RU2654378C1 - Method of determining point of damage on electric power lines with large amount of discontinuity - Google Patents

Method of determining point of damage on electric power lines with large amount of discontinuity Download PDF

Info

Publication number
RU2654378C1
RU2654378C1 RU2017118107A RU2017118107A RU2654378C1 RU 2654378 C1 RU2654378 C1 RU 2654378C1 RU 2017118107 A RU2017118107 A RU 2017118107A RU 2017118107 A RU2017118107 A RU 2017118107A RU 2654378 C1 RU2654378 C1 RU 2654378C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
trace
input device
current
line
time interval
Prior art date
Application number
RU2017118107A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Георгиевич Январев
Ксения Демьяновна Саввина
Кирилл Юрьевич Соломенцев
Виктор Александрович Кучеров
Демьян Демьянович Саввин
Original Assignee
Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани
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 Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани filed Critical Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани
Priority to RU2017118107A priority Critical patent/RU2654378C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2654378C1 publication Critical patent/RU2654378C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/11—Locating faults in cables, transmission lines, or networks using pulse reflection methods

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to an electrical measuring technique and can be used to determine the distances to fault sites and non-uniformity of transmission lines. Essence: probing voltage pulses are sent to the test line, they receive reflected signals, and store them in the form of an exemplary reflectogram. To locate the fault, the current trace is taken. Then the current trace is subtracted from the sample trace. Fault in the line is indicated by presence of difference signals. Sample trace, as well as the current waveform, represent the voltage values obtained through the time sampling step, which are stored in memory cells in a floating-point format. Entire measuring interval of time is divided into a number of partial time intervals, which are multiples of the time step of the discretization. Before each measurement cycle of obtaining the sample trace and the current trace, an estimation is made of the optimal transmission coefficients of the input device for each partial time interval. To do this, by setting the minimum transfer factor of the input device, an intermediate trace is obtained, with which for each partial time interval the maximum permissible input transmission factor is selected. In the process of obtaining the sample trace and the current waveforms for each partial time interval, the selected input device transfer ratio is set using high-speed switches.
EFFECT: increased sensitivity to inhomogeneities or to insignificant local deterioration of insulation resistance.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения расстояний до мест повреждения и неоднородностей линий электропередачи.The invention relates to electrical engineering and can be used to determine distances to places of damage and heterogeneity of power lines.

Известен способ (Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. - М.: Энергоиздат, 1982, с. 188), который заключается в следующем. В линию подаются зондирующие импульсы. Отражаясь от мест повреждения и неоднородностей, отраженные импульсы (сигналы) поступают в приемно-регулирующее устройство, потом в измерительное устройство. Фиксируется интервал времени между зондирующим и отраженным от места повреждения импульсом. Этот интервал времени пропорционален расстоянию от начала линии до места повреждения.A known method (Shalyt G.M. Determination of damage sites in electrical networks. - M .: Energoizdat, 1982, p. 188), which consists in the following. Sensing pulses are fed into the line. Reflecting from the places of damage and inhomogeneities, the reflected pulses (signals) enter the receiving and regulating device, then to the measuring device. The time interval between the probe pulse and the pulse reflected from the damage site is fixed. This time interval is proportional to the distance from the beginning of the line to the place of damage.

В данном способе не учитывается затухание сигналов в испытуемой линии. Как следствие, реализация способа дает низкую чувствительность к повреждениям при большой протяженности испытуемой линии.This method does not take into account the attenuation of signals in the test line. As a result, the implementation of the method gives a low sensitivity to damage with a large length of the test line.

Известен способ (АС СССР 185405, МПК G01R H02D), основанный на измерении времени между моментом посылки в линию зондирующего импульса и моментом прихода импульса, отраженного от места повреждения. Отраженные импульсы подвергают усилению, непрерывно меняющемуся во времени по закону, обратному закону изменения затухания импульсов в линии.A known method (AS USSR 185405, IPC G01R H02D), based on measuring the time between the moment of sending a probe pulse to the line and the moment of arrival of the pulse reflected from the place of damage. The reflected pulses are subjected to amplification, continuously changing in time according to the law, the inverse law of the pulse attenuation in the line.

Известен способ, описанный в руководстве по эксплуатации прибора ИРК-ПРО (Кабельный прибор ИРК-ПРО Гамма. Руководство по эксплуатации. Тверь. Электронный ресурс. Режим доступа http://www.svpribor.ru/docs/26a4ab9e.pdf). С помощью функции «Затухание» имеется возможность задания компенсации затухания сигналов в испытуемой линии. Для компенсации используется функциональный усилитель.The known method described in the instruction manual of the IRK-PRO device (Cable device IRK-PRO Gamma. Operation manual. Tver. Electronic resource. Access mode http://www.svpribor.ru/docs/26a4ab9e.pdf). Using the “Attenuation” function, it is possible to set the compensation for attenuation of signals in the tested line. To compensate, a functional amplifier is used.

Известен также способ, применяемый в приборе ЛИДА (Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. - М.: Энергоиздат, 1982, с. 212), (Аржанников Е.А., Чухин A.M. Методы и приборы определения места короткого замыкания на линиях: Учебное пособие/ Ивановский государственный энергетический университет Иваново, 1998, стр. 65). В способе используется усиление отраженных импульсов по закону, обратному закону их затухания в линии.There is also a method used in the LIDA device (Shalyt G.M. Determination of places of damage in electric networks. - M .: Energoizdat, 1982, p. 212), (Arzhnikov EA, Chukhin AM Methods and devices for determining the location of a short circuit on the lines: Textbook / Ivanovo State Energy University of Ivanovo, 1998, p. 65). The method uses amplification of reflected pulses according to the law opposite to the law of their attenuation in the line.

