RU107864U1

RU107864U1 - DEVICE FOR MONITORING THE STATE OF FIRES OF ISOLATORS OF AIR TRANSMISSION LINES

Info

Publication number: RU107864U1
Application number: RU2011113566/28U
Authority: RU
Inventors: Айрат Мухамедович Гатауллин; Вадим Леонидович Матухин; Марат Наилевич Бадретдинов
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2011-08-27

Abstract

Устройство для контроля состояния гирлянд изоляторов воздушных линий электропередачи, содержащее последовательно соединенные антенну, принимающую электромагнитное излучение от гирлянд изоляторов, блок регистрации полезного сигнала, блок индикации полезного сигнала, отличающееся тем, что оно снабжено блоком интеграции импульсов частичных разрядов, выполненным в виде RC-цепи, вход которого соединен с блоком регистрации полезного сигнала, а выход соединен с блоком индикации полезного сигнала, причем в качестве антенны, принимающей электромагнитное излучение от гирлянд изоляторов, использована антенна с узкой диаграммой направленности ультракоротковолнового диапазона волн, в качестве блока регистрации полезного сигнала, выполненного в виде электромагнитного детектора импульсов частичных разрядов, использован высокодобротный измерительный контур, настроенный на частоту 434 МГц с полосой пропускания 150 кГц и содержащий последовательно соединенные усилитель радиочастоты 434 МГц, смеситель, усилитель промежуточной частоты, фильтр, еще один усилитель промежуточной частоты, детектор низкой частоты и усилитель низкой частоты, а в качестве блока индикации полезного сигнала использован осциллограф и персональный компьютер, соединенные с блоком интеграции импульсов частичных разрядов и выполненные с возможностью расчета среднего количества и средней амплитуды импульсов частичных разрядов, и вывода на дисплей фазового распределения частичных разрядов, распределения амплитудных интервалов частичных разрядов. A device for monitoring the state of the garlands of insulators of overhead power lines, containing a series-connected antenna receiving electromagnetic radiation from the garlands of insulators, a unit for registering a useful signal, a unit for indicating a useful signal, characterized in that it is equipped with an integration unit for partial discharge pulses made in the form of an RC circuit the input of which is connected to the unit for registering the useful signal, and the output is connected to the unit for indicating the useful signal, moreover, as an antenna receiving an electric electromagnetic radiation from insulator strings, an antenna with a narrow radiation pattern of the ultra-short wavelength range was used, as a unit for recording a useful signal, made in the form of an electromagnetic detector of partial discharge pulses, a high-quality measuring circuit tuned to a frequency of 434 MHz with a bandwidth of 150 kHz and containing in series connected 434 MHz radio frequency amplifier, mixer, intermediate frequency amplifier, filter, another intermediate hour amplifier They include a low-frequency detector and a low-frequency amplifier, and an oscilloscope and a personal computer connected to an integration block of partial discharge pulses and configured to calculate the average number and average amplitude of partial discharge pulses and display the phase distribution as a useful signal display unit partial discharges, the distribution of the amplitude intervals of partial discharges.

Description

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для контроля электропрочности гирлянд изоляторов высоковольтных воздушных линий электропередачи.The utility model relates to electrical engineering and can be used to control the electrical strength of garlands of insulators of high voltage overhead power lines.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство, реализующее способ бесконтактного и дистанционного контроля электропрочности гирлянд изоляторов воздушных высоковольтных линий электропередачи по патенту РФ №2058559, МПК G01R 31/12, 20.04.1996, содержащее антенну с широкой диаграммой направленности метрового диапазона волн, соединенной последовательно с усилителем, полосовым фильтром, детектором и устройством индикации, антенну с узкой диаграммой направленности гигагерцового диапазона волн, соединенной последовательно с приемопередатчиком, фильтром, коррелятором, устройством обработки сигналов, второй выход которого соединен с приемопередатчиком, и с индикатором, а также антенну, принимающей сигнал излучения промышленной частоты от силовой линии электропередач, соединенной через усилитель и фильтр со вторым выходом коррелятора.The closest technical solution to the claimed utility model is a device that implements a method of contactless and remote control of the electrical strength of a string of insulators of airborne high-voltage power lines according to the RF patent No. 2058559, IPC G01R 31/12, 04/20/1996, containing an antenna with a wide radiation pattern of the meter wavelength range, connected in series with an amplifier, a band-pass filter, a detector and an indication device, an antenna with a narrow radiation pattern of the gigahertz wave range, connected The sequence with the transceiver, a filter, a correlator, a signal processing device, the second output of which is connected to the transceiver, and with an indicator, and the antenna receiving the signal power frequency radiation from the power transmission line connected via the amplifier and filter to the second output of the correlator.

