PL192261B1 - Sposób wykrywania lokalnych źródeł wyładowań elektrycznych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wykrywania lokalnych źródeł wyładowań elektrycznych wykorzystujący urządzenia radioelektryczne, wyposażone w anteny odbierające sygnały impulsów pochodzących od zakłóceń ulotowych, występujących w liniach energetycznych, a do analizy wyników pomiarowych wykorzystujący analizator widma i komputer, znamienny tym, że dla każdej sesji pomiarowej wyszukuje się zakresy częstotliwości zawierające wyładowania ulotowe, przez ich wybranie z zarejestrowanego w analizatorze widma szerokopasmowego widma impulsów, zmierzonego za pomocą anteny odbiorczej (A), następnie dla tych wybranych częstotliwości pomiarowych, jednocześnie za pomocą anteny odbiorczej (A) odbiera się sygnały impulsów pochodzące od wyładowań związanych z ulotem oraz z defektem i za pomocą drugiej anteny odbiorczej (B) lub czujnika napięcia odbiera się sygnał pochodzący od napięcia linii, przy czym sygnały impulsów z pierwszej anteny (A) przetwarza się w analizatorze widma na sygnały cyfrowe, a sygnał napięciowy z drugiej anteny odbiorczej (B) lub czujnika napięcia przetwarza się na sygnał cyfrowy w układzie synchronizacji rejestracji, po czym oba rodzaje cyfrowych sygnałów, przesyła się do analizatora impulsów wyładowań niezupełnych, w którym tworzy się obrazy fazowo-rozdzielcze tych sygnałów i na obraz fazowo-rozdzielczy przedstawiający ulot, nakłada się obraz fazowo-rozdzielczy defektu, a następnie tak utworzony obraz fazowo-rozdzielczy przesyła się do komputera, wyposażonego w odpowiednie oprogramowanie, na którego ekranie następuje wizualizacja wyników pomiarów i na podstawie tego obrazu określa się źródło dodatkowych zakłóceń wyładowań elektrycznych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykrywania lokalnych źródeł wyładowań elektrycznych znajdujący zastosowanie do diagnozowania uszkodzeń w liniach energetycznych wysokiego napięcia.

Wyładowania elektryczne występujące na przewodach fazowych napowietrznych linii przesyłowych oraz na ich osprzęcie powodują znaczne zakłócenia eksploatacyjne linii energetycznych wysokiego napięcia. Uszkodzenia poszczególnych elementów linii, przykładowo przewodów czy łańcuchów izolatorów są przyczyną lokalnych wyładowań elektrycznych, których forma zależna jest od rodzaju źródła tych wyładowań. Rozróżnia się następujące formy lokalnych wyładowań elektrycznych: wyładowania ulotowe świetlące na przewodach linii, lokalne snopienie w miejscach uszkodzeń na osprzęcie, wyładowania powierzchniowe na izolatorach liniowych oraz wyładowania wewnętrzne w izolacji stałej. Przedstawione formy lokalnych wyładowań elektrycznych różnią się od siebie rodzajem impulsów prądowych, które tworzą różne obrazy fazowo-rozdzielcze. Impulsy te różnią się od siebie kształtem oraz wartością szczytową, przy czym szczególne znaczenie dla rozpoznawania rodzaju wyładowań elektrycznych ma stromość impulsów. Z tego też względu analiza widmowa impulsów powstałych podczas wyładowań elektrycznych, a zwłaszcza wyładowań ulotowych ma szczególne znaczenie dla oceny stanu eksploatacyjnego linii przesyłowych wysokiego napięcia. Efekt ulotu odpowiedzialny jest za zakłócenia elektromagnetyczne pochodzące od linii czy aparatów podstacji wysokiego napięcia. Poza szerokopasmowymi zakłóceniami elektromagnetycznymi wysokiej częstotliwości dodatkowym efektem ulotu są zakłócenia akustyczne. Zakłócenia elektromagnetyczne mierzone są i badane za pomocą mierników zakłóceń radioelektrycznych, zaopatrzonych w odpowiednie anteny. Badania te przeprowadzane są w zakresie częstotliwości wąskopasmowych, zwykle częstotliwości rzędu 10⁰ -10¹ MHz, co wynika z wymagań określonych w odpowiednich normach zarówno krajowych jak i międzynarodowych. Są to pomiary selektywne z wykorzystaniem mierników wartości quasi-szczytowej detektowanego sygnału wąskopasmowego standardowa szerokość pasma wynosi 9 kHz. Jednakże widmo częstotliwościowe ulotu w zależności od rodzaju jego źródła oraz warunków atmosferycznych może obejmować o wiele wyższe zakresy częstotliwości.

