RU2641632C2 - Method of location of defective bunches of insulators on air lines of electric transmission of high voltage - Google Patents
Method of location of defective bunches of insulators on air lines of electric transmission of high voltage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641632C2 RU2641632C2 RU2016128904A RU2016128904A RU2641632C2 RU 2641632 C2 RU2641632 C2 RU 2641632C2 RU 2016128904 A RU2016128904 A RU 2016128904A RU 2016128904 A RU2016128904 A RU 2016128904A RU 2641632 C2 RU2641632 C2 RU 2641632C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- time
- pulses
- distance
- electromagnetic
- insulators
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для локации дефектов в изоляции воздушных линий электропередачи (ЛЭП) высокого и сверхвысокого напряжений, например «нулевых» изоляторов в поддерживающих и натяжных гирляндах.The invention relates to the electric power industry and can be used to locate defects in the isolation of overhead and ultra-high voltage overhead power lines (power lines), for example, “zero” insulators in supporting and tension garlands.
Известен способ локации дефектных гирлянд изоляторов на воздушных линиях электропередачи высокого напряжения, основанный на измерении интенсивности электромагнитного излучения в видимой части спектра (Левичев В.Ю., Овсянников А.Г., Сибиряков В.Г. Электронно-оптический дефектоскоп «Филин-3» // Приборы и техника эксперимента. - 1987, №2). Для этого в темное время суток измеряют интенсивность свечения, создаваемого короной на дефектной изоляции высоковольтных воздушных линий электропередачи и сопоставляют с интенсивностью свечения на неповрежденной изоляции.A known method of location of defective garlands of insulators on overhead power transmission lines of high voltage, based on measuring the intensity of electromagnetic radiation in the visible part of the spectrum (Levichev V.Yu., Ovsyannikov A.G., Sibiryakov V.G. Electron-optical flaw detector "Filin-3" // Instruments and experimental techniques. - 1987, No. 2). To do this, in the dark, measure the intensity of the glow created by the crown on the defective insulation of high-voltage overhead power lines and compare with the intensity of the glow on the intact insulation.
Недостаток такого способа - трудоемкость диагностики, требующая обхода всей линии электропередачи, а также необходимость выполнения измерений в темное время суток.The disadvantage of this method is the complexity of the diagnosis, requiring bypassing the entire power line, as well as the need to perform measurements in the dark.
Известен также способ локации дефектных гирлянд изоляторов на воздушных линиях электропередачи высокого напряжения (прототип), в котором дефекты диагностируются и локализуются путем измерения интенсивности электромагнитного излучения в области частот от сотен кГц до десятков МГц путем вдольтрассового облета линий электропередачи (Дикой В.П., Овсянников А.Г. Электромагнитная аэроинспекция воздушных линий электропередачи. - Электрические станции, №3, 1999). Локация повреждений изоляции (дефектов в гирляндах изоляторов) выполняется путем сопоставления (привязки) одновременно выполняемой записи видеоизображения линии электропередачи с участком осциллограммы, где наблюдается повышенная интенсивность электромагнитного излучения. Измеряемое действующее значение интенсивности электромагнитного излучения в широком спектре частот зависит от удаленности источников излучения и начальной амплитуды электромагнитной волны, которая в общем случае случайна в различные моменты времени. При передвижении вдоль трассы средняя интенсивность электромагнитного излучения, определяемая множеством различных дефектов (т.е. суммируемая от всех источников излучения), может слабо изменяться от опоры к опоре, не позволяя явно определить максимум излучения и точно локализовать дефект в изоляции.There is also a known method for locating defective garlands of insulators on high voltage overhead power lines (prototype), in which defects are diagnosed and localized by measuring the intensity of electromagnetic radiation in the frequency range from hundreds of kHz to tens of MHz by means of a long-haul flight over power lines (Dikoy V.P., Ovsyannikov A.G. Electromagnetic aerial inspection of overhead power lines. - Power stations, No. 3, 1999). The location of insulation damage (defects in insulator strings) is performed by comparing (linking) simultaneously recording a video image of a power line with a portion of the waveform where an increased intensity of electromagnetic radiation is observed. The measured effective value of the intensity of electromagnetic radiation in a wide spectrum of frequencies depends on the remoteness of the radiation sources and the initial amplitude of the electromagnetic wave, which in the general case is random at different points in time. When moving along the path, the average intensity of electromagnetic radiation, determined by many different defects (i.e., summed from all radiation sources), can vary slightly from support to support, not allowing you to clearly determine the maximum radiation and accurately localize the defect in the insulation.