Недостатком известного устройства является невозможность профилактического контроля состояния гирлянд изоляторов высоковольтных воздушных линий электропередачи. Известное устройство позволяет выявить неисправные изоляторы уже после аварийного отключения высоковольтной линии электропередачи. Положительный результат диагностирования состояния гирлянд изоляторов ограничен ввиду наличия интенсивных высокочастотных и низкочастотных сигналов помех, в том числе сигналов короны. Недостатком известного устройства является также дороговизна и сложность оборудования.A disadvantage of the known device is the impossibility of prophylactic monitoring of the state of the garlands of insulators of high-voltage overhead power lines. The known device allows you to identify faulty insulators after an emergency shutdown of a high voltage power line. The positive result of diagnosing the state of insulator strings is limited due to the presence of intense high-frequency and low-frequency interference signals, including corona signals. A disadvantage of the known device is also the high cost and complexity of the equipment.

Задачей заявляемой полезной модели является разработка устройства, обеспечивающего повышение чувствительности к сигналам частичных разрядов, характерных для дефектов гирлянд изоляторов, уменьшение влияния на полезный сигнал интенсивных высокочастотных и низкочастотных сигналов помех, в том числе обусловленных коронными разрядами, и позволяющего проводить профилактический дистанционный контроль состояния гирлянд изоляторов высоковольтных воздушных линий электропередачи по упрощенной схеме измерения.The objective of the claimed utility model is to develop a device that provides increased sensitivity to partial discharge signals characteristic of defects of insulator strings, reducing the effect of intense high-frequency and low-frequency noise signals on the useful signal, including those caused by corona discharges, and allowing preventive remote monitoring of the state of insulator strings high-voltage overhead power lines according to a simplified measurement scheme.

Технический результат достигается тем, что устройство для контроля состояния гирлянд изоляторов воздушных линий электропередачи, содержащее последовательно соединенные антенну, принимающую электромагнитное излучение от гирлянд изоляторов, блок регистрации полезного сигнала, блок индикации полезного сигнала, согласно заявляемой полезной модели, снабжено блоком интеграции импульсов частичных разрядов, выполненным в виде RC-цепи, вход которого соединен с блоком регистрации полезного сигнала, а выход соединен с блоком индикации полезного сигнала, причем в качестве антенны, принимающей электромагнитное излучение от гирлянд изоляторов, использована антенна с узкой диаграммой направленности ультракоротковолнового диапазона волн, в качестве блока регистрации полезного сигнала, выполненного в виде электромагнитного детектора импульсов частичных разрядов, использован высокодобротный измерительный контур, настроенный на частоту 434 МГц с полосой пропускания 150 кГц, и содержащий последовательно соединенные усилитель радиочастоты 434 МГц, смеситель, усилитель промежуточной частоты, фильтр, еще один усилитель промежуточной частоты, детектор низкой частоты и усилитель низкой частоты, а в качестве блока индикации полезного сигнала использован осциллограф и персональный компьютер, соединенные с блоком интеграции импульсов частичных разрядов и выполненные с возможностью расчета среднего количества и средней амплитуды импульсов частичных разрядов, и вывода на дисплей фазового распределения частичных разрядов, распределения амплитудных интервалов частичных разрядов.The technical result is achieved by the fact that the device for monitoring the state of the garlands of insulators of overhead power lines, containing a series-connected antenna receiving electromagnetic radiation from the garlands of insulators, a unit for detecting a useful signal, a unit for indicating a useful signal, according to the claimed utility model, is equipped with a unit for integrating partial discharge pulses, made in the form of an RC circuit, the input of which is connected to the block of registration of the useful signal, and the output is connected to the block of indication useful signal, moreover, as an antenna receiving electromagnetic radiation from insulator strings, an antenna with a narrow radiation pattern of the ultra-short wavelength range was used, and a high-quality measuring circuit tuned to a frequency of 434 was used as a unit for detecting a useful signal made in the form of an electromagnetic detector of pulses of partial discharges MHz with a bandwidth of 150 kHz, and containing a series-connected 434 MHz radio frequency amplifier, mixer, intermediate amplifier th frequency filter, another intermediate-frequency amplifier, a low-frequency detector and a low-frequency amplifier, and an oscilloscope and a personal computer connected to a partial discharge pulse integration unit and configured to calculate the average number and average pulse amplitude as a useful signal display unit partial discharges, and displaying the phase distribution of partial discharges, the distribution of the amplitude intervals of partial discharges.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена блок-схема устройства для контроля состояния гирлянд изоляторов воздушных линий электропередачи, на фиг.1 - блок-схема блока регистрации полезного сигнала.The essence of the utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a block diagram of a device for monitoring the state of a string of insulators of overhead power lines, and Fig. 1 is a block diagram of a block for recording a useful signal.

