RU2413234C1 - Method to detect location of insulation damage in power transmission line - Google Patents
Method to detect location of insulation damage in power transmission line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413234C1 RU2413234C1 RU2009127998/28A RU2009127998A RU2413234C1 RU 2413234 C1 RU2413234 C1 RU 2413234C1 RU 2009127998/28 A RU2009127998/28 A RU 2009127998/28A RU 2009127998 A RU2009127998 A RU 2009127998A RU 2413234 C1 RU2413234 C1 RU 2413234C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- line
- voltage
- insulation
- damage
- distance
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится энергетике, преимущественно к диагностике и отысканию мест повреждения изоляции в силовых линиях электропередач, и предназначено для дистанционного определения расстояния до места повреждения изоляторов воздушных линий электропередач, опорных изоляторов токопроводов, изоляции кабельных линий.The invention relates to energy, mainly to the diagnosis and finding places of damage to insulation in power transmission lines, and is intended for remote determination of the distance to the place of damage of insulators of overhead power lines, support insulators of current conductors, insulation of cable lines.
Известен способ дистанционного определения расстояния до места повреждения воздушных и кабельных линий, основанный на принципе импульсной рефлектометрии (Тарасов Н.А. Использование метода импульсной рефлектометрии для определения повреждений кабельных и воздушных линий, www.watson.ru.), при котором к диагностируемой воздушной линии подключается рефлектометр, отправляющий в линию прямоугольные импульсы зондирующего напряжения от единиц до сотен вольт. Выявление зоны нахождения повреждения происходит посредством обработки полученной рефлектограммы линии.A known method for remote determination of the distance to the place of damage of overhead and cable lines, based on the principle of pulse reflectometry (N. Tarasov. Using the method of pulse reflectometry to determine damage to cable and overhead lines, www.watson.ru.), In which to the diagnosed overhead line an OTDR is connected, which sends rectangular pulses of probe voltage from a few to hundreds of volts to the line. Identification of the damage location zone occurs by processing the received reflectogram of the line.
К недостаткам описанного способа можно отнести: малое напряжение зондирующего импульса, недостаточное для выявления дефектов изоляции; подверженность импульса явлениям затухания и искажения формы; непригодность применения при неустойчивых повреждениях линии и чувствительность к высокочастотным помехам.The disadvantages of the described method include: low voltage of the probe pulse, insufficient to detect insulation defects; susceptibility of the impulse to the phenomena of attenuation and shape distortion; unsuitability for unstable line damage and sensitivity to high-frequency interference.
Прототипом предлагаемого способа является способ дистанционного определения расстояния до места повреждения методом колебательного разряда (Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. - М.: Энергоиздат, 1982. - 312 с., ил.). Способ заключается в возбуждении колебательного процесса, что достигается зарядом емкости жилы силового кабеля от источника выпрямленного напряжения отрицательной полярности, который в данном способе является зондирующим напряжением, воздействующим на изоляцию. При пробое изоляции в месте дефекта в обе стороны от места повреждения будут распространяться волны положительной полярности. От входного конца кабельной линии, где включен источник высокого напряжения с большим выходным сопротивлением, волны отразятся с сохранением полярности, а дойдя вновь до места пробоя, отразятся с изменением полярности. Таким образом, фиксируется временной интервал Δtx, кратный 0,5 периода колебательного процесса Тх, с использованием которого вычисляется расстояние до места повреждения по формулеThe prototype of the proposed method is a method for remote determination of the distance to the place of damage by the method of vibrational discharge (Shalyt G.M. Determination of places of damage in electrical networks. - M .: Energoizdat, 1982. - 312 p., Ill.). The method consists in exciting an oscillatory process, which is achieved by charging the capacitance of a core of a power cable from a source of rectified voltage of negative polarity, which in this method is a probing voltage acting on the insulation. In case of breakdown of insulation at the defect site, waves of positive polarity will propagate to both sides of the damage site. From the input end of the cable line, where a high voltage source with a large output impedance is turned on, the waves will be reflected with preservation of polarity, and once they reach the point of breakdown, they will be reflected with a change in polarity. Thus, a fixed time interval Δt x is a multiple of 0.5 of the oscillation process period T x , using which the distance to the place of damage is calculated by the formula
где ΔtX=0,5TX, υ - скорость распространения электромагнитной волны в линии.where Δt X = 0.5T X , υ is the propagation velocity of the electromagnetic wave in the line.
