RU2402030C1 - Method for remote monitoring quality of insulation of components of high-voltage alternating current electrical installations - Google Patents

Method for remote monitoring quality of insulation of components of high-voltage alternating current electrical installations Download PDF

Info

Publication number
RU2402030C1
RU2402030C1 RU2009137474/28A RU2009137474A RU2402030C1 RU 2402030 C1 RU2402030 C1 RU 2402030C1 RU 2009137474/28 A RU2009137474/28 A RU 2009137474/28A RU 2009137474 A RU2009137474 A RU 2009137474A RU 2402030 C1 RU2402030 C1 RU 2402030C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
determined
alternating current
voltage
phase
Prior art date
Application number
RU2009137474/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Андреевич Белов (RU)
Александр Андреевич Белов
Александр Петрович Калинин (RU)
Александр Петрович Калинин
Игорь Владимирович Крысюк (RU)
Игорь Владимирович Крысюк
Игорь Дмитриевич Родионов (RU)
Игорь Дмитриевич Родионов
Алексей Игоревич Родионов (RU)
Алексей Игоревич Родионов
Сергей Николаевич Степанов (RU)
Сергей Николаевич Степанов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Реагент"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Реагент" filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Реагент"
Priority to RU2009137474/28A priority Critical patent/RU2402030C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2402030C1 publication Critical patent/RU2402030C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method is based using a monophotonic UV radiation detector to detect corona discharge arising during leakage of current from components of high-voltage alternating current installations, e.g. high-voltage power lines. Radiation from the object under analysis passes through an optical system which ensures passage of UV radiation in a given solar-blind range and attenuation of radiation at different wavelength. Separate photons are detected and counted and their passage time and coordinates are determined. Based on the obtained data, the position of the radiation source is determined and time versus amplitude curve is plotted. The fundamental frequency of alternating current is determined. A spectrogram is calculated and presence of partial discharges and their recurrence rate is determined based on analysis of the spectrogram. Correlation between photon counting rate and instantaneous phase of the alternating current is established, thereby obtaining information on instantaneous power of UV radiation at the selected frequency. A phase integral characteristic and an amplitude-phase distribution characteristic are plotted based on said information. Relative intensity of radiation of partial discharges in different phases is determined by analysing these characteristics.
EFFECT: reliable and simple monitoring.
6 cl, 5 dwg

Description

В настоящее время одной из наиболее актуальных задач электроэнергетики является создание способа и устройства для качественной и количественной дистанционной регистрации состояния элементов высоковольтных установок переменного тока. Нарушение качества изоляции сопровождается возникновением коронного разряда.Currently, one of the most urgent tasks of the electric power industry is the creation of a method and device for the qualitative and quantitative remote recording of the state of the elements of high-voltage AC installations. Violation of the quality of insulation is accompanied by the appearance of a corona discharge.

Коронный разряд на высоковольтных установках и на протяженных участках линий электропередач (ЛЭП) особенно сильно проявляется при повышенной влажности и в условиях сильных загрязнений и дефектов элементов высоковольтных установок (например, электроизоляторов на ЛЭП). Коронный разряд, возникающий в местах нарушения качества изоляции и сильных загрязнениях, имеет особые проявления, выражающиеся в виде так называемых высокочастотных частичных разрядов (ЧР). ЧР заключается в возникновении кратковременных импульсов тока (стримеров), проходящих через загрязненные участки. ЧР сопровождаются высокочастотными вспышками на фоне коронного разряда. Появление ЧР является основным критерием, по которому производится оценка качества изоляции.Corona discharge in high-voltage installations and in long sections of power lines (power lines) is especially pronounced at high humidity and in conditions of severe pollution and defects in elements of high-voltage installations (for example, electrical insulators on power lines). A corona discharge occurring in places of violation of insulation quality and severe pollution has special manifestations, expressed in the form of so-called high-frequency partial discharges (PD). PD consists in the occurrence of short-term current pulses (streamers) passing through contaminated sites. PD are accompanied by high-frequency flares against the background of a corona discharge. The appearance of the Czech Republic is the main criterion by which the quality of insulation is evaluated.