Устройство для контроля состояния гирлянд изоляторов воздушных линий электропередачи содержит последовательно соединенные антенну 1 с узкой диаграммой направленности ультракоротковолнового диапазона волн, блок 2 регистрации полезного сигнала, блок 3 интеграции импульсов частичных разрядов, выполненный в виде RC-цепи, блок 4 индикации полезного сигнала.The device for monitoring the state of the garlands of insulators of overhead power lines contains a series-connected antenna 1 with a narrow radiation pattern of the ultra-short wavelength range, a unit for registering a useful signal, a unit 3 for integrating partial discharge pulses made in the form of an RC circuit, a unit for indicating a useful signal 4.

В качестве блока 4 индикации полезного сигнала использован осциллограф 5 и персональный компьютер 6, соединенные с блоком 3 интеграции импульсов частичных разрядов и выполненные с возможностью расчета среднего количества и средней амплитуды импульсов частичных разрядов, и вывода на дисплей фазового распределения частичных разрядов, распределения амплитудных интервалов частичных разрядов.As the useful signal indication unit 4, an oscilloscope 5 and a personal computer 6 are used, connected to the partial discharge pulse integration unit 3 and configured to calculate the average number and average amplitude of the partial discharge pulses and display the phase distribution of the partial discharges, the distribution of the amplitude intervals of the partial discharges discharges.

В качестве блока 2 регистрации полезного сигнала, выполненного в виде электромагнитного детектора импульсов частичных разрядов, использован высокодобротный измерительный контур, настроенный на частоту 434 МГц с полосой пропускания 150 кГц. Блок 2 регистрации полезного сигнала, вход которого соединен с направленной антенной 1, содержит последовательно соединенные усилитель 7 радиочастоты 434 МГц, смеситель 8, усилитель 9 промежуточной частоты, полосовой фильтр 10, еще один усилитель 11 промежуточной частоты, детектор 12 и усилитель 13 низкой частоты.As block 2 registration of the useful signal, made in the form of an electromagnetic detector of pulses of partial discharges, used high-quality measuring circuit tuned to a frequency of 434 MHz with a bandwidth of 150 kHz. The useful signal registration unit 2, the input of which is connected to the directional antenna 1, contains a 434 MHz radio frequency amplifier 7, a mixer 8, an intermediate frequency amplifier 9, a bandpass filter 10, another intermediate frequency amplifier 11, a detector 12, and a low frequency amplifier 13.

Устройство для контроля состояния гирлянд изоляторов воздушных линий электропередачи работает следующим образом.A device for monitoring the state of the garland of insulators overhead power lines works as follows.