Недостатком данного способа является невозможность применения при низком переходном сопротивлении в месте повреждения, когда исключаются явления «заплывающего» пробоя, т.е. отсутствует возможность возбуждения колебательного процесса в линии электропередачи.The disadvantage of this method is the impossibility of using a low transient resistance in the place of damage, when the phenomenon of "swimming" breakdown, i.e. there is no possibility of exciting the oscillatory process in the power line.
Задача изобретения - разработка способа определения места повреждения изоляции в силовой линии электропередачи при любом переходном сопротивлении в месте повреждения, в том числе возможность применения при неустойчивых повреждениях линии.The objective of the invention is the development of a method for determining the location of insulation damage in a power transmission line for any transient resistance at the location of damage, including the possibility of application for unstable damage to the line.
Технический результат заключается в снижении чувствительности к высокочастотным помехам, снижении влияния явлений затухания и искажения формы зондирующего напряжения на результаты измерения расстояния до места повреждения изоляции, а также в сокращении времени и затрат на выявление дефектной изоляции линии, в том числе и дефектных изоляторов с остаточной электрической прочностью, которые невозможно выявить известными из уровня техники способами.The technical result consists in reducing the sensitivity to high-frequency interference, reducing the influence of attenuation phenomena and distortion of the probe voltage shape on the results of measuring the distance to the place of insulation damage, as well as in reducing the time and cost of identifying defective line insulation, including defective insulators with residual electrical strength that cannot be detected by methods known from the prior art.
Технический результат достигается за счет применения способа определения места повреждения изоляции в силовой линии электропередачи, заключающийся в воздействии высоковольтным зондирующим напряжением на фазу одного из концов предварительно отключенной исследуемой силовой линии, измерении временного интервала, кратного периоду возбужденного в линии колебательного процесса. Независимо от величины остаточной электрической прочности изоляции, на силовой линии создают колебательный контур из фазного провода линии и предварительно заряженного высоковольтного накопительного конденсатора. При возникновении дефекта изоляции определяют расстояние до места повреждения изоляции по измеренному временному интервалу, кратному периоду возбужденного в линии колебательного процесса, при известных емкости высоковольтного накопительного конденсатора, удельных индуктивности и активного сопротивления петли «фазный провод - земля» или по отношению временных интервалов поврежденной и неповрежденной фаз при известной длине линии.The technical result is achieved through the application of a method for determining the location of insulation damage in a power transmission line, which consists in applying a high-voltage sounding voltage to the phase of one of the ends of a previously disconnected studied power line, measuring a time interval that is a multiple of the period of the excited process in the line. Regardless of the magnitude of the residual electric strength of the insulation, an oscillatory circuit is created on the power line from the phase wire of the line and a pre-charged high-voltage storage capacitor. If an insulation defect occurs, the distance to the place of insulation damage is determined by the measured time interval that is a multiple of the period of the oscillation process excited in the line, with the known capacitance of the high-voltage storage capacitor, the specific inductance and resistance of the phase-to-ground loop, or with respect to the time intervals of the damaged and undamaged phases with a known line length.
На фиг.1 представлена схема замещения одной фазы линии без учета влияния соседних фаз, на фиг.2 приведен колебательный контур, образованный индуктивностью петли «фазный провод - земля» и емкостью накопительного конденсатора CH, на фиг.3-11 приведены осциллограммы высоковольтного зондирующего напряжения, полученные в результате компьютерного моделирования при различном расстоянии до места повреждения и емкости высоковольтного накопительного конденсатора.Figure 1 presents the equivalent circuit of one phase of the line without taking into account the influence of neighboring phases, figure 2 shows the oscillatory circuit formed by the inductance of the loop "phase wire - ground" and the capacitance of the storage capacitor C H , figure 3-11 shows the oscillograms of the high-voltage probing voltages obtained as a result of computer simulation at different distances to the place of damage and the capacity of the high-voltage storage capacitor.