Rozwinięciem metod oceny ulotu w liniach napowietrznych na podstawie pomiaru zakłóceń radioelektrycznych są badania wykonywane ze śmigłowców, z zastosowaniem detekcji radiowej i identyfikacji defektów w liniach w oparciu o deformacje krzywych Lissajou.

Inną metodą służącą do wykrywania lokalnych źródeł wyładowań elektrycznych są badania termowizyjne, pozwalające na lokalizację uszkodzeń przejawiających się zwiększoną rezystancją, a więc lokalnie podwyższoną temperaturą.

Z japońskiego opisu patentowego nr JP 9318698 znany jest sposób i urządzenie do wykrywania wyładowań niezupełnych również w zakresie szerokopasmowym. Za pomocą anteny odbiorczej odbiera się fale elektromagnetyczne generowane podczas pracy maszyn elektrycznych lub urządzeń dystrybucyjnych. Antena odbiorcza poprzez wzmacniacz połączona jest z analizatorem widma. Analizator widma połączony jest z urządzeniem komputerowym, w którym przy użyciu znanych metod matematycznych np. FFT (Fast Fourier Transformer - Szybka Transformata Fouriera) analizuje się dane otrzymane z analizatora widm, wybiera się takie komponenty, których częstotliwość zmienia się dwukrotnie w stosunku do częstotliwości zasilającej i następnie dane te porównuje się z danymi odniesienia. Na podstawie analizy porównawczej zestawu badanych komponentów z odpowiednimi danymi zestawów odniesienia wskazuje się na obecność wyładowań niezupełnych w przypadku przekroczenia poziomu odniesienia lub ich braku, w przypadku gdy poziom odniesienia jest niższy lub równy poziomowi zestawu badanego.

Istotą sposobu wykrywania lokalnych źródeł wyładowań elektrycznych, w którym wykorzystuje się urządzenia radioelektryczne, wyposażone w anteny odbierające sygnały impulsów pochodzących od zakłóceń ulotowych, występujących w liniach energetycznych, a do analizy wyników pomiarowych wykorzystuje się analizator widma i komputer, jest to, że dla każdej sesji pomiarowej wyszukuje się zakresy częstotliwości zawierające wyładowania ulotowe, przez ich wybranie z zarejestrowanego w analizatorze widma szerokopasmowego widma impulsów, zmierzonego za pomocą pierwszej anteny odbiorczej, następnie dla tych wybranych częstotliwości pomiarowych, jednocześnie za pomocą anteny odbiorczej odbiera się sygnały impulsów pochodzące od wyładowań związanych z ulotem oraz z defektem i za pomocą drugiej anteny odbiorczej lub czujnika napięcia odbiera się sygnał od napięcia linii, przy czym sygnały impulsów z pierwszej anteny odbiorczej przetwarza się w analizatorze widma na sygnały cyfrowe, a sygnał napięciowy z drugiej anteny odbiorczej lub czujnika napięcia przetwarza się

PL 192 261 B1 na sygnał cyfrowy w układzie synchronizacji rejestracji, po czym oba rodzaje cyfrowych sygnałów, przesyła się do analizatora impulsów wyładowań niezupełnych, w którym tworzy się obrazy fazoworozdzielcze tych sygnałów i na obraz fazowo-rozdzielczy przedstawiający ulot, nakłada się obraz fazowo-rozdzielczy defektu, a następnie tak utworzony obraz fazowo-rozdzielczy przesyła się do komputera, wyposażonego w odpowiednie oprogramowanie, na którego ekranie następuje wizualizacja wyników pomiarów i na podstawie tego obrazu określa się źródło dodatkowych zakłóceń wyładowań elektrycznych. Identyfikacja źródła dodatkowych zakłóceń wyładowań elektrycznych odbywa się przez porównanie wyświetlonego na ekranie komputera obrazu fazowo-rozdzielczego z wzorcowymi obrazami fazowo-rozdzielczymi charakteryzującymi określone rodzaje defektów.

Sposób według wynalazku jest bliżej przedstawiony na podstawie jego realizacji w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia służącego do realizacji sposobu, fig. 2tabelkę z modelowymi źródłami dodatkowych wyładowań elektrycznych, stanowiącymi źródło zamierzonych defektów, a na fig. 3 przedstawione są obrazy fazowo-rozdzielcze wyładowań, w których na tle ulotu przedstawione są defekty określone w tabelce na fig. 2.