Используя направленную антенну 1, осуществляют пассивный прием электромагнитного излучения от гирлянд изоляторов высоковольтных воздушных линий электропередачи в ультракоротковолновом (УКВ) диапазоне волн на фиксированной частоте 434 МГц. Далее сигнал от направленной антенны 1 поступает в блок 2 регистрации полезного сигнала на усилитель 7 радиочастоты 434 МГц, смеситель 8, усилитель 9 промежуточной частоты, полосовой фильтр 10, еще один усилитель 11 промежуточной частоты, детектор 12 и усилитель 13 низкой частоты. За счет того, что в качестве блока 2 регистрации полезного сигнала, выполненного в виде электромагнитного детектора импульсов частичных разрядов, использован высокодобротный измерительный контур, настроенный на частоту 434 МГц с полосой пропускания 150 кГц, обеспечивается повышенная чувствительность контура к частичным разрядам длительностью от 1 наносекунды и выше и пониженная чувствительность к сигналам короны, а также нечувствительность к другим высокочастотным и низкочастотным шумовым сигналам. Далее сигнал поступает в блок 3, в котором происходит интеграция (накопление) импульсов частичных разрядов и затем, в блок 4 индикации полезного сигнала. В качестве блока 4 может быть использован осциллограф и персональный компьютер, являющийся устройством обработки полезных сигналов. Обработку полезного сигнала проводят путем расчета среднего количества импульсов частичных разрядов, средней амплитуды импульсов частичных разрядов, зарегистрированных в течение 50 циклов измерений, при этом длительность каждого цикла составляет 20 миллисекунд. Затем на дисплей персонального компьютера выводятся данные обработки полезных сигналов, такие как усредненные количество и амплитуда сигналов частичных разрядов, фазовое распределение частичных разрядов, распределение амплитудных интервалов частичных разрядов.Using a directional antenna 1, passive reception of electromagnetic radiation from a string of insulators of high-voltage overhead power lines in the ultra-short-wave (VHF) wavelength range at a fixed frequency of 434 MHz is performed. Next, the signal from the directional antenna 1 enters the block 2 registration of the useful signal to the amplifier 7 of the radio frequency 434 MHz, mixer 8, amplifier 9 of the intermediate frequency, bandpass filter 10, another amplifier 11 of the intermediate frequency, detector 12 and amplifier 13 low frequency. Due to the fact that as a unit 2 of the registration of the useful signal, made in the form of an electromagnetic detector of pulses of partial discharges, a high-quality measuring circuit tuned to a frequency of 434 MHz with a bandwidth of 150 kHz is used, an increased sensitivity of the circuit to partial discharges lasting from 1 nanosecond and higher and lower sensitivity to corona signals, as well as insensitivity to other high-frequency and low-frequency noise signals. Next, the signal enters block 3, in which the integration (accumulation) of pulses of partial discharges takes place, and then, in block 4 indicating the useful signal. As block 4, an oscilloscope and a personal computer, which is a device for processing useful signals, can be used. The useful signal is processed by calculating the average number of partial discharge pulses, the average amplitude of the partial discharge pulses recorded during 50 measurement cycles, and the duration of each cycle is 20 milliseconds. Then, the processing of useful signals, such as the average number and amplitude of the partial discharge signals, the phase distribution of the partial discharges, and the distribution of the amplitude intervals of the partial discharges, are displayed on a personal computer display.

О наличии неисправной гирлянды изоляторов воздушных линий электропередачи судят по частоте следования сигналов частичных разрядов, более 100 за секунду, распознаваемых по осциллограмме регистрируемого сигнала, и по амплитуде, которая для исправной гирлянды составляет не более 25 мВ с расстояния 10 метров линии, напряжением 110 кВ.The presence of a faulty garland of overhead power line insulators is judged by the frequency of the partial discharge signals, more than 100 per second, recognized by the oscillogram of the recorded signal, and by the amplitude, which for a working garland is no more than 25 mV from a distance of 10 meters of the line, voltage 110 kV.

Таким образом, использование заявляемой полезной модели позволит:Thus, the use of the claimed utility model will allow:

- повысить чувствительность блока регистрации полезного сигнала к сигналам частичных разрядов, характерных для дефектов гирлянд изоляторов, а также уменьшить влияние на полезный сигнал интенсивных высокочастотных и низкочастотных сигналов помех, в том числе обусловленных коронными разрядами,- increase the sensitivity of the registration block of the useful signal to the signals of partial discharges characteristic of defects of insulator strings, and also reduce the effect on the useful signal of intense high-frequency and low-frequency interference signals, including those caused by corona discharges,

- обеспечить возможность профилактического дистанционного контроля состояния гирлянд изоляторов высоковольтных воздушных линий электропередачи по упрощенной схеме измерения.- to provide the possibility of preventive remote monitoring of the state of the garlands of insulators of high-voltage overhead power lines according to a simplified measurement scheme.

Claims

A device for monitoring the state of the garlands of insulators of overhead power lines, containing a series-connected antenna receiving electromagnetic radiation from the garlands of insulators, a unit for registering a useful signal, a unit for indicating a useful signal, characterized in that it is equipped with an integration unit for partial discharge pulses made in the form of an RC circuit the input of which is connected to the unit for registering the useful signal, and the output is connected to the unit for indicating the useful signal, moreover, as an antenna receiving an electric electromagnetic radiation from insulator strings, an antenna with a narrow radiation pattern of the ultra-short wavelength range was used, as a unit for recording a useful signal, made in the form of an electromagnetic detector of partial discharge pulses, a high-quality measuring circuit tuned to a frequency of 434 MHz with a bandwidth of 150 kHz and containing in series connected 434 MHz radio frequency amplifier, mixer, intermediate frequency amplifier, filter, another intermediate hour amplifier They include a low-frequency detector and a low-frequency amplifier, and an oscilloscope and a personal computer connected to an integration block of partial discharge pulses and configured to calculate the average number and average amplitude of partial discharge pulses and display the phase distribution as a useful signal display unit partial discharges, the distribution of the amplitude intervals of partial discharges.