RU2539736C2 - Способ и устройство диагностики мест повреждения кабельных линий электроснабжения - Google Patents
Способ и устройство диагностики мест повреждения кабельных линий электроснабжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539736C2 RU2539736C2 RU2013112478/28A RU2013112478A RU2539736C2 RU 2539736 C2 RU2539736 C2 RU 2539736C2 RU 2013112478/28 A RU2013112478/28 A RU 2013112478/28A RU 2013112478 A RU2013112478 A RU 2013112478A RU 2539736 C2 RU2539736 C2 RU 2539736C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- current
- probing
- power supply
- conductors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Locating Faults (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам и технологиям поиска повреждений в сетях передачи электроэнергии, и может быть использовано для диагностики и предварительной локализации мест повреждений подземных кабельных линий электроснабжения до 35 кВ. Технический результат: повышение точности измерений, упрощение, сокращение материальных затрат на восстановление энергоснабжения потребителей. Сущность: на каждую из жил кабельной линии поочередно подают зондирующий монохроматический сигнал. Напряжение зондирующего монохроматического сигнала поддерживают постоянным, а частоту, начиная с нижних частот, плавно меняют в диапазоне при длинах кабеля до 100 км - от 3·102 до 3·107 Гц, при длинах кабеля до 10 км - от 3·103 до 3·107 Гц, при длинах кабеля до 1 км - от 3·104 до 3·107 Гц. Контролируют на входе кабельной линии электроснабжения ток в жиле, на которую подан зондирующий монохроматический сигнал и потенциал на других жилах. Возрастание тока на входе кабельной линии до некоторого максимума и отсутствие изменения потенциала на других жилах означает обрыв жилы кабеля, снижение сопротивления изоляции (утечка) или короткое замыкание на землю. Возрастание тока на входе кабельной линии до некоторого максимума и изменение потенциала на одной из других жил означает короткое замыкание между жилами кабеля. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам и технологиям поиска повреждений в сетях передачи электроэнергии, и может быть использовано для диагностики и предварительной локализации мест повреждений подземных кабельных линий электроснабжения до 35 кВ.
Известны способы диагностики локализации места повреждения в электрических сетях и кабелях связи: импульсные, колебательного разряда, волновые, петлевые, емкостные, высокочастотные. Недостатками известных способов и устройств локализации мест повреждений кабельных линий электроснабжения являются: недостаточно высокая точность определения мест повреждения; сложность и дороговизна применяемой аппаратуры и способов; значительное время поиска повреждения; часто необходимость прожига изоляции жил кабеля до переходного сопротивления менее 100 Ом, что сокращает срок службы кабельной линии [А.В. Сакара. Организационные и методические рекомендации по проведению испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. - М.: 2006, С.104, 115, 119-120].
Наиболее близким к заявленному из известных технических решений является импульсный метод определения места повреждения и диагностики, с помощью которого можно измерить полную длину кабельной линии, определить расстояние до места повреждения при снижении сопротивления изоляции, коротком замыкании, обрыве жил кабеля. Этот метод включает последовательно-сканирующий аппаратный мониторинг трассы кабельных линий электроснабжения воздействием на кабельную линию электроснабжения зондирующим сигналом и базируется на измерении временной задержки эхосигнала, приходящего от неоднородности, являющейся следствием обрыва, утечки или короткого замыкания в кабеле. При этом зондирующий сигнал представляет собой короткий (ударный) прямоугольный импульс электрического тока, а эхосигнал имеет колоколообразную или близкую к ней форму, что является следствием дисперсии скоростей распространения волн различных длин. Спектр зондирующего сигнала в силу его малой длительности - очень широкий, спектр эхосигнала - существенно меньше из-за большего поглощения составляющих верхней части частотного диапазона. Определение времени задержки представляет трудности из-за нечеткости положения максимума эхосигнала, принимаемого измерителем за момент прихода эхосигнала, что вызывает снижение точности определения места повреждения кабеля. [А.В. Сакара. Организационные и методические рекомендации по проведению испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. - М.: 2006, С.104, 115, 119-120].
