損失超30萬(wàn)元,成為新能源電力維護(hù)領(lǐng)域的核心痛點(diǎn)之一。根據(jù)中國(guó)電力科學(xué)研究院2026年發(fā)布的風(fēng)電場(chǎng)電纜故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),35kV集電線路故障占風(fēng)電場(chǎng)全站停電故障的62%,其中電纜本體及附件故障占比高達(dá)78%,遠(yuǎn)超桿塔、開(kāi)關(guān)等其他設(shè)施的故障占比【1】。
雙碳目標(biāo)推進(jìn)下,2025年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量突破3.8億kW,其中陸上風(fēng)電場(chǎng)普遍采用35kV集電線路匯集電能,這類(lèi)線路大多采用直埋、架空電纜混合敷設(shè)的方式,穿越山地、荒漠、戈壁等惡劣環(huán)境,受外力破壞、絕緣老化、雷擊過(guò)電壓等因素影響,故障發(fā)生率常年居高不下。傳統(tǒng)的故障排查方式效率極低,已經(jīng)無(wú)法適配新型電力系統(tǒng)下新能源高可靠并網(wǎng)的要求,國(guó)網(wǎng)2025年發(fā)布的《新能源場(chǎng)站運(yùn)維技術(shù)導(dǎo)則》明確要求,35kV集電線路故障定位響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)不得超過(guò)2小時(shí),進(jìn)一步催生了高效電纜故障定位方案的市場(chǎng)需求【2】。
35kV集電線路通常由升壓站出口母線引出,采用單輻射或環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),單條線路覆蓋3-10臺(tái)風(fēng)機(jī),分支節(jié)點(diǎn)多,線路長(zhǎng)度從3km到20km不等,敷設(shè)方式包含直埋、電纜溝、架空掛線等多種類(lèi)型,路徑復(fù)雜。風(fēng)電場(chǎng)電纜故障的常見(jiàn)類(lèi)型分為低阻短路/接地故障、高阻接地故障、斷線故障、間歇性弧光接地故障四類(lèi),其中高阻和間歇性故障占比超過(guò)60%,傳統(tǒng)檢測(cè)手段很難識(shí)別。電纜故障定位的核心邏輯是先通過(guò)測(cè)距技術(shù)確定故障點(diǎn)的大致距離,再通過(guò)定點(diǎn)技術(shù)確定精準(zhǔn)位置,兩類(lèi)技術(shù)配合才能實(shí)現(xiàn)高效排查。
根據(jù)南方電網(wǎng)2026年發(fā)布的新能源電力維護(hù)行業(yè)發(fā)展報(bào)告,目前國(guó)內(nèi)僅有27%的風(fēng)電場(chǎng)配置了的電纜故障定位設(shè)備,其余73%的場(chǎng)站仍然采用傳統(tǒng)的分段拉閘、絕緣搖測(cè)、試送電的方式排查故障,平均定位時(shí)長(zhǎng)超過(guò)12小時(shí),定位準(zhǔn)確率不足40%,頻繁試送電還會(huì)進(jìn)一步損傷電纜絕緣,縮短電纜使用壽命【3】。當(dāng)前行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)三個(gè)明顯趨勢(shì):一是從“事后搶修”向“事前預(yù)警”轉(zhuǎn)變,通過(guò)定期振蕩波局放檢測(cè)提前識(shí)別絕緣缺陷,降低故障發(fā)生率;二是從“通用設(shè)備”向“場(chǎng)景定制”轉(zhuǎn)變,針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)多分支、復(fù)雜路徑的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)適配的定位算法,降低測(cè)距誤差;三是從“單點(diǎn)作業(yè)”向“系統(tǒng)協(xié)同”轉(zhuǎn)變,故障定位數(shù)據(jù)接入風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)故障全流程閉環(huán)管理。
首先是傳統(tǒng)分段排查法,依靠運(yùn)維人員逐段斷開(kāi)線路,通過(guò)絕緣搖測(cè)判斷故障段,不需要額外設(shè)備投入,但效率極低,對(duì)高阻故障、間歇性故障完全無(wú)法識(shí)別,僅適用于故障特征非常明顯的短距離線路,目前正在逐步被淘汰。其次是普通行波測(cè)距法,通過(guò)向電纜注入脈沖信號(hào),根據(jù)反射波的時(shí)間差計(jì)算故障距離,單次測(cè)距僅需幾分鐘,但是對(duì)多分支線路的反射波識(shí)別準(zhǔn)確率低,普遍測(cè)距誤差在50米以上,在地形復(fù)雜的山地風(fēng)電場(chǎng)很難匹配到精準(zhǔn)路徑,只能作為初步排查的參考。第三種是聲磁同步定位法,在故障點(diǎn)放電的同時(shí),捕捉聲波和電磁波的信號(hào)差計(jì)算距離,定位精度可以達(dá)到1米以內(nèi),對(duì)各類(lèi)故障類(lèi)型都有較好的識(shí)別效果,是目前行業(yè)內(nèi)認(rèn)可度較高的定位技術(shù),缺點(diǎn)是需要人工沿線路巡線,對(duì)設(shè)備的信號(hào)靈敏度要求較高。