Полная схема замещения одной фазы линии без учета влияния соседних фаз содержит следующие параметры: L0 - удельную индуктивность, Гн/км, r0 - удельное активное сопротивление, Ом/км, С0 -удельную емкость, Ф/км, g0 - удельную проводимость, См/км. Физическая длина линии представлена параметром lл, а расстояние до места повреждения изоляции линии - параметром lх, коммутация высоковольтного накопительного конденсатора CH на линию производится ключом К1.The complete equivalent circuit of one phase of the line without taking into account the influence of neighboring phases contains the following parameters: L 0 - specific inductance, G / km, r 0 - specific resistance, Ohm / km, C 0 - specific capacity, F / km, g 0 - specific conductivity, cm / km. The physical length of the line is represented by the parameter l l , and the distance to the place of damage to the insulation of the line is represented by the parameter l x , the high-voltage storage capacitor C H is switched to the line by the key K1.
Рассмотрим примеры реализации способа.Consider examples of the implementation of the method.
Рассмотрим способ определения места повреждения изоляции в силовой линии электропередачи с использованием известных емкости высоковольтного накопительного конденсатора CH, удельных индуктивности L0 и активного сопротивления r0 петли «фазный провод - земля» с помощью схемы замещения, проиллюстрированной на фиг.1.Consider a method for determining the location of insulation damage in a power transmission line using the known capacitance of a high-voltage storage capacitor C H , specific inductance L 0 and active resistance r 0 of the phase-to-ground loop using the equivalent circuit illustrated in FIG.
Способ заключается в воздействии на исследуемую фазу одного из концов предварительно отключенной силовой линии высоковольтным зондирующим напряжением. Независимо от величины остаточной электрической прочности изоляции на силовой линии как при высоком переходном сопротивлении в месте повреждения, так и при низком типа «металлическое» замыкание создают колебательный контур из фазного провода линии и предварительно заряженного высоковольтного накопительного конденсатора CH, коммутируя его ключом К1 на исследуемую фазу одного из концов диагностируемой линии. Использование данного способа позволяет также выявлять неустойчивые повреждения, в том числе «заплывающий» пробой, когда в месте повреждения происходит частичное восстановление электрической прочности.The method consists in exposing the phase under investigation to one of the ends of a previously disconnected power line with a high voltage probing voltage. Regardless of the value of the residual dielectric strength of the insulation on the power line, both with a high transition resistance at the fault location and with a low type of "metal" circuit, an oscillating circuit is created from the phase wire of the line and the pre-charged high-voltage storage capacitor C H , switching it with the K1 key to the phase of one of the ends of the diagnosed line. Using this method also allows you to detect unstable damage, including a “floating” breakdown, when a partial restoration of electrical strength occurs at the site of damage.
Полученный колебательный контур, образованный индуктивностью петли «фазный провод - земля» LX и емкостью высоковольтного накопительного конденсатора CH (фиг.2) имеет частоту собственных колебаний контура ωX, определяемую без учета и с учетом затухания (потерь) по формулам (2) и (3) соответственно:The resulting oscillatory circuit formed by the inductance of the loop "phase wire - ground" L X and the capacity of the high-voltage storage capacitor C H (Fig. 2) has the natural frequency of the circuit ω X , determined without taking into account and taking into account attenuation (loss) according to formulas (2) and (3) respectively:
где ωX=2πfX или ωX=2π/ТX - частота собственных колебаний контура, образованного емкостью высоковольтного накопительного конденсатора CH и индуктивностью линии;where ω X = 2πf X or ω X = 2π / Т X is the natural frequency of the circuit formed by the capacitance of the high-voltage storage capacitor C H and the line inductance;
fX - частота колебаний переходного процесса;f X is the oscillation frequency of the transient process;
ТX - период колебаний переходного процесса;T X - period of oscillation of the transition process;
LX=L0·lX, rX=r0·lX - индуктивность и активное сопротивление линии до МП на расстоянии lХ;L X = L 0 · l X , r X = r 0 · l X — inductance and resistance of the line to the magnetic field at a distance l X ;
L0, r0 - удельные индуктивность и активное сопротивление линии.L 0 , r 0 - specific inductance and line resistance.