W laboratoryjnych badaniach modelowych, przeprowadzonych na wybranym odcinku linii napowietrznej przy napięciu przemiennym, szerokopasmowy sygnał reprezentujący zakłócenia elektromagnetyczne z ulotem, odebrany przez antenę A, zarejestrowany został w analizatorze widma 1 w postaci widma częstotliwościowego impulsów. Z szerokopasmowego widma wybiera się zakresy częstotliwościowe charakteryzujące ulot i określa częstotliwość pomiarową dla danej sesji pomiarowej. Dla tej częstotliwości pomiarowej ustawia się następnie warunki pracy dla, połączonego z drugą anteną B, układu synchronizacji rejestracji 2 oraz dla analizatora widma 1-jako tak zwane warunki zerowego rozciągu. Następnie wymusza się dodatkowe zakłócenia (defekty) na badanym odcinku linii w postaci snopienia i za pomocą obu anten A i B odbiera sygnały, które po przetworzeniu odpowiednio w analizatorze widma 1i układzie synchronizacji rejestracji 2, przesyła się do analizatora impulsów wyładowań niezupełnych 3, w którym cyfrowe sygnały impulsów przetwarza się na obrazy fazowo-rozdzielcze wyładowań, które następnie wyświetla sięna ekranie komputera 4. Poszczególne obrazy dotyczące kolejnych zakłóceń defektów, przedstawionych w tabelce na fig. 2 (defekt a, b, c) nałożono na obrazy fazowo-rozdzielcze wyładowań pochodzących od ulotu, zarejestrowanego przez antenę A. Każdy z defektów a, b, c powoduje wygenerowanie innego charakterystycznego obrazu fazowo-rozdzielczego defektu, co przedstawiono na fig. 3. Przedstawione na wykresach wyniki pomiarów obejmują typ, a więc źródło występujących defektów. W przedstawionym przykładzie realizacji sposobu według wynalazku jako urządzenia odbiorcze sygnały impulsów wytworzonych na badanym odcinku linii zastosowano dwie anteny. Jednakże, co nie jest uwidocznione na rysunku, antenę B, rejestrującą sygnały napięciowe sieci, które synchronizują sygnały odbierane przez antenę A w analizatorze widma 1, można zastąpić czujnikiem napięcia. Wówczas układ synchronizacji rejestracji zapewnia synchronizację z napięciem badanego odcinka sieci.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wykrywania lokalnych źródeł wyładowań elektrycznych wykorzystujący urządzenia radioelektryczne, wyposażone w anteny odbierające sygnały impulsów pochodzących od zakłóceń ulotowych, występujących w liniach energetycznych, a do analizy wyników pomiarowych wykorzystujący analizator widma i komputer, znamienny tym, że dla każdej sesji pomiarowej wyszukuje się zakresy częstotliwości zawierające wyładowania ulotowe, przez ich wybranie z zarejestrowanego w analizatorze widma szerokopasmowego widma impulsów, zmierzonego za pomocą anteny odbiorczej (A), następnie dla tych wybranych częstotliwości pomiarowych, jednocześnie za pomocą anteny odbiorczej (A) odbiera się sygnały impulsów pochodzące od wyładowań związanych z ulotem oraz z defektem iza pomocą drugiej anteny odbiorczej (B) lub czujnika napięcia odbiera się sygnał pochodzący od napięcia linii, przy czym sygnały impulsów z pierwszej anteny (A) przetwarza się w analizatorze widma na sygnały cyfrowe, a sygnał napięciowy z drugiej anteny odbiorczej (B) lub czujnika napięcia przetwarza się na sygnał cyfrowy w układzie synchronizacji rejestracji, po czym oba rodzaje cyfrowych sygnałów, przesyła się do analizatora impulsów wyładowań niezupełnych, w którym tworzy się obrazy fazowo-rozdzielcze tych sygnałów i na obraz fazowo-rozdzielczy przedstawiający ulot, nakłada się obraz fazowo-rozdzielczy defektu, a następnie tak utworzony obraz fazowo-rozdzielczy przesyła się do komputera, wyposażonego w odpowiednie oprogramowanie, na którego ekranie następuje wizualizacja

   PL 192 261 B1 wyników pomiarów i na podstawie tego obrazu określa się źródło dodatkowych zakłóceń wyładowań elektrycznych.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że identyfikacja źródła dodatkowych zakłóceń wyładowań elektrycznych odbywa się przez porównanie wyświetlonego na ekranie komputera obrazu fazowo-rozdzielczego z wzorcowymi obrazami fazowo-rozdzielczymi charakteryzującymi określone rodzaje defektów.