CZ34005U1 - Měřicí řetězec k detekci vysokoimpedančních izolačních poruch - Google Patents
Měřicí řetězec k detekci vysokoimpedančních izolačních poruch Download PDFInfo
- Publication number
- CZ34005U1 CZ34005U1 CZ2020-37291U CZ202037291U CZ34005U1 CZ 34005 U1 CZ34005 U1 CZ 34005U1 CZ 202037291 U CZ202037291 U CZ 202037291U CZ 34005 U1 CZ34005 U1 CZ 34005U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- measuring chain
- line
- conductors
- impedance
- insulation
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 19
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010065042 Immune reconstitution inflammatory syndrome Diseases 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000009422 external insulation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
- G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
- G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
- H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
- H02H7/263—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations involving transmissions of measured values
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Description
Měřicí řetězec k detekci vysokoimpedaněních izolačních poruch
Oblast techniky
Technické řešení spadá do oblasti elektroenergetiky. Týká se měřicího řetězce - zařízení k detekci vysokoimpedanční izolační poruchy na nadzemních vedeních vysokého napětí s izolovanými závěsnými vodiči.
Dosavadní stav techniky
Jako vodiče venkovních vedení vysokého napětí nej častěji slouží AlFe lana bez vnější izolace. Zejména v hustě zalesněných oblastech však dochází k situacím, kdy pádem stromu na vedení vznikne mezifázový zkrat, případně zemní zkrat či zemní spojení. Pro alespoň částečnou eliminaci tohoto typu poruch se používají izolované závěsné vodiče Takový vodič je slaněný z drátů z hliníkové slitiny AlMgSi aje potažen izolační hmotou XLPE. Díky izolaci na vedení vlivem náhodných doteků vodičů s okolní vegetací nedojde k poruše funkce vedení. Další výhodou izolovaných vodičů je možnost zmenšit mezifázovou vzdálenost, což vede k zúžení vykácených lesních průseků. Izolované závěsné vodiče najdou své uplatnění zejména v oblastech se zhoršenými provozními podmínkami. Většinou se jedná o zalesněná údolí či hřebeny hor, kde se mohou vyskytovat větry s vysokými nárazovými rychlostmi. V takových oblastech lze použitím izolovaných závěsných vodičů zlepšit spolehlivost dodávek proudu zákazníkům.
Nevýhodou použití izolovaných závěsných vodičů je problematická detekce poruch jejich izolačního systému. V případě dotyku vodiče se zemí, případně s vodičem jiné fáze, je díky izolaci poruchový proud menší, než je citlivost vstupu běžné digitální ochrany, a ta jej není schopna detekovat. Právě problematická detekce tohoto typu poruch je hlavní překážkou pro větší rozšíření izolovaných závěsných vodičů v praxi. Uvnitř izolace se v postiženém místě objeví částečné výboje, jejichž činností je izolace narušována. Dlouhodobou činností částečných výbojů dojde postupem času k selhání izolace a ke vzniku zkratu či zemního spojení. Taková situace je typická např. pro pád větve do vedení, která následně zůstane zaklesnuta mezi jeho vodiči. Samotný pád nevyvolá poruchu okamžitě, avšak pokud nedojde k jejímu odstranění, je selhání izolace závěsného vodiče pouze otázkou času. Včasnou detekcí přítomnosti částečných výbojů na vedení je možné zabránit dalším škodám či přerušení dodávek elektrické energie k zákazníkům. Detekce výbojové činnosti na provozovaném vedení navíc umožňuje lépe rozvrhnout údržbu a plánované opravy a tím zlepšit jak ekonomické, tak provozní ukazatele.
Současný stav techniky neumožňuje detekovat vysokoimpedanční poruchu jako takovou za provozu vedení (online). Je však možné detekovat aktivitu tzv. částečných výbojů, které jsou průvodním jevem většiny vysokoimpedaněních poruch.