Для исключения влияния волновых процессов и повышения точности целесообразно определять период колебаний переходного процесса ТX на основе измерения временного интервала, кратного нескольким значениям периода колебаний переходного процесса ТX.To exclude the influence of wave processes and improve accuracy, it is advisable to determine the period of oscillation of the transient process T X based on measuring the time interval that is a multiple of several values of the period of oscillation of the transient process T X.
Определение расстояния до дефектного изолятора производят по периоду колебаний переходного процесса ТX с использованием удельных параметров линии и расчетных выражений, полученных на основе исходных соотношений для частоты колебательного контура. Определение расстояния в предлагаемом способе реализуется на основе следующих соотношений:The distance to the defective insulator is determined by the period of oscillation of the transient process T X using the specific parameters of the line and the calculated expressions obtained on the basis of the initial relations for the frequency of the oscillatory circuit. The determination of the distance in the proposed method is implemented based on the following relationships:
а) для колебательного контура без потерь и известной удельной индуктивности петли «фазный провод - земля»:a) for a lossless oscillatory circuit and a known specific inductance of the loop "phase wire - ground":
б) для колебательного контура с учетом потерь и известных удельных индуктивности и активного сопротивления петли «фазный провод - земля»:b) for the oscillatory circuit, taking into account losses and known specific inductance and active resistance of the loop "phase wire - ground":
где lX - расстояние до МП, м;where l X is the distance to the MP, m;
ТX - период колебаний переходного процесса;T X - period of oscillation of the transition process;
L0 - удельная индуктивность разрядной петли «фазный провод - земля»;L 0 - specific inductance of the discharge loop "phase wire - ground";
CH - емкость накопительного конденсатора;C H is the capacitance of the storage capacitor;
r0 - активное сопротивление разрядной петли «фазный провод - земля», определяемое с учетом поверхностного эффекта на частоте колебательного процесса.r 0 - active resistance of the discharge loop "phase wire - earth", determined taking into account the surface effect at the frequency of the oscillatory process.
Использование высоковольтного зондирующего напряжения с амплитудой много больше амплитуды высокочастотных помех позволяет снизить влияние высокочастотных помех, а также влияние явлений затухания и искажения формы напряжения на результаты измерения расстояния до места повреждения изоляции. Снижение влияния затухания и искажения формы обусловлено измерением временного интервала на начальных участках колебательного процесса изменения зондирующего напряжения, а в известном способе (прототипе) вдоль поврежденного участка распространяется волновой процесс и измеряемый временной интервал определяется пробегом электромагнитной волны двойного расстояния до места повреждения, при этом происходит затухание и изменение формы напряжения, что искажает измеряемый временной интервал.The use of a high-voltage probe voltage with an amplitude much greater than the amplitude of high-frequency interference allows one to reduce the influence of high-frequency interference, as well as the influence of attenuation and distortion of the voltage shape on the results of measuring the distance to the place of insulation damage. The decrease in the influence of attenuation and shape distortion is due to the measurement of the time interval in the initial sections of the oscillatory process of changing the probe voltage, and in the known method (prototype), a wave process propagates along the damaged area and the measured time interval is determined by the distance of the electromagnetic wave of double distance to the place of damage, with this attenuation and a change in the shape of the voltage, which distorts the measured time interval.