Известному способу свойственны все вышеуказанные недостатки. Кроме этого, применение известного способа требует соблюдения определенного условия: переходное сопротивление в месте повреждения кабельной линии электроснабжения, в растяжках жил кабеля, в конце кабельной линии должно быть менее 200 Ом. Достижение такого переходного сопротивления прожигом изоляции требует значительных затрат времени и не всегда возможно, но всегда приводит к полному выходу кабеля из строя. Например, при сильной увлажненности кабеля ток только частично пройдет через место пробоя, а будет растекаться далеко за повреждением в виде емкостного тока. Следовательно, импульс будет отражаться от места пробоя не резко, а с постепенным затуханием.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности технологий диагностики и локализации мест повреждения кабельных линий электроснабжения за счет снижения стоимости и затрат ресурсов при выполнении работ, повышения срока службы кабеля за счет исключения вспомогательной операции прожига при определении места повреждения, повышения точности измерений, упрощения и унификации применяемых методик поиска и аппаратуры, сокращения материальных затрат на восстановление энергоснабжения потребителей.
В результате использования предлагаемого изобретения существенно повысится эффективность технологий диагностики и локализации мест повреждения кабельных линий электроснабжения, сократятся затраты времени и материально-технические затраты при проведении работ.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что при поиске мест повреждения кабельных линий электроснабжения на каждую из жил диагностируемой кабельной линии электроснабжения поочередно подают зондирующий монохроматический сигнал, напряжение зондирующего монохроматического сигнала поддерживают постоянным, а частоту, начиная с нижних частот, плавно меняют в диапазоне при длинах кабеля до 100 км - от 3*102 до 3*107 Гц, при длинах кабеля до 10 км - от 3*103 до 3*107 Гц, при длинах кабеля до 1 км - от 3*104 до 3*107 Гц, причем контролируют на входе кабельной линии электроснабжения ток в жиле, на которую подан зондирующий монохроматический сигнал и потенциал - на других жилах, при этом возрастание тока на входе кабельной линии электроснабжения до некоторого максимума и отсутствие изменения потенциала на других жилах означает обрыв жилы кабеля, снижение сопротивления изоляции (утечка) или короткое замыкание на землю на расстоянии от точки измерения, равном
l=0,5λ,
где l - расстояние до точки повреждения кабельной линии электроснабжения, λ=ν/f - длина волны зондирующего сигнала на частотах, соответствующих максимальному значению результата интерференции диагностического и отраженного сигналов, ν - скорость распространения волны тока в кабеле; f - частота максимума тока, а возрастание тока на входе кабельной линии электроснабжения до некоторого максимума и изменение потенциала на одной из других жил означает короткое замыкание между жилами кабеля на расстоянии от точки измерения, равном
l=0,25λ.
Предлагаемый способ локализации мест повреждения кабельных линий электроснабжения базируется на сканирующем мониторинге трассы прокладки кабельных линий электроснабжения в резонансном режиме. Для настройки устройства диагностики мест повреждения кабельных линий электроснабжения в резонансный режим осуществляют регулировку параметров сканирующего диагностического сигнала. В этом режиме в результате интерференции волн токов падающего (диагностического) сигнала и отраженного от места повреждения (эхо) сигнала образуются стоячие волны тока. Если диагностируемая кабельная линия электроснабжения настроена на режим полуволнового вибратора на входе амплитуда тока существенно увеличается (результирующий ток равен сумме токов падающего и отраженного сигналов) [Стребков Д.С., Некрасов А.И. Резонансные методы передачи и применения электрической энергии. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. - 351 с.].