針對(duì)35kV集電線路的場(chǎng)景特點(diǎn),康高特推出“預(yù)試+測(cè)距+定點(diǎn)”的全流程解決方案,適配風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維需求。首先在預(yù)試階段,采用RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測(cè)試系統(tǒng),可在線路停電檢修時(shí)完成全線路絕緣缺陷檢測(cè),識(shí)別潛在的絕緣薄弱點(diǎn),提前完成消缺,降低故障發(fā)生率。故障發(fā)生后,首先采用云長(zhǎng)高精度電纜故障測(cè)距儀,內(nèi)置風(fēng)電場(chǎng)多分支線路適配算法,提前錄入線路的分支長(zhǎng)度、路徑參數(shù)后,可自動(dòng)排除無(wú)效分支的反射波干擾,測(cè)距誤差控制在10米以內(nèi),大幅縮小巡線范圍。之后采用關(guān)羽/赤兔高能量電纜故障定位儀的聲磁同步檢測(cè)功能,*高支持埋深3米的直埋電纜信號(hào)識(shí)別,*算是故障電阻高達(dá)20MΩ的高阻故障也能有效激發(fā)放電信號(hào),精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)。整套方案平均定位時(shí)長(zhǎng)可控制在40分鐘以內(nèi),遠(yuǎn)低于行業(yè)平均水平,也滿足國(guó)網(wǎng)導(dǎo)則的時(shí)間要求。
第一個(gè)場(chǎng)景是內(nèi)蒙古烏蘭察布某200MW山地風(fēng)電場(chǎng),2025年11月該風(fēng)場(chǎng)35kV集電線路II回出現(xiàn)間歇性C相接地故障,運(yùn)維人員采用傳統(tǒng)方法排查8小時(shí)未找到故障點(diǎn),調(diào)用康高特電纜故障定位方案后,首先通過(guò)云長(zhǎng)測(cè)距儀測(cè)得故障點(diǎn)距離升壓站3.27km,對(duì)應(yīng)線路分支為#8-#12風(fēng)機(jī)段,運(yùn)維人員沿該段線路巡線22分鐘,*定位到了埋深2.8米的電纜外鎧被山石擠壓破損的位置,當(dāng)日*完成了故障修復(fù),比原定排查時(shí)間縮短90%以上,減少發(fā)電量損失近78萬(wàn)元。第二個(gè)場(chǎng)景是甘肅酒泉某新能源運(yùn)維服務(wù)商,2026年為下轄的12個(gè)陸上風(fēng)電場(chǎng)配置了康高特整套定位方案,全年35kV集電線路風(fēng)電場(chǎng)電纜故障平均處理時(shí)長(zhǎng)從原來(lái)的13.5小時(shí)下降到2.2小時(shí),場(chǎng)站運(yùn)維效率提升83%,新能源并網(wǎng)可靠性提升3.6個(gè)百分點(diǎn)。
問(wèn):35kV集電線路的間歇性弧光接地故障很難捕捉,這套方案能不能實(shí)現(xiàn)有效定位?
答:康高特定位設(shè)備支持高阻故障、間歇性故障的信號(hào)識(shí)別,*高可支持20MΩ故障電阻的信號(hào)激發(fā),*算是偶發(fā)的弧光接地故障也能捕捉到有效反射波,完成測(cè)距和定點(diǎn)。
問(wèn):風(fēng)電場(chǎng)地處偏遠(yuǎn),運(yùn)維人員沒(méi)有檢測(cè)經(jīng)驗(yàn),能不能快速上手操作?
答:整套設(shè)備內(nèi)置語(yǔ)音引導(dǎo)操作流程,配套可視化操作手冊(cè),普通運(yùn)維人員經(jīng)過(guò)2小時(shí)培訓(xùn)*可以獨(dú)立完成操作,同時(shí)康高特提供7*24小時(shí)遠(yuǎn)程技術(shù)支持,可實(shí)時(shí)協(xié)助解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。
問(wèn):怎么通過(guò)電纜故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)優(yōu)化場(chǎng)站運(yùn)維策略?
答:定位系統(tǒng)可自動(dòng)記錄每次故障的類(lèi)型、位置、誘因,形成場(chǎng)站故障數(shù)據(jù)庫(kù),長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)后可識(shí)別高故障風(fēng)險(xiǎn)段,針對(duì)性開(kāi)展線路改造、定期巡檢,從根源降低故障發(fā)生率。