Наиболее традиционным методом диагностирования состояния высоковольтных установок является метод подачи тестовых высоковольтных импульсов при непосредственном присоединении специальных устройств к испытуемой цепи с последующим осциллографированием отраженного сигнала. Данный метод наиболее однозначно регистрирует состояние электроустановок, однако он требует отключения основного напряжения, что не всегда возможно.The most traditional method for diagnosing the state of high-voltage installations is the method of supplying test high-voltage pulses by directly connecting special devices to the circuit under test, followed by oscilloscope reflection of the reflected signal. This method most unambiguously registers the state of electrical installations, however, it requires disconnecting the main voltage, which is not always possible.

Существуют различные бесконтактные методы регистрации повреждения ЛЭП высокого напряжения: акустический и оптоэлектронные методы. К их достоинствам относится возможность работать при поданном высоком напряжении на ЛЭП. Акустический метод основан на эффекте излучения звука от ЧР, отличающегося характерным потрескиванием. Звук при помощи сверхчувствительного микрофона преобразуется в электрический сигнал, затем анализируется специальными алгоритмами. Электромагнитный метод основан на приеме радиоизлучения, возникающего в результате протекания ЧР. К достоинствам обоих методов относится то, что они позволяют регистрировать скрытые повреждения внутри изоляции, однако на фоне помех регистрация ЧР не всегда возможна.There are various non-contact methods for recording damage to high voltage power lines: acoustic and optoelectronic methods. Their advantages include the ability to work at high voltage supplied to power lines. The acoustic method is based on the effect of sound radiation from the Czech Republic, characterized by a characteristic crackle. Sound using an ultra-sensitive microphone is converted into an electrical signal, then analyzed by special algorithms. The electromagnetic method is based on the reception of radio emission resulting from the occurrence of PD. The advantages of both methods include the fact that they allow you to register hidden damage inside the insulation, however, against the background of interference, registration of the PD is not always possible.

Весьма перспективными способами обнаружения коронного разряда являются оптоэлектронные методы. Основной проблемой в этих методах является засветка от посторонних источников, наиболее сильным из которых является Солнце. Вклад в солнечное излучение на поверхности Земли ультрафиолетового (УФ) излучения в существенной мере зависит от текущей прозрачности атмосферы. При этом спектральный диапазон от 200 до 315 нм можно охарактеризовать как свободный от воздействия солнечного излучения (солнечно-слепой). Именно с использованием анализа УФ-излучения в этом диапазоне возможно создание эффективного способа регистрации УФ-излучения коронного разряда, возникающего при утечке тока с элементов высоковольтных установок переменного тока с последующим анализом полученной информации и получением количественных и качественных данных о состоянии изоляции элементов таких установок.Very promising methods for detecting corona discharge are optoelectronic methods. The main problem in these methods is exposure from extraneous sources, the most powerful of which is the Sun. The contribution of ultraviolet (UV) radiation to solar radiation on the Earth's surface substantially depends on the current transparency of the atmosphere. In this case, the spectral range from 200 to 315 nm can be described as free from exposure to solar radiation (sun-blind). It is using analysis of UV radiation in this range that it is possible to create an effective method for recording UV radiation from a corona discharge that occurs when current leaks from elements of high-voltage AC installations, followed by analysis of the obtained information and obtaining quantitative and qualitative data on the insulation state of elements of such installations.

Известен детектор коронного разряда (патент США №5886344, «Corona detector with narrow-band optical filter», МПК G02B 23/12; опубл. 23.03.1999), который предназначен для дистанционной регистрации коронного разряда. Функционирование детектора заключается в том, что излучение от исследуемого объекта пропускают через оптическую систему, обеспечивающую прохождение ультрафиолетового излучения в заданном солнечно-слепом диапазоне и подавление излучения волн другой длины. Система линз, связанная с фильтром, обеспечивающим пропускание излучения исключительно УФ-диапазона, формирует изображение удаленного объекта.Known corona detector (US patent No. 5886344, "Corona detector with narrow-band optical filter", IPC G02B 23/12; publ. 03.23.1999), which is designed for remote recording of corona discharge. The functioning of the detector is that the radiation from the object under study is passed through an optical system that ensures the passage of ultraviolet radiation in a given solar-blind range and suppresses the emission of waves of a different length. The lens system associated with the filter, providing transmission of radiation exclusively in the UV range, forms an image of a distant object.