Способ осуществляют следующим образом
На вход кабельной линии электроснабжения при сканирующем аппаратном мониторинге поочередно на каждую из жил диагностируемой кабельной линии электроснабжения подают зондирующий монохроматический сигнал, напряжение которого поддерживают постоянным, а частоту, начиная с нижних частот, плавно меняют в диапазоне при длинах кабеля до 100 км - от 3*102 до 3*107 Гц, при длинах кабеля до 10 км - от 3*103 до 3*107 Гц, при длинах кабеля до 1 км - от 3*104 до 3*107 Гц;
Контролируют на входе кабельной линии электроснабжения: ток в жиле, на которую подан зондирующий монохроматический сигнал, потенциал - на других жилах;
Возрастание тока на входе кабельной линии электроснабжения до некоторого максимума и отсутствие изменения потенциала на других жилах означает обрыв жилы кабеля, снижение сопротивления изоляции (утечка) или короткое замыкание на землю на расстоянии от точки измерения, равном
l=0,5λ,
где l - расстояние до точки повреждения кабельной линии электроснабжения, λ=ν/f - длина волны зондирующего сигнала на частотах, соответствующих максимальному значению результата интерференции диагностического и отраженного сигналов, ν - скорость распространения волны тока в кабеле; f - частота максимума тока.
Возрастание тока на входе кабельной линии электроснабжения до некоторого максимума и изменения потенциала на одной из других жил означает короткое замыкание между жилами кабеля на расстоянии от точки измерения, равном
l=0,25λ.
Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется примером. При диагностике повреждения кабельных линий электроснабжения (кабель марки 2XS2YRAA - силовой кабель на среднее напряжение с изоляцией из сшитого полиэтилена, сечение жилы - за мм2, рабочее напряжение - 10 кВ) частота диагностического сигнала, при которой ток на входе диагностируемой кабельной линии электроснабжения в жиле кабеля, к которой подключен источник монохроматического сигнала, достиг некоторого максимума, равна 51,6*103 Гц. Скорость распространения электромагнитного возмущения в данном кабеле - 1,031*108 м/с. При этом потенциалы других жил кабеля не изменились. Диагностируется повреждение жилы кабеля на расстоянии от точки измерения, равном l=0,5λ=0,5 ν/f=0,5*1,031*108/(51,6*103)=999,03 м.
Claims (1)
- Способ диагностики и локализации мест повреждения кабельных линий электроснабжения, включающий сканирующий мониторинг трассы прокладки кабельных линий электроснабжения, при этом осуществляют воздействие на кабельную линию электроснабжения зондирующим сигналом, отличающийся тем, что при поиске мест повреждения кабельных линий электроснабжения на каждую из жил диагностируемой кабельной линии электроснабжения поочередно подают зондирующий монохроматический сигнал, напряжение зондирующего монохроматического сигнала поддерживают постоянным, а частоту, начиная с нижних частот, плавно меняют в диапазоне при длинах кабеля до 100 км - от 3·102 до 3·107 Гц, при длинах кабеля до 10 км - от 3·103 до 3·107 Гц, при длинах кабеля до 1 км - от 3·104 до 3·107 Гц, причем контролируют на входе кабельной линии электроснабжения ток в жиле, на которую подан зондирующий монохроматический сигнал, и потенциал на других жилах, при этом возрастание тока на входе кабельной линии электроснабжения до некоторого максимума и отсутствие изменения потенциала на других жилах означает обрыв жилы кабеля, снижение сопротивления изоляции (утечка) или короткое замыкание на землю на расстоянии от точки измерения, равном
l=0,5λ,
где l - расстояние до точки повреждения кабельной линии электроснабжения, λ=ν/f - длина волны зондирующего сигнала на частотах, соответствующих максимальному значению результата интерференции диагностического и отраженного сигналов, ν - скорость распространения волны тока в кабеле; f - частота максимума тока, а возрастание тока на входе кабельной линии электроснабжения до некоторого максимума и изменение потенциала на одной из других жилах означает короткое замыкание между жилами кабеля на расстоянии от точки измерения, равном l=0,25λ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013112478/28A RU2539736C2 (ru) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Способ и устройство диагностики мест повреждения кабельных линий электроснабжения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013112478/28A RU2539736C2 (ru) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Способ и устройство диагностики мест повреждения кабельных линий электроснабжения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013112478A RU2013112478A (ru) | 2014-09-27 |