Недостатком этого способа является низкая точность локации дефектов линейной изоляции (дефектных гирлянд).The disadvantage of this method is the low accuracy of the location of defects in linear insulation (defective garlands).
Задачей изобретения (техническим результатом) является повышение точности локации дефектных линейных изоляторов на воздушных линиях электропередачи высокого напряжения.The objective of the invention (technical result) is to increase the accuracy of the location of defective linear insulators on overhead power transmission lines of high voltage.
Эта задача достигается тем, что в известном способе локации дефектных гирлянд изоляторов на воздушных линиях электропередачи высокого напряжения, основанном на регистрации электрических импульсов с помощью электромагнитного датчика и подключенного к нему электронного осциллографа (ЭО), вдоль трассы линии электропередачи на расстоянии друг от друга Lд прямолинейно перемещают два электромагнитных датчика (ЭМД1 и ЭМД2) и подключенные к ним записывающие электронные осциллографы. Расстояние между датчиками Lд вычисляют с помощью GPS- или ГЛОНАСС навигационных систем. Посредством приемников временной синхронизации (ПВС) одновременно и с одинаковой скоростью горизонтальной развертки на осциллографы записывают осциллограммы напряжения в течение времени распространения электромагнитного импульса от одного датчика до другого τд-Lд/ν, где ν - скорость распространения электромагнитного импульса по воздушной линии электропередачи. На каждой из записанных осциллограмм выполняют измерение времен появления импульсов Δti (i=1…n, i - номер импульса, n - количество импульсов на первой осциллограмме) и (j=1…m, j - номер импульса, m - количество импульсов на второй осциллограмме). Времена появления импульсов на первой и второй осциллограммах поочередно попарно суммируют . Из всех времен tk выбирают ту сумму времен ( - времена распространения электромагнитного импульса от дефектного изолятора до первого и второго электромагнитных датчиков), которая равна времени τд. Исходя из расстояния до первого электромагнитного датчика хд1 и времени ΔtA определяют расстояние до места расположения дефектной гирлянды изоляторов xдеф по выражениюThis task is achieved by the fact that in the known method for locating defective garlands of insulators on overhead power transmission lines of high voltage, based on the registration of electrical pulses using an electromagnetic sensor and an electronic oscilloscope (EO) connected to it, along the transmission line path at a distance from each other L d two electromagnetic sensors (EMD 1 and EMD 2 ) and the recording electronic oscilloscopes connected to them are linearly moved. The distance between the sensors L d is calculated using GPS or GLONASS navigation systems. Using time synchronization receivers (PVA) simultaneously and with the same horizontal scan speed, voltage oscillograms are recorded on the oscilloscopes during the propagation time of the electromagnetic pulse from one sensor to another τ d -L d / ν, where ν is the speed of propagation of the electromagnetic pulse over the overhead power line. On each of the recorded waveforms, the time of occurrence of the pulses Δt i is measured (i = 1 ... n, i is the pulse number, n is the number of pulses in the first waveform) and (j = 1 ... m, j is the pulse number, m is the number of pulses in the second waveform). The times of occurrence of pulses in the first and second oscillograms are alternately summed in pairs . From all times t k choose that sum of times ( - the propagation time of the electromagnetic pulse from the defective insulator to the first and second electromagnetic sensors), which is equal to time τ d Based on the distance to the first electromagnetic sensor x d1 and time Δt A determine the distance to the location of the defective string of insulators x def by the expression
xдеф=xд1-ΔtАν. def x = x e1 -Δt A ν.
На фиг.1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 представлены осциллограммы импульсов напряжения, наводимых электрическими разрядами в дефектной изоляции (дефектных гирляндах) в электромагнитных датчиках и записываемых электронными осциллографами; на фиг. 3 поясняется синхронизация горизонтальной развертки электронных осциллографов посредством приемников временной синхронизации (ПВС) и спутниковой глобальной системы навигации.Figure 1 shows a device that implements the proposed method; in FIG. 2 shows oscillograms of voltage pulses induced by electric discharges in defective insulation (defective strings) in electromagnetic sensors and recorded by electronic oscilloscopes; in FIG. 3, horizontal synchronization of electronic oscilloscopes by means of time synchronization receivers (PVA) and a global satellite navigation system is explained.