Существенным недостатком этого известного детектора является то, что с его помощью можно получить только изображение свечения коронного разряда. Получить какую-либо количественную информацию и сделать соответствующие выводы о состоянии изоляции элементов высоковольтных установок переменного тока невозможно.A significant drawback of this known detector is that with its help you can get only the image of the glow of the corona discharge. It is impossible to obtain any quantitative information and draw the appropriate conclusions about the insulation state of the elements of high-voltage AC installations.

Задачей, поставленной при создании настоящего изобретения, является преодоление указанного недостатка и обеспечение получения как качественной, так и количественной информации о состоянии изоляции.The task of the present invention is to overcome this drawback and ensure that both qualitative and quantitative information about the state of isolation is obtained.

Техническим результатом является создание надежного способа контроля за самыми разнообразными элементами изоляции высоковольтных установок переменного тока, например состояния изоляторов высоковольтных линий электропередач. Применение данного способа позволит существенно упростить контроль качества изоляции, предотвратить возможные катастрофические последствия разрушения изоляции, например пожары.The technical result is the creation of a reliable way to control a wide variety of insulation elements of high-voltage AC installations, for example, the condition of insulators of high-voltage power lines. The application of this method will significantly simplify the quality control of insulation, prevent possible catastrophic consequences of the destruction of insulation, such as fires.

Поставленная задача решается, а указанные результаты достигаются тем, что в способе обнаружения коронного разряда, заключающемся в том, что излучение от исследуемого объекта пропускают через оптическую систему, обеспечивающую прохождение ультрафиолетового излучения в заданном солнечно-слепом диапазоне и подавление излучения волн другой длины, производят регистрацию отдельных фотонов, выполняют их счет, определяют время и координаты их прихода. На основании полученных данных определяют положение источника излучения, формируют время-амплитудную характеристику излучения, выделяют основную частоту переменного тока, вычисляют спектрограмму и определяют на основании ее анализа наличие частичных разрядов, частоту их следования и повторения. Затем устанавливают соответствие между интенсивностью счета фотонов и мгновенной фазой переменного напряжения, получая информацию о мгновенной мощности ультрафиолетового излучения на выбранной частоте, на основе этой информации строят фазовую интегральную характеристику и характеристику амплитудно-фазового распределения, анализируя эти характеристики, определяют относительную интенсивность излучения частичных разрядов в различных фазах, получая качественные и количественные характеристики качества изоляции объекта. Для выделения основной частоты возможно применение Фурье. Наличие частичных разрядов определяют путем построения спектрограммы методом вейвлет-преобразований. Соответствие между интенсивностью счета фотонов и мгновенной фазой переменного напряжения линии устанавливают путем использования метода Фурье-преобразований или путем использования метода вейвлет-преобразования. При реализации предлагаемого способа обеспечивают пропускание ультрафиолетового излучения в диапазоне 250-280 нм.The problem is solved, and these results are achieved by the fact that in the method of detecting a corona discharge, which consists in the fact that the radiation from the object under study is passed through an optical system that ensures the passage of ultraviolet radiation in a given solar-blind range and suppresses radiation of waves of a different length, register individual photons, perform their count, determine the time and coordinates of their arrival. Based on the data obtained, the position of the radiation source is determined, the time-amplitude characteristic of the radiation is formed, the main frequency of the alternating current is extracted, the spectrogram is calculated and the presence of partial discharges, their repetition rate and repetition are determined on the basis of its analysis. Then, a correspondence is established between the photon counting intensity and the instantaneous phase of the alternating voltage, obtaining information about the instantaneous ultraviolet radiation power at the selected frequency, based on this information, the phase integral characteristic and the amplitude-phase distribution characteristic are constructed, analyzing these characteristics, the relative radiation intensity of partial discharges is determined in different phases, receiving qualitative and quantitative characteristics of the quality of the insulation of the object. To select the fundamental frequency, Fourier is possible. The presence of partial discharges is determined by constructing a spectrogram by the wavelet transform method. The correspondence between the photon counting intensity and the instantaneous phase of the ac line voltage is established by using the Fourier transform method or by using the wavelet transform method. When implementing the proposed method provide transmission of ultraviolet radiation in the range of 250-280 nm.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, где:The essence of the proposed method is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 схематично представлено устройство, в котором реализуется предлагаемый способ;figure 1 schematically shows a device in which the proposed method is implemented;

на фиг.2 показана зависимость спектральной интенсивности от частоты, полученная методом Фурье;figure 2 shows the dependence of spectral intensity on frequency obtained by the Fourier method;