Применение способа определения места повреждения изоляции в силовой линии электропередачи с использованием известных емкости высоковольтного накопительного конденсатора CH, удельных индуктивности L0 и активного сопротивления r0 петли «фазный провод - земля» позволяет сократить время и затраты на выявление дефектной изоляции линии и определение расстояния до нее, в том числе и дефектных изоляторов с остаточной электрической прочностью, которые практически невозможно выявить известными из уровня техники способами, за исключением визуального осмотра или проведения комплекса испытаний изолятора непосредственно. Предлагаемый способ основан на формировании колебательного контура до места повреждения изоляции и может быть реализован на воздушных и кабельных линиях, а также токопроводах однофазного и трехфазного исполнения. Отличительной особенностью способа является высоковольтное зондирование линии электропередачи напряжением от 100% фазного до 50% испытательного напряжения изоляции линии, что позволяет применять его для выявления дефектных изоляторов, в том числе полимерных, имеющих повышенную остаточную электрическую прочность.The application of the method for determining the location of insulation damage in a power transmission line using the known capacitance of a high-voltage storage capacitor C H , specific inductance L 0 and active resistance r 0 of the phase-to-ground loop allows reducing the time and cost of detecting defective line insulation and determining the distance to including defective insulators with residual electric strength, which are almost impossible to identify by methods known from the prior art, with the exception of visas cial inspection or testing of the complex of the insulator itself. The proposed method is based on the formation of an oscillatory circuit to the point of insulation damage and can be implemented on overhead and cable lines, as well as single-phase and three-phase current conductors. A distinctive feature of the method is the high-voltage sensing of a power line with a voltage of 100% phase to 50% of the test voltage of the line insulation, which allows it to be used to identify defective insulators, including polymer ones, with increased residual electric strength.
К основным преимуществам способа можно отнести следующие: высокий уровень зондирующего напряжения, достаточный для перекрытия ослабленной изоляции, снижение чувствительности к высокочастотным помехам, имеющим низкий уровень сигнала, а также возможность применения при повреждениях изоляции неустойчивого характера.The main advantages of the method include the following: a high level of probing voltage, sufficient to cover a weakened insulation, a decrease in sensitivity to high-frequency noise having a low signal level, and also the possibility of application of an unstable character in case of insulation damage.
Рассмотрим способ определения места повреждения изоляции в силовой линии электропередачи с использованием периода колебаний переходного процесса поврежденной фазы и периода колебаний, полученного на неповрежденной фазе при известной длине линии с помощью схемы замещения, проиллюстрированной на фиг.1.Consider a method for determining the location of insulation damage in a power transmission line using the period of oscillation of the transient process of the damaged phase and the period of oscillation obtained on the intact phase at a known line length using the equivalent circuit illustrated in figure 1.
Способ заключается в воздействии на исследуемую фазу одного из концов предварительно отключенной силовой линии высоковольтным зондирующим напряжением. Независимо от величины остаточной электрической прочности изоляции на силовой линии как при высоком переходном сопротивлении в месте повреждения, так и при низком типа «металлическое» замыкание создают колебательный контур из фазного провода линии и предварительно заряженного высоковольтного накопительного конденсатора CH, коммутируя его ключом К1 на исследуемую фазу одного из концов диагностируемой линии. Использование данного способа позволяет также выявлять неустойчивые повреждения, в том числе «заплывающий» пробой, когда в месте повреждения происходит частичное восстановление электрической прочности.The method consists in exposing the phase under investigation to one of the ends of a previously disconnected power line with a high voltage probing voltage. Regardless of the value of the residual dielectric strength of the insulation on the power line, both with a high transition resistance at the fault location and with a low type of "metal" circuit, an oscillating circuit is created from the phase wire of the line and the pre-charged high-voltage storage capacitor C H , switching it with the K1 key to the phase of one of the ends of the diagnosed line. Using this method also allows you to detect unstable damage, including a “floating” breakdown, when a partial restoration of electrical strength occurs at the site of damage.
Полученный колебательный контур, образованный индуктивностью петли «фазный провод - земля» LX и емкостью высоковольтного накопительного конденсатора CH (фиг.2) имеет частоту собственных колебаний контура ωX определяемую без учета и с учетом затухания (потерь) по формулам (6) и (7) соответственно:The obtained oscillatory circuit formed by the inductance of the loop “phase wire - ground" L X and the capacity of the high-voltage storage capacitor C H (Fig. 2) has the natural frequency of the circuit ω X determined without and taking into account attenuation (loss) according to formulas (6) and (7) respectively:
где ωX=2πfX или ωX=2π/ТX - частота собственных колебаний контура, образованного емкостью высоковольтного накопительного конденсатора CH и индуктивностью линии;where ω X = 2πf X or ω X = 2π / Т X is the natural frequency of the circuit formed by the capacitance of the high-voltage storage capacitor C H and the line inductance;
fX - частота колебаний переходного процесса;f X is the oscillation frequency of the transient process;
ТX - период колебаний переходного процесса;T X - period of oscillation of the transition process;
LX=L0·lX, rX=r0·lX - индуктивность и активное сопротивление линии до МП на расстоянии lX;L X = L 0 · l X , r X = r 0 · l X - inductance and resistance of the line to the magnetic field at a distance l X ;
L0, r0 - удельные индуктивность и активное сопротивление линии.L 0 , r 0 - specific inductance and line resistance.