Устройство (фиг. 1) содержит воздушную линию электропередачи высокого напряжения (1) с дефектами линейной изоляции (2 и 3), на которой реализуется предлагаемый способ. Дефектная гирлянда с дефектным/нулевым изолятором (дефект под номером 2) находится между электромагнитными датчиками (4), расположенными совместно с электронными осциллографами (5) вдоль линии электропередачи на некотором расстоянии Lд. В качестве электромагнитных датчиков могут применяться антенны различных конструкций, например рамочные.The device (Fig. 1) contains an overhead power transmission line of high voltage (1) with defects in linear insulation (2 and 3), on which the proposed method is implemented. A defective garland with a defective / zero insulator (defect under number 2) is located between electromagnetic sensors (4) located together with electronic oscilloscopes (5) along the power line at a certain distance L d . As electromagnetic sensors, antennas of various designs, for example, frame antennas, can be used.
Способ осуществляется следующим образом. Над линией электропередачи перемещают (например, с помощью беспилотных летательных аппаратов) электромагнитные датчики ((4) - фиг. 1), к которым подключены ЭО ((5) - фиг. 1), горизонтальные развертки которых запускают одновременно с помощью ПВС (6) - фиг. 3 [Филимонов С.Н. О некоторых проблемах синхронизации точного времени сигнала ГЛОНАСС // T-Comm. 2013, №7, с. 130-132]. ПВС синхронизируются спутником (7) (фиг. 3) или системой спутников. На каждой осциллограмме (записи электромагнитных импульсов) измеряют времена начала/появления импульсов Δt: для сигналов первого ЭМД1 и, соответственно, на первой осциллограмме эти времена обозначают как Δti, для - второго ЭМД2 и второй осциллограммы - . Путем поочередного парного сложения времен появления импульсов на разных осциллограммах выбирают ту сумму времен tk, которая равна времени распространения импульса от одного электромагнитного датчика до другого - τд. Время τд=Lд/ν определяют на основе расстояния между электромагнитными датчиками Lд=((X2-X1)2+(Y2-Y1)2+(Z2-Z1)2)0.5. Пространственные координаты датчиков {X1,Y1,Z1} и {X2,Y2,Z2} измеряют и записывают одновременно с осциллограммами во время движения посредством GPS- или ГЛОНАСС навигаторов, устанавливаемых на летательные аппараты. Скорость распространения электромагнитной волны в воздухе принимают равной ν≅300 м/мкс. Обозначая времена появления импульсов от первого датчика Δti (i=1…n - номер импульса на первой осциллограмме), а от второго - , (k=1…n⋅m) - номер импульса на первой второй), рассчитывают времена (k=1…n⋅m). Из всех времен tk выбирают то, которое равно τд, и обозначают его как tγ, а слагаемые, входящие в tγ, как ΔtA и . На основе известного положения первого ЭМД1 (хд1) определяют место расположения дефектной гирлянды изоляторов по выражению:The method is as follows. Above the power line, electromagnetic sensors ((4) - Fig. 1) are moved (for example, using unmanned aerial vehicles) to which EOs are connected ((5) - Fig. 1), the horizontal scans of which are triggered simultaneously by means of the PVA (6) - FIG. 3 [Filimonov S.N. On some problems of synchronizing the exact time of a GLONASS signal // T-Comm. 2013, No. 7, p. 130-132]. PVAs are synchronized by satellite (7) (Fig. 3) or a satellite system. On each waveform (recording electromagnetic pulses), the onset / appearance of pulses Δt is measured: for the signals of the first EMD 1 and, accordingly, on the first waveform, these times are denoted as Δt i , for the second EMD 2 and the second oscillogram - . By alternating pairwise addition of the times of the appearance of the pulses on different oscillograms, choose the sum of the times t k that is equal to the propagation time of the pulse from one electromagnetic sensor to another - τ d . The time τ d = L d / ν is determined based on the distance between the electromagnetic sensors L d = ((X 2 -X 1 ) 2 + (Y 2 -Y 1 ) 2 + (Z 2 -Z 1 ) 2 ) 0.5 . The spatial coordinates of the sensors {X 1 , Y 1 , Z 1 } and {X 2 , Y 2 , Z 2 } are measured and recorded simultaneously with the oscillograms during movement using GPS or GLONASS navigators installed on aircraft. The propagation velocity of an electromagnetic wave in air is taken equal to ν≅300 m / μs. Denoting the times of appearance of pulses from the first sensor Δt i (i = 1 ... n is the number of the pulse in the first waveform), and from the second , (k = 1 ... n⋅m) is the pulse number on the first second), times are calculated (k = 1 ... n⋅m). Of all times t k, choose one that is equal to τ d and designate it as t γ , and the terms in t γ as Δt A and . Based on the known position of the first EMD 1 (x d1 ) determine the location of the defective garland of insulators by the expression:
На фиг. 2 показаны импульсы напряжения, формируемые тремя дефектами в линии электропередачи ((2-3) - фиг. 1), один из которых (2) расположен между электромагнитными датчиками (4). Расстояние между электромагнитными датчиками Lд=3000 м. На первой осциллограмме, полученной от первого ЭМД1 (фиг. 2, а), расположенного на расстоянии хд1 от условного начала линии, времена появления импульсов составляют: первого импульса напряжения (u1)-Δt1=1,67 мкс, второго (u2)-Δt2=6,7 мкс. На осциллограмме, полученной путем измерения напряжений на втором ЭМД2 (фиг. 2, б), времена появления сигналов ( и ) соответственно равны: и . Все суммы времен появления сигналов на обеих осциллограммах равны (в мкс):; ; ; . Одна из сумм времен распространения сигналов (t3) равна времени пробега электромагнитной волны по диагностируемому участку (τд=10 мкс), поэтому внутри этого участка имеется дефект. Определяем (ΔtA=Δt2, ). Координата расположения дефекта (2) определяется по импульсам u2 и (фиг. 2). Расстояние до дефектной гирлянды равно xдеф=xд1-ΔtA⋅ν=xд1-6,7⋅300 (м).In FIG. Figure 2 shows the voltage pulses generated by three defects in the power line ((2-3) - Fig. 1), one of which (2) is located between the electromagnetic sensors (4). The distance between the electromagnetic sensors L d = 3000 m. On the first waveform obtained from the first EMD 1 (Fig. 2, a) located at a distance x d1 from the conditional start of the line, the times of the appearance of the pulses are: the first voltage pulse (u 1 ) - Δt 1 = 1.67 μs, of the second (u 2 ) -Δt 2 = 6.7 μs. On the waveform obtained by measuring the voltages on the second EMD 2 (Fig. 2, b), the times of occurrence of signals ( and ) are respectively equal to: and . All sums of times of occurrence of signals on both oscillograms are equal (in microseconds): ; ; ; . One of the sums of the propagation times of the signals (t 3 ) is equal to the travel time of the electromagnetic wave over the diagnosed area (τ d = 10 μs), therefore there is a defect inside this area. Determine (Δt A = Δt 2 , ) The coordinate location of the defect (2) is determined by the pulses u 2 and (Fig. 2). The distance to the defect is equal garland DEF x = x g1 -Δt A ⋅ν = x g1 -6,7⋅300 (m).
Таким образом, увеличение точности определения координат дефектной гирлянды изоляторов осуществляется на основе измерения времен появления импульсов напряжения (ΔtA=Δt2 или ), формируемых электрическим разрядом в дефектной гирлянде изоляторов, на двух одновременно записываемых осциллограммах, посредством электромагнитных датчиков и осциллографов, расположенных вдоль трассы воздушной линии электропередачи на расстоянии Lд. По известным координате первого электромагнитного датчика хд1, расстоянию между обоими датчиками Lд, времени ΔtA и скорости распространения электромагнитной волны ν рассчитывается расстояние до дефектной гирлянды изоляторов xдеф.Thus, the accuracy of determining the coordinates of a defective string of insulators is increased by measuring the times of the appearance of voltage pulses (Δt A = Δt 2 or ), formed by an electric discharge in a defective string of insulators, on two simultaneously recorded oscillograms, by means of electromagnetic sensors and oscilloscopes located along the overhead power line route at a distance L d . Using the known coordinate of the first electromagnetic sensor x d1 , the distance between both sensors L d , the time Δt A and the propagation velocity of the electromagnetic wave ν, the distance to the defective string of insulators x def is calculated.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128904A RU2641632C2 (en) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Method of location of defective bunches of insulators on air lines of electric transmission of high voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128904A RU2641632C2 (en) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Method of location of defective bunches of insulators on air lines of electric transmission of high voltage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2641632C2 true RU2641632C2 (en) | 2018-01-18 |
Family
ID=68235413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016128904A RU2641632C2 (en) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Method of location of defective bunches of insulators on air lines of electric transmission of high voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2641632C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4224612A (en) * | 1977-05-12 | 1980-09-23 | Macey Roy E | Monitoring the condition of an insulator |