K online detekci částečných výbojů na elektrických zařízeních je na trhu v současné době k dispozici několik zařízení, např. od firmy Baur GMBH: „Liona Online PD Spot Tester“ nebo firma IRIS Power: „MICAMAXX“. Obě tato zařízení však musí být galvanicky spojena s diagnostikovaným zařízením.
Jsou dostupná i zařízení pro bezkontaktní detekci částečných výbojů. Např. přístroj firmy DOBLE: Partial Discharges Detector DFA 300 detekuje částečné výboje bezkontaktně na základě analýzy elektromagnetického pole. Na rozdíl od navrhovaného řešení však není určen k trvalému nasazení a online monitoringu. K tomu je určeno zařízení firmy SENSOR: „Partial discharge monitor“. Avšak toto zařízení pracuje v pásmu UHF aje proto schopno detekce pouze na vzdálenost přímé viditelnosti.
Technické řešení si klade za úkol navrhnout zařízení pro trvalou online detekci částečných
- 1 CZ 34005 Ul výbojů na vedeních vysokého napětí s izolovanými závěsnými vodiči.
Podstata technického řešení
Uvedený úkol splňuje měřicí řetězec k detekci vysokoimpedančních izolačních poruch, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen širokopásmovou aktivní prutovou anténou, která je umístěna na sloupu vysokého napětí pod úrovní vedení vysokého napětí rovnoběžně s vodiči a na níž navazují napájecí výhybka s frekvenčním filtrem, osciloskopická karta a vyhodnocovací jednotka v podobě průmyslového PC, přičemž součásti zařízení navazující na prutovou anténu jsou umístěny v rozvaděči u paty sloupu.
Objasnění výkresů
Technické řešení bude dále objasněno pomocí výkresu, na němž je na obr. 1 schéma zapojení měřicího řetězce k detekci vysokoimpedančních poruch, přičemž obr. 2 ukazuje umístění prutové antény a rozvaděče na stožáru vysokého napětí. Graf na obr. 3 ukazuje signál zaznamenaný měřicím řetězcem při bezporuchovém provozu vedení a obr. 4 při výskytu vysokoimpedanční poruchy na vedení.
Příklady uskutečnění technického řešení
Měřicí řetězec k detekci vysokoimpedančních izolačních poruch, jehož schéma je na obr. 1 je tvořen širokopásmovou aktivní prutovou anténou 1, která je umístěna na sloupu 2 vysokého napětí pod úrovní vedení vysokého napětí rovnoběžně s vodiči 3. Na anténu 1 navazuje napájecí výhybka s frekvenčním filtrem 4, osciloskopická karta PCS a vyhodnocovací jednotka PC v podobě průmyslového PC. Frekvenční filtr 4, osciloskopická karta OSC a vyhodnocovací jednotka PC jsou umístěny v rozvaděči 5 u paty sloupu 2.
V případě výskytu vysokoimpedanční poruchy v XLPE izolaci závěsného vodiče - viz obr. 4 - je průvodním jevem vznik částečných výbojů v místě defektu izolace. Tyto výboje jsou zdrojem elektromagnetických vln, které se šíří po vedení do obou směrů od místa poruchy.
Širokopásmová aktivní prutová anténa 1 měří v pravidelných intervalech elektromagnetické vlnění v okolí vedení. Zaznamenaný signál je pomocí filtru 4 frekvenčně limitován do požadovaného pásma a uložen do paměti záznamového zařízení, např. osciloskopické karty OCS. Signál je následně vyhodnocen pro přítomnost aktivity částečných výbojů. Včasným servisním zásahem pak lze odvrátit hrozící riziko selhání izolace.
Hlavní výhodou je bezkontaktnost tohoto řešení. Současně dostupná zařízení pro online diagnostiku vedení využívají převážně galvanických metod, kdy je senzor vodivě spojen s diagnostikovaným vedením. Navržený měřicí řetězec je určen pro bezkontaktní detekci a je umístěn na sloupu, v bezpečné vzdálenosti od živých částí. Jeho montáž nevyžaduje odpojení distribučního vedení a svým provozem také nemůže žádným způsobem ovlivnit chod diagnostikovaného vedení.