на фиг.3 показан пример спектрограммы амплитудно-временного изменения плотности потока при наличии частичных разрядов, полученный при использовании материнского вейвлета Морле;figure 3 shows an example of a spectrogram of the amplitude-time change in flux density in the presence of partial discharges, obtained using the mother Morlet wavelet;

на фиг.4 показана ФИХ счета фотонов коронного разряда, в котором присутствуют ЧР;figure 4 shows the FIH photon count of the corona discharge in which the PD is present;

на фиг.5 представлены диаграммы АФР для шести фазовых интервалов, обозначенных цифрами на фиг.4.figure 5 presents diagrams of AFR for six phase intervals indicated by the numbers in figure 4.

Устройство, в котором реализуется предлагаемый способ, содержит оптическую систему, включающую УФ-объектив 1, в котором используются линзы 2, специальные кристаллы 3 с пропусканием УФ-излучения в диапазоне 250-280 нм и подавлением других длин волн, а также УФ-фильтры 4. За названными фильтрами размещен монофотонный время-координатно-чувствительный детектор (ВКЧД) 5, временной канал 6, электронная система управления 7.A device that implements the proposed method contains an optical system including a UV lens 1, which uses lenses 2, special crystals 3 with transmission of UV radiation in the range of 250-280 nm and suppression of other wavelengths, as well as UV filters 4 A monophoton time-coordinate-sensitive detector (VCHD) 5, a time channel 6, an electronic control system 7 are placed behind the filters.

Предлагаемый способ реализуют в устройстве следующим образом. Фотоны от источника коронного разряда, возникающего на элементах высоковольтных электрических установках переменного тока, попадают в оптическую систему, которая пропускает фотоны выбранного диапазона УФ-излучения и подавляет излучение всех остальных длин волн. Коэффициент подавления фотонов с длинами волн, отличными от выбранного диапазона УФ-излучения (250-280 нм), может достигать 10-14. Благодаря оптической системе обеспечивается солнечно-слепой режим регистрации УФ-излучения, что позволяет эксплуатировать устройство в условиях интенсивного солнечного излучения, попадающего непосредственно в объектив. Прошедший через оптическую систему 1 фотон УФ-излучения попадает на ВКЧД 4. Время-координатно-чувствительный детектор позволяет преобразовать поток фотонов в поток электронов, усилить этот поток электронов в 105-107 раз, определить координаты попадания фотонов на входную поверхность ВКЧД, получить сигнал о времени прихода фотона, выполнить счет фотонов.The proposed method is implemented in the device as follows. Photons from a corona discharge source that occurs on elements of high-voltage electrical installations of alternating current enter the optical system, which transmits photons of a selected range of UV radiation and suppresses radiation of all other wavelengths. The suppression coefficient of photons with wavelengths other than the selected range of UV radiation (250-280 nm) can reach 10 -14 . Thanks to the optical system, a sun-blind mode for detecting UV radiation is provided, which makes it possible to operate the device in conditions of intense solar radiation incident directly on the lens. The UV photon passing through the optical system 1 is incident on the VCPF 4. The time-coordinate sensitive detector makes it possible to convert the photon flux into an electron flux, amplify this electron flux by 10 5 -10 7 times, determine the coordinates of the photons incident on the VCPF input surface, and obtain signal about the time of arrival of the photon, perform the count of photons.

Полученные данные используют для определения положения источника излучения, проведения временного анализа на основе измерения амплитудно-временных характеристик (за счет малой временной постоянной на уровне ниже 1 нс) и последующего построения время-амплитудной характеристики излучения. Далее выделяют основную частоту переменного тока и вычисляют спектрограмму. Анализируя спектрограмму, определяют наличие частичных разрядов, частоту их следования и повторения.The obtained data is used to determine the position of the radiation source, conduct a temporary analysis based on measuring the amplitude-time characteristics (due to the small time constant at a level below 1 ns) and then construct the time-amplitude characteristic of the radiation. Next, the main frequency of the alternating current is isolated and a spectrogram is calculated. Analyzing the spectrogram, determine the presence of partial discharges, their frequency of repetition and repetition.

Для спектрального анализа амплитудно-временного изменения плотности потока излучения от элементов электроустановки возможно использование различных методов, в частности методов дискретного преобразования Фурье (ДПФ) и дискретное вейвлет-преобразование (ДВП).For spectral analysis of the amplitude-time change in the density of the radiation flux from the elements of an electrical installation, it is possible to use various methods, in particular, the methods of discrete Fourier transform (DFT) and discrete wavelet transform (DVP).