Для исключения влияния волновых процессов и повышения точности целесообразно определять период колебаний переходного процесса ТX на основе измерения временного интервала, кратного нескольким значениям периода колебаний переходного процесса ТX.To exclude the influence of wave processes and improve accuracy, it is advisable to determine the period of oscillation of the transient process T X based on measuring the time interval that is a multiple of several values of the period of oscillation of the transient process T X.
Определение расстояния до дефектного изолятора производят с использованием отношения периода колебаний переходного процесса ТX при пробое дефектной изоляции на расстоянии lХ и периода колебаний переходного процесса ТΣ, определенного при зондировании неповрежденной фазы линии при имитации повреждения в конце линии, или используя отношение временных интервалов с одинаковой кратностью указанных периодов колебания переходного процесса. Определение расстояния в предлагаемом способе реализуется на основе формулы:The distance to the defective insulator is determined using the ratio of the transient oscillation period T X during the breakdown of the defective insulation at a distance l X and the transient oscillation period T Σ determined when probing the intact phase of the line when simulating damage at the end of the line, or using the ratio of time intervals with the same multiplicity of the indicated periods of oscillation of the transition process. The determination of the distance in the proposed method is implemented based on the formula:
где TX - период колебаний переходного процесса;where T X is the period of oscillation of the transition process;
TΣ - период колебаний переходного процесса при искусственном пробое в конце ВЛ;T Σ is the period of oscillations of the transient during artificial breakdown at the end of the overhead line;
lХ - расстояние до МП, м;l X is the distance to the MP, m;
lΣ - полная длина ВЛ, которую можно упрощенно задать топографической длиной ВЛ или более точно определить с учетом провеса провода, а также путем предварительного замера способом импульсной рефлектометрии или другим способом.l Σ is the total length of the overhead line, which can be simplified to set the topographic length of the overhead line or more accurately determined taking into account the wire sag, as well as by preliminary measurement using pulse reflectometry or another method.
Использование высоковольтного зондирующего напряжения позволяет снизить влияние высокочастотных помех и влияние явлений затухания и искажения формы напряжения на результаты измерения расстояния до места повреждения изоляции, а также сократить время и затраты на выявление дефектной изоляции линии, в том числе и дефектных изоляторов с остаточной электрической прочностью, которые невозможно выявить известными из уровня техники способами.The use of high-voltage probing voltage allows to reduce the influence of high-frequency noise and the influence of attenuation and distortion of the voltage shape on the measurement results of the distance to the place of insulation damage, as well as reduce the time and cost of identifying defective line insulation, including defective insulators with residual electric strength, which it is impossible to identify by methods known from the prior art.
Использование высоковольтного зондирующего напряжения с амплитудой много больше амплитуды высокочастотных помех позволяет снизить влияние высокочастотных помех, а также влияние явлений затухания и искажения формы напряжения на результаты измерения расстояния до места повреждения изоляции. Снижение влияния затухания и искажения формы обусловлено измерением временного интервала на начальных участках колебательного процесса изменения зондирующего напряжения, а в известном способе (прототипе) вдоль поврежденного участка распространяется волновой процесс и измеряемый временной интервал определяется пробегом электромагнитной волны двойного расстояния до места повреждения, при этом происходит затухание и изменение формы напряжения, что искажает измеряемый временной интервал.The use of a high-voltage probe voltage with an amplitude much greater than the amplitude of high-frequency interference allows one to reduce the influence of high-frequency interference, as well as the influence of attenuation and distortion of the voltage shape on the results of measuring the distance to the place of insulation damage. The decrease in the influence of attenuation and shape distortion is due to the measurement of the time interval in the initial sections of the oscillatory process of changing the probe voltage, and in the known method (prototype), a wave process propagates along the damaged area and the measured time interval is determined by the distance of the electromagnetic wave of double distance to the place of damage, with this attenuation and a change in the shape of the voltage, which distorts the measured time interval.