Měřicí řetězec by bylo možné nejspíše využít i pro různá atmosférická a ionosférická měření.
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Měřicí řetězec k detekci vysokoimpedančních izolačních poruch, vyznačující se tím, že je-2CZ 34005 Ul tvořen širokopásmovou aktivní prutovou anténou (1), která je umístěna na sloupu (2) vysokého napětí pod úrovní vedení vysokého napětí rovnoběžně s vodiči (3) a na níž navazují napájecí výhybka s frekvenčním filtrem (4), osciloskopická karta (OSC) a vyhodnocovací jednotka (PC), přičemž součásti zařízení navazující na prutovou anténu (1) jsou umístěny v rozvaděči (5) u paty
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37291U CZ34005U1 (cs) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | Měřicí řetězec k detekci vysokoimpedančních izolačních poruch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37291U CZ34005U1 (cs) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | Měřicí řetězec k detekci vysokoimpedančních izolačních poruch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ34005U1 true CZ34005U1 (cs) | 2020-05-19 |
Family
ID=70970031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37291U CZ34005U1 (cs) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | Měřicí řetězec k detekci vysokoimpedančních izolačních poruch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ34005U1 (cs) |
-
2020
- 2020-03-02 CZ CZ2020-37291U patent/CZ34005U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101699306B (zh) | 电力二次系统电流采集回路监测方法 | |
| KR102309900B1 (ko) | IoT 기반 비접촉식 피뢰기 상태 진단장치 및 이를 이용한 관리 시스템 | |
| KR101521134B1 (ko) | 낙뢰 경보, 예방 시스템 | |
| CN103959026A (zh) | 用于监控供电线的系统 | |
| KR100988267B1 (ko) | 지중송전계통 절연통보호장치 상시 진단 장치 | |
| KR101917664B1 (ko) | 아크 종류 및 위치 검출 기능을 구비한 수배전반 시스템 | |
| CN104777398A (zh) | 包括警报诊断显示器的绝缘监测的方法及设备 | |
| Kasztenny et al. | Preventing line faults with continuous monitoring based on current traveling waves | |
| JP4142608B2 (ja) | 配電線の樹木接触監視装置 | |
| KR200432468Y1 (ko) | 피뢰기 고장 원격 무선 검지 장치 | |
| CZ34005U1 (cs) | Měřicí řetězec k detekci vysokoimpedančních izolačních poruch | |
| Song et al. | Power quality monitoring of single-wire-earth-return distribution feeders | |
| US11762004B2 (en) | Node, system and method for detecting local anomalies in an overhead power grid | |
| CN115469193A (zh) | 高压电缆故障预警及定位系统 | |
| JP4374598B2 (ja) | き電ケーブル監視装置 | |
| KR102309414B1 (ko) | 배전선로 고장정보 수집장치 및 그것을 포함하는 시스템 | |
| GB2507895A (en) | Locating Insulation Faults | |
| CZ34006U1 (cs) | Zemní senzor pro detekci vysokoimpedančních izolačních poruch | |
| KR20220055323A (ko) | 전기선로의 열화 위험도 판단 방법 및 장치 | |
| EP0942292A2 (en) | Method of and apparatus for detecting cable oversheath faults and installations in which they are used | |
| Tang | Design of device and method for non-intrusive anti-braking cable monitoring | |
| KR20190044999A (ko) | 부분방전 진단용 케이블 크리트 및 이를 이용한 전력케이블의 부분방전 진단 시스템 | |
| DK180378B1 (en) | System to measure the relative length of a conductive wire in wind turbine blades | |
| Su et al. | New techniques for on-line partial discharge measurements | |
| RU130747U1 (ru) | Опорно-штыревой изолятор с перемещающимся сигнальным устройством |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20200519 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20240109 |