| RU2539736C2 true RU2539736C2 (ru) | 2015-01-27 |
Family
ID=51656306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013112478/28A RU2539736C2 (ru) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Способ и устройство диагностики мест повреждения кабельных линий электроснабжения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2539736C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703195C1 (ru) * | 2017-08-28 | 2019-10-15 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ определения расстояния до места отражения в электрическом проводнике |
| RU2729173C1 (ru) * | 2019-11-28 | 2020-08-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ оценки технического состояния кабельной линии |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2216749C2 (ru) * | 2001-03-27 | 2003-11-20 | Новосибирский государственный технический университет | Способ определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в распределительных сетях |
| RU2399926C1 (ru) * | 2009-02-06 | 2010-09-20 | Сергей Сергеевич Сергеев | Устройство для определения расстояния до места обрыва кабеля |
-
2013
- 2013-03-20 RU RU2013112478/28A patent/RU2539736C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2216749C2 (ru) * | 2001-03-27 | 2003-11-20 | Новосибирский государственный технический университет | Способ определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в распределительных сетях |
| RU2399926C1 (ru) * | 2009-02-06 | 2010-09-20 | Сергей Сергеевич Сергеев | Устройство для определения расстояния до места обрыва кабеля |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703195C1 (ru) * | 2017-08-28 | 2019-10-15 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ определения расстояния до места отражения в электрическом проводнике |
| RU2729173C1 (ru) * | 2019-11-28 | 2020-08-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ оценки технического состояния кабельной линии |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013112478A (ru) | 2014-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Refaat et al. | A review of partial discharge detection, diagnosis techniques in high voltage power cables | |
| JP4841166B2 (ja) | 配線診断のための低電流ａｃ部分放電診断システム | |
| CN106896298B (zh) | 用于非接地供电系统中的绝缘故障定位的方法和装置、用于供电系统的状态监控的方法 | |
| CA2656025C (en) | Detection and monitoring of partial discharge of a power line | |
| AU2010366614B2 (en) | Locating of partial-discharge-generating faults | |
| CN202256654U (zh) | Gis局部放电特高频在线监测装置检定仪 | |
| JP6296689B2 (ja) | 電力ケーブルの無停電絶縁劣化診断方法 | |
| RU2015115506A (ru) | Способ и система контроля состояния электрических кабелей | |
| JP6857876B2 (ja) | 架空配電系統探査システムおよび架空配電系統探査方法 | |
| US20150316599A1 (en) | Method and apparatus for spatially resolved diagnosis | |
| CN104459486A (zh) | 一种利用极化电流评估交联聚乙烯中压电缆绝缘的方法 | |
| Shafiq et al. | Electromagnetic sensing for predictive diagnostics of electrical insulation defects in MV power lines | |
| Sommervogel | Various models for faults in transmission lines and their detection using time domain reflectometry | |
| RU2539736C2 (ru) | Способ и устройство диагностики мест повреждения кабельных линий электроснабжения | |
| CN203798969U (zh) | 一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统 | |
| RU2744464C1 (ru) | Способ определения опасных зон в изоляции трёхжильных трёхфазных кабельных линий электропередач | |
| Oe et al. | TDR measurement with utility-pole-interval resolution of real-scale distribution system | |
| JP5086119B2 (ja) | 電力ケーブルの劣化位置標定方法及びその装置 | |
| CN103913685B (zh) | 一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统 | |
| Stefanidis et al. | Application of power line communication and traveling waves for high impedance fault detection in overhead transmission lines | |
| CN108344927B (zh) | 一种电力电缆局部放电监测装置及方法 | |
| Shafiq et al. | An improved technique to determine the wave propagation velocity of medium voltage cables for PD diagnostics | |
| Lee et al. | Application of inductive coupler for diagnosis of live cable system | |
| CN114624547A (zh) | 一种电缆故障点定位方法及其系统 | |
| JP2008089528A (ja) | 埋め殺しケーブル判定装置及び方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150321 |