Применение способа определения места повреждения изоляции в силовой линии электропередачи с использованием периода колебаний переходного процесса поврежденной фазы и периода колебаний, полученного на неповрежденной фазе при известной длине линии, позволяет сократить время и затраты на выявление дефектной изоляции линии и определение расстояния до нее, в том числе и дефектных изоляторов с остаточной электрической прочностью, которые практически невозможно выявить известными из уровня техники способами, за исключением визуального осмотра или проведения комплекса испытаний изолятора непосредственно. Предлагаемый способ основан на формировании колебательного контура до места повреждения изоляции и может быть реализован на воздушных и кабельных линиях, а также токопроводах однофазного и трехфазного исполнения. Отличительной особенностью способа является высоковольтное зондирование линии электропередачи напряжением от 100% фазного до 50% испытательного напряжения изоляции линии, что позволяет применять его для выявления дефектных изоляторов, в том числе полимерных, имеющих повышенную остаточную электрическую прочность.The application of the method for determining the location of insulation damage in a power transmission line using the period of oscillation of the transient process of the damaged phase and the period of vibrations obtained on the undamaged phase at a known length of the line can reduce the time and cost of identifying defective insulation of the line and determining the distance to it, including and defective insulators with residual electric strength, which are almost impossible to identify by methods known from the prior art, except for visual Mothra or testing complex insulator itself. The proposed method is based on the formation of an oscillatory circuit to the point of insulation damage and can be implemented on overhead and cable lines, as well as single-phase and three-phase current conductors. A distinctive feature of the method is the high-voltage sensing of a power line with a voltage of 100% phase to 50% of the test voltage of the line insulation, which allows it to be used to identify defective insulators, including polymer ones, with increased residual electric strength.
К основным преимуществам способа можно отнести следующие: высокий уровень зондирующего напряжения, достаточный для перекрытия ослабленной изоляции, снижение чувствительности к высокочастотным помехам, имеющим низкий уровень сигнала, а также возможность применения при повреждениях изоляции неустойчивого характера.The main advantages of the method include the following: a high level of probing voltage, sufficient to cover a weakened insulation, a decrease in sensitivity to high-frequency noise having a low signal level, and also the possibility of application of an unstable character in case of insulation damage.
В результате компьютерного моделирования процесса высоковольтного зондирования на ВЛ 10 кВ длиной 3,12 км, при следующих соотношениях емкости высоковольтного накопительного конденсатора и суммарной емкости линии CH/СЛ=0,1; 1,0 и 10,0, получены осциллограммы напряжения при повреждениях на расстоянии одного пролета, в середине и в конце линии (фиг.3-11). Из осциллограмм видно, что при подключении предварительно заряженного высоковольтного накопительного конденсатора CH происходит заряд силовой линии и при возникновении дефекта изоляции в линии возникает колебательный контур из фазного провода линии и высоковольтного накопительного конденсатора, имеющий частоту собственных колебаний. Используя период колебаний переходного процесса в линии или временной интервал, кратный ему, на основе приведенных соотношений (4), (5) и (8) определяют расстояние до места дефекта. Как видно из осциллограмм, для снижения погрешности определения расстояния соотношение емкости высоковольтного накопительного конденсатора и емкости петли «фазный провод - земля» выбирается в диапазоне от 1 до 10. При соотношении менее 1 существенное влияние на измерение временного интервала оказывает волновой процесс, что обусловливает значительную погрешность. Модель выполнена в программном пакете OrCAD 16.0 с количеством ячеек, равным количеству пролетов (nЯ=52).As a result of computer simulation of the process of high-voltage sensing on a 10 kV overhead line 3.12 km long, with the following ratios of the capacitance of the high-voltage storage capacitor and the total line capacity C H / C L = 0.1; 1,0 and 10,0, voltage waveforms were obtained in case of damage at a distance of one span, in the middle and at the end of the line (Figs. 3-11). It can be seen from the oscillograms that when a pre-charged high-voltage storage capacitor C H is connected, the power line is charged and, if an insulation defect occurs in the line, an oscillating circuit arises from the phase wire of the line and the high-voltage