RU2058559C1 (en) * | 1993-09-16 | 1996-04-20 | Николай Михайлович Шмидт | Method for contactless and remote high-voltage test of insulator strings on high-voltage overhead power transmission lines |
RU2359280C2 (en) * | 2007-09-03 | 2009-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования " Казанский государственный энергетический университет (КГЭУ) | Non-contact and remote inspection method of condition of insulator chains of air high-voltage power lines |
RU107864U1 (en) * | 2011-04-07 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | DEVICE FOR MONITORING THE STATE OF FIRES OF ISOLATORS OF AIR TRANSMISSION LINES |
RU140278U1 (en) * | 2013-12-03 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | DEVICE FOR MONITORING THE STATE OF GIRLANDS OF INSULATORS OF AIR TRANSMISSION LINES |
-
2016
- 2016-07-14 RU RU2016128904A patent/RU2641632C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4224612A (en) * | 1977-05-12 | 1980-09-23 | Macey Roy E | Monitoring the condition of an insulator |
RU2058559C1 (en) * | 1993-09-16 | 1996-04-20 | Николай Михайлович Шмидт | Method for contactless and remote high-voltage test of insulator strings on high-voltage overhead power transmission lines |
RU2359280C2 (en) * | 2007-09-03 | 2009-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования " Казанский государственный энергетический университет (КГЭУ) | Non-contact and remote inspection method of condition of insulator chains of air high-voltage power lines |
RU107864U1 (en) * | 2011-04-07 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | DEVICE FOR MONITORING THE STATE OF FIRES OF ISOLATORS OF AIR TRANSMISSION LINES |
RU140278U1 (en) * | 2013-12-03 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | DEVICE FOR MONITORING THE STATE OF GIRLANDS OF INSULATORS OF AIR TRANSMISSION LINES |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10209290B2 (en) | Locating of partial-discharge-generating faults | |
NL1005349C2 (en) | Method and device for detecting and locating irregularities in a dielectric. | |
CN102369448A (en) | Device and method for locating partial discharges | |
Coenen et al. | UHF and acoustic partial discharge localisation in power transformers | |
CN102365555A (en) | Device and method for locating partial discharges | |
RU2641632C2 (en) | Method of location of defective bunches of insulators on air lines of electric transmission of high voltage | |
Núñez et al. | Multichannel acquisition system and denoising for the detection and location of partial discharges using acoustic emissions | |
Takahashi | Methodology of on-site precise partial discharge measurement for cable terminations and joints | |
CN110794464B (en) | Method for removing time domain aeronautical electromagnetic data background field | |
Hashim et al. | Investigation on partial discharge localization in oil based on time of arrival method | |
RU2231037C1 (en) | Method of location of leakage of liquid or gas in pipe line laid in ground | |
Win et al. | Localization accuracy of partial discharges in power transformers | |
JP2013257150A (en) | Insulation defect position locating device and insulation defect position locating method for power cable | |
Elbaghdady et al. | One site three dimensions lightning location system using VHF broadband interferometers | |
Hazmi et al. | Characteristics of Discharge Initiation Processes of Tropical Lightning Flashes | |
RU2685048C1 (en) | Method of determining places of inhomogeneities and damage of power transmission lines | |
CN106291271A (en) | Judge the live detection method of combined electrical apparatus high-voltage and earth potential electric discharge | |
Win et al. | Partial discharge localization in power transformers | |
Shafiq et al. | Identifcation and Location of Partial Discharge Defects in Medium Voltage AC Cables | |
Kannappan et al. | Radiometric partial discharge location detection in medium voltage switchgears | |
JP2557682B2 (en) | Underground exploration device with a dielectric constant measurement function in the soil | |
Kaška | Experience with monitoring and location of partial discharges inside of high voltage oil power transformers | |
Portugues et al. | The use of radiometric partial discharge location equipment in distribution substations | |
Sasaki et al. | Air-coupled ultrasonic time-of-flight measurement system using amplitude-modulated and phase inverted driving signal for accurate distance measurements | |
CN111031910A (en) | Noise generation source search device and noise generation source search method |