Коронный разряд, возникающий на элементах высоковольтных электроустановок переменного тока, является периодическим процессом. Для переменного тока разряд возникает только на полуволнах высокого напряжения, таким образом, в спектре сигнала должна быть удвоенная частота колебаний электросети 100 Гц. Изображение Фурье (фиг.2) показывает наличие основной гармонической составляющей на частоте сети, что, с одной стороны, подтверждает то, что это УФ-излучение от коронного разряда, возникающего на ЛЭП переменного тока, и, с другой стороны, позволяет контролировать отклонение частоты электросети от заданных норм.Corona discharge arising on the elements of high-voltage electrical installations of alternating current is a periodic process. For alternating current, a discharge occurs only at high-voltage half-waves, thus, the signal spectrum should have twice the oscillation frequency of the mains 100 Hz. The Fourier image (Fig. 2) shows the presence of the main harmonic component at the mains frequency, which, on the one hand, confirms that this is UV radiation from a corona discharge occurring on an AC power line, and, on the other hand, allows controlling the frequency deviation electric networks from the set norms.

Использование метода ДПФ для анализа амплитудно-временного изменения плотности потока излучаемой элементами электроустановок энергии имеет ряд недостатков, к которым главным образом относится то, что используемая базисная гармоническая функция не локализована во времени. Временные отклонения значения частоты электросети приводят к расползанию пика изображения Фурье, а также к его уменьшению из-за сдвига фазы.The use of the DFT method to analyze the amplitude-time change in the flux density of the energy radiated by elements of electrical installations has a number of disadvantages, which mainly include the fact that the used harmonic basis function is not localized in time. Temporary deviations in the frequency of the mains lead to the spread of the peak of the Fourier image, as well as to its decrease due to phase shift.

Более мощным аналитическим аппаратом спектрального анализа амплитудно-временного изменения плотности потока излучаемой элементами электроустановок энергии по сравнению с ДПФ является дискретное вейвлет-преобразование (ДВП), появившееся в 80-х года прошлого столетия. В отличие от ДПФ базисная функция которого жестко задана, ДВП может иметь различные базисные функции, или так называемые материнские вейвлеты.A more powerful analytical apparatus for spectral analysis of the amplitude-time change in the flux density of the energy radiated by the elements of electrical installations compared to the DFT is the discrete wavelet transform (DWP), which appeared in the 80s of the last century. In contrast to the DFT, the basis function of which is rigidly defined, the fiberboard can have various basis functions, or the so-called mother wavelets.

Вейвлет-спектр Ws(a, b) в отличие от Фурье-спектра является функцией двух аргументов: первый аргумент а (временной масштаб) аналогичен периоду осцилляции, т.е. обратно пропорционален частоте, а второй аргумент b аналогичен смещению сигнала по оси времени. Таким образом, вейвлет-преобразование можно сравнить с «математическим микроскопом», где увеличение - масштабный коэффициент, сдвиг - перемещение, а тип вейвлета характеризует оптические свойства микроскопа. На фиг.3 показан пример спектрограммы амплитудно-временного изменения плотности потока излучаемой элементами электроустановок энергии при наличии ЧР при использовании материнского вейвлета Морле. Из литературных источников известно, что частота следования ЧР лежит в пределах 0,5-5 кГц. Временное разрешение и чувствительность монофотонного фотоприемника позволяют регистрировать излучение от ЧР, что важно, так как именно они являются признаком нарушения качества изоляции. На фиг.3 хорошо видны особенности, связанные как с основной частотой переменного напряжения сети, так и связанные с появлением ЧР. Именно в этом и состоит основная особенность предлагаемого способа - определение наличия в коронном разряде ЧР. Спектрограмма дает наглядное представление о гармонических составляющих сигнала и о том, в каких временных интервалах произошли данные гармонические всплески.The wavelet spectrum W s (a, b), in contrast to the Fourier spectrum, is a function of two arguments: the first argument a (time scale) is similar to the oscillation period, i.e. inversely proportional to the frequency, and the second argument b is similar to the signal offset along the time axis. Thus, the wavelet transform can be compared with a “mathematical microscope,” where magnification is the scale factor, shift is displacement, and the type of wavelet characterizes the optical properties of the microscope. Figure 3 shows an example of a spectrogram of the amplitude-temporal change in the flux density of the energy radiated by the elements of electrical installations in the presence of PD when using the Morlet mother wavelet. From literary sources it is known that the repetition rate of the PD lies in the range of 0.5-5 kHz. The temporal resolution and sensitivity of the monophotonic photodetector allow recording radiation from the PD, which is important, since they are a sign of a violation of the insulation quality. Figure 3 clearly shows the features associated with both the main frequency of the alternating voltage of the network, and associated with the appearance of the PD. This is precisely what the main feature of the proposed method consists in: determining the presence of a PD in the corona discharge. The spectrogram provides a visual representation of the harmonic components of the signal and about in which time intervals these harmonic bursts occurred.

Наблюдение всплесков на вейвлет-спектрограмме позволяет лишь визуально определить наличие ЧР, однако для определения количественных характеристик требуется построение дополнительных характеристик. Такими характеристиками являются фазовая интегральная характеристика (ФИХ), амплитудное распределение (АР) и амплитудно-фазовое распределение (АФР). Эти характеристики могут быть построены только при наличии временных измерений с ВКЧД. Для построения этих характеристик устанавливают соответствие между интенсивностью счета фотонов и мгновенной фазой переменного напряжения, обеспечивая создание так называемого механизма фазовой привязки. Результатом фазовой привязки является последовательность, содержащая мгновенную фазу мощности УФ-излучения на выбранной частоте, на основе которой производится построение ФИХ, АР и АФР.The observation of bursts on the wavelet spectrogram allows one to only visually determine the presence of PD, however, to determine the quantitative characteristics, it is necessary to construct additional characteristics. Such characteristics are the phase integral characteristic (FIG), amplitude distribution (AR) and amplitude-phase distribution (AFR). These characteristics can be built only in the presence of temporary measurements with VCHD. To build these characteristics, a correspondence is established between the photon counting intensity and the instantaneous phase of alternating voltage, providing the creation of the so-called phase-locking mechanism. The result of phase binding is a sequence containing the instantaneous phase of the UV radiation power at the selected frequency, on the basis of which the FIG, AR and AFR are constructed.

Анализируя указанные характеристики, определяют относительную интенсивность излучения частичных разрядов в различных фазах, получая, таким образом, качественные и количественные характеристики изоляции объекта.By analyzing these characteristics, the relative radiation intensity of partial discharges in various phases is determined, thus obtaining qualitative and quantitative characteristics of the object's insulation.

ФИХ позволяет определить модуль мгновенного напряжения электросети для каждого частичного разряда. Это является основой для вычисления таких важных параметров, характеризующего коронный разряд, как напряжение зажигания и погасания коронного разряда для положительного и отрицательного полупериода напряжения электросети, а также частоты следования ЧР. На фиг.4 показана ФИХ счета фотонов с четырьмя ЧР, из которой следует, что ЧР возникают при больших напряжениях электросети. Построение АФР, с одной стороны, является альтернативным ФИХ методом визуализации ЧР, а с другой стороны, из АФР можно извлекать количественные характеристики, так как определенные максимумы, получаемые на графиках АФР (фиг.4), свидетельствуют об интенсивности излучения ЧР в различных фазах. На фиг.5 представлены диаграммы АФР для шести фазовых интервалов, обозначенных цифрами на фиг.4, из которых следует, что распределения для коронного разряда при небольших напряжениях электросети (интервалы 1 и 6) имеют убывающий вид, что характерно для коронного разряда без ЧР, а при больших напряжениях (особенно для интервалов 3 и 4) интенсивность фотонов резко возрастает и имеет довольно сложный вид. Интенсивности счета фотонов для различных фаз напряжения электросети позволяют оценивать количественные интенсивности ЧР.FIG allows you to determine the instantaneous voltage module for each partial discharge. This is the basis for calculating such important parameters characterizing the corona discharge as the ignition voltage and extinction of the corona discharge for the positive and negative half-periods of the power supply voltage, as well as the repetition rate of the PD. Figure 4 shows the FIH of the photon count with four PDs, from which it follows that PDs occur at high voltage. The construction of AFR, on the one hand, is an alternative IIR method for visualizing the PD, and on the other hand, quantitative characteristics can be extracted from the AFR, since certain maxima obtained on the AFR graphs (Fig. 4) indicate the intensity of PD radiation in different phases. Figure 5 presents the AFR diagram for six phase intervals, indicated by the numbers in figure 4, from which it follows that the distribution for the corona discharge at low voltage (intervals 1 and 6) have a decreasing form, which is typical for corona discharge without PD, and at high voltages (especially for intervals 3 and 4), the photon intensity increases sharply and has a rather complex form. The photon counting intensities for various phases of the mains voltage make it possible to estimate the quantitative PD intensities.

Указанные диаграммы были получены при испытании детектора, работающего по предлагаемому способу на одной из подстанций РАО «ЕС России», что подтверждает промышленную применимость предлагаемого способа.These diagrams were obtained when testing a detector operating according to the proposed method at one of the substations of RAO "EU of Russia", which confirms the industrial applicability of the proposed method.

Claims (6)

1. Способ дистанционного контроля качества изоляции объектов высоковольтных электрических установок переменного тока, заключающийся в том, что излучение от исследуемого объекта пропускают через оптическую систему, обеспечивающую прохождение ультрафиолетового излучения в заданном солнечно-слепом диапазоне и подавление излучения волн другой длины, отличающийся тем, что производят регистрацию отдельных фотонов, выполняют их счет, определяют время и координаты их прихода, на основании полученных данных определяют положение источника излучения, формируют время-амплитудную характеристику излучения, выделяют основную частоту переменного тока, вычисляют спектрограмму и определяют на основании ее анализа наличие частичных разрядов, частоту их следования и повторения, устанавливают соответствие между интенсивностью счета фотонов и мгновенной фазой переменного напряжения, получая информацию о мгновенной мощности ультрафиолетового излучения на выбранной частоте, на основе этой информации строят фазовую интегральную характеристику и характеристику амплитудно-фазового распределения, анализируя эти характеристики определяют относительную интенсивность излучения частичных разрядов в различных фазах, получая качественные и количественные характеристики качества изоляции объекта.1. The method of remote control of the quality of insulation of objects of high-voltage electrical installations of alternating current, which consists in the fact that the radiation from the studied object is passed through an optical system that ensures the passage of ultraviolet radiation in a given solar-blind range and suppresses radiation of waves of a different length, characterized in that they produce registration of individual photons, they are counted, the time and coordinates of their arrival are determined, based on the data obtained, the position of the source is determined and radiation, form the time-amplitude characteristic of the radiation, select the main frequency of the alternating current, calculate the spectrogram and determine on the basis of its analysis the presence of partial discharges, the frequency of their repetition and repetition, establish a correspondence between the photon counting intensity and the instantaneous phase of the alternating voltage, obtaining information about the instantaneous power ultraviolet radiation at the selected frequency, based on this information, the integral phase characteristic and the amplitude-phase characteristic are built distribution, analyzing these characteristics determine the relative intensity of the radiation of partial discharges in various phases, obtaining qualitative and quantitative characteristics of the quality of the insulation of the object. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение основной частоты осуществляют использованием метода Фурье.2. The method according to claim 1, characterized in that the selection of the fundamental frequency is carried out using the Fourier method. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что наличие частичных разрядов определяют путем построения спектрограммы методом вейлет преобразований.3. The method according to claim 1, characterized in that the presence of partial discharges is determined by constructing a spectrogram by the wavelet transform method. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что соответствие между интенсивностью счета фотонов и мгновенной фазой переменного напряжения линии устанавливают путем использования метода Фурье преобразований.4. The method according to claim 1, characterized in that the correspondence between the intensity of the photon count and the instantaneous phase of the alternating voltage of the line is established by using the Fourier transform method. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что соответствие между интенсивностью счета фотонов и мгновенной фазой переменного напряжения устанавливают путем использования метода вейвлет преобразования.5. The method according to claim 1, characterized in that the correspondence between the photon counting intensity and the instantaneous phase of the alternating voltage is established by using the wavelet transform method. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают пропускание ультра-фиолетового излучения в диапазоне 250-280 нм. 6. The method according to claim 1, characterized in that they transmit ultra-violet radiation in the range of 250-280 nm.
RU2009137474/28A 2009-10-12 2009-10-12 Method for remote monitoring quality of insulation of components of high-voltage alternating current electrical installations RU2402030C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009137474/28A RU2402030C1 (en) 2009-10-12 2009-10-12 Method for remote monitoring quality of insulation of components of high-voltage alternating current electrical installations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009137474/28A RU2402030C1 (en) 2009-10-12 2009-10-12 Method for remote monitoring quality of insulation of components of high-voltage alternating current electrical installations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2402030C1 true RU2402030C1 (en) 2010-10-20