storage capacitor having a natural frequency. Using the period of oscillations of the transient in the line or a time interval that is a multiple of it, based on the above relations (4), (5) and (8), the distance to the defect site is determined. As can be seen from the oscillograms, to reduce the error in determining the distance, the ratio of the capacitance of the high-voltage storage capacitor and the loop capacitance of the phase wire – ground is selected in the range from 1 to 10. If the ratio is less than 1, the wave process has a significant effect on the measurement of the time interval, which leads to a significant error . The model is executed in the OrCAD 16.0 software package with the number of cells equal to the number of spans (n I = 52).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009127998/28A RU2413234C1 (en) | 2009-07-20 | 2009-07-20 | Method to detect location of insulation damage in power transmission line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009127998/28A RU2413234C1 (en) | 2009-07-20 | 2009-07-20 | Method to detect location of insulation damage in power transmission line |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2413234C1 true RU2413234C1 (en) | 2011-02-27 |
Family
ID=46310709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009127998/28A RU2413234C1 (en) | 2009-07-20 | 2009-07-20 | Method to detect location of insulation damage in power transmission line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2413234C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2647536C1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method of determining the place of damage to airlines in distribution networks |
-
2009
- 2009-07-20 RU RU2009127998/28A patent/RU2413234C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2647536C1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method of determining the place of damage to airlines in distribution networks |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104090214B (en) | A kind of Cable fault examination and aging analysis method | |
| US6962082B2 (en) | Device and method for acoustic diagnosis and measurement by pulse electromagnetic force | |
| Hashmi et al. | Calibration of on-line partial discharge measuring system using Rogowski coil in covered-conductor overhead distribution networks | |
| Okabe et al. | New aspects of UHF PD diagnostics on gas-insulated systems | |
| CN107831404A (en) | Method and system based on the legal position XLPE cable partial discharge position of high-frequency pulse current | |
| CN106093737B (en) | A kind of transformer partial discharge signal propagation characteristics test method and method for diagnosing faults | |
| WO2024036858A1 (en) | Eddy-current testing circuit, method and system, storage medium, and terminal | |
| CN203376466U (en) | A detection and verification system of a power transformer partial discharge ultrasonic sensor | |
| Hoshino et al. | Real-time PD identification in diagnosis of GIS using symmetric and asymmetric UHF sensors | |
| CN114035001B (en) | High-frequency multi-terminal partial discharge detection positioning method and device for voltage withstand test of transformer | |
| RU2413234C1 (en) | Method to detect location of insulation damage in power transmission line | |
| Prasetia et al. | Simulation analysis of surface current as TEV signal caused by partial discharge on post insulator in bus duct | |
| CN206876855U (en) | A kind of transformer suspension electrode partial discharge model | |
| JP5086119B2 (en) | Deterioration location method and apparatus for power cable | |
| CN203759193U (en) | Direct-current partial discharge detection device of converter transformer | |
| Maloney | Locating cable faults | |
| JP4074962B2 (en) | Acoustic diagnosis / measurement apparatus using pulsed electromagnetic force and diagnosis / measurement method thereof | |
| JP4074960B2 (en) | Acoustic diagnosis / measurement apparatus using pulsed electromagnetic force, and diagnosis / measurement method thereof | |
| CN111239557B (en) | Partial discharge positioning method based on online calibration | |
| JP4074961B2 (en) | Acoustic diagnosis / measurement apparatus using pulsed electromagnetic force and diagnosis / measurement method thereof | |
| RU2263333C2 (en) | Method for detection of disruptions of insulating cover of underground pipeline | |
| RU2647536C1 (en) | Method of determining the place of damage to airlines in distribution networks | |
| Fischer et al. | Spatially-resolved measurement and diagnostic method for power cables using interference characteristics of travelling waves | |
| Sack et al. | A non-contact directional sensor for partial discharge measurements | |
| Vora et al. | Power transformers and corona testing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130721 |