Family

ID=44024011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009137474/28A RU2402030C1 (en) 2009-10-12 2009-10-12 Method for remote monitoring quality of insulation of components of high-voltage alternating current electrical installations

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2402030C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612937C1 (en) * 2015-11-10 2017-03-13 Александр Федорович Осипов Unmanned aircraft system for the corona discharge coordinates determination
RU2715364C1 (en) * 2019-08-15 2020-02-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for remote determination of corona discharge coordinates on a high-voltage power transmission line
RU2733331C1 (en) * 2019-06-25 2020-10-01 Общество с ограниченной ответственностью "ГУМИЧ" Apparatus for detecting and determining intensity of corona discharge and accompanying overheating of investigated region/object
RU2744569C1 (en) * 2020-08-12 2021-03-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for remote determination of coordinates of occurrence of corona discharges on high-voltage power transmission lines
RU2815081C1 (en) * 2023-08-29 2024-03-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Arc and partial discharge protection device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612937C1 (en) * 2015-11-10 2017-03-13 Александр Федорович Осипов Unmanned aircraft system for the corona discharge coordinates determination
RU2733331C1 (en) * 2019-06-25 2020-10-01 Общество с ограниченной ответственностью "ГУМИЧ" Apparatus for detecting and determining intensity of corona discharge and accompanying overheating of investigated region/object
RU2715364C1 (en) * 2019-08-15 2020-02-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for remote determination of corona discharge coordinates on a high-voltage power transmission line
RU2744569C1 (en) * 2020-08-12 2021-03-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for remote determination of coordinates of occurrence of corona discharges on high-voltage power transmission lines
RU2815081C1 (en) * 2023-08-29 2024-03-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Arc and partial discharge protection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Covas et al. Identification and mitigation of narrow spectral artifacts that degrade searches for persistent gravitational waves in the first two observing runs of Advanced LIGO
Durst et al. Density fluctuation measurements via beam emission spectroscopy
US6172862B1 (en) Partial discharge relay and monitoring device
Farahani et al. Reduction in the number of averages required in BOTDA sensors using wavelet denoising techniques
RU2402030C1 (en) Method for remote monitoring quality of insulation of components of high-voltage alternating current electrical installations
CN109085480A (en) It is a kind of for detecting the system and method for GIS internal discharge information
Schwarz et al. Modern technologies in optical partial discharge detection
RU2009121562A (en) DETECTION OF DISTURBANCE OF THE PHASE OF LIGHT PROVIDING IN AN OPTICAL WAVEGUIDE
EP2808673B1 (en) Non-contact discharge evaluation method and non-contact discharge evaluation apparatus
Muhr et al. Experience with optical partial discharge detection
Boczar et al. Indicator analysis of partial discharges measured using various methods in paper-oil insulation
Frącz et al. Diagnosis of high voltage insulators made of ceramic using spectrophotometry
Xie et al. Partial discharge detection in transformer based on optical method
CN113009295B (en) Multispectral monitoring data analysis method for partial discharge
RU2633651C1 (en) Method for detecting low-current electric arc in radio electronic equipment
Parkhomenko et al. Designing a combined device for determining the place of arc discharge
Michael et al. Partial discharge impulse characteristics of different detection systems
Xie et al. Study on optical-electrical signal characteristics of partial discharge of gas-insulated electric equipment
Luo Transient earth voltage (TEV) based partial discharge detection and analysis
Fukuchi et al. Measurement of rotation of polarization plane of laser radiation propagating through impulse discharge in air
Xu et al. Study on UV detection of high-voltage discharge based on the optical fiber sensor
Luo et al. Partial Discharge Detection of High Voltage Electrical Equipment Based on Acoustic Imaging (AI)
Kuznetsova et al. Threshold Values Determination of Partial Discharges During High-Voltage Transformers Diagnosis by Acoustic Methods
Maistry Investigating the concept of Fraunhofer lines as a potential method to detect corona in the wavelength region 338nm-405nm during the day
Shiina et al. Evaluation of polarization angle rotation of propagating light in a partially ionized atmosphere under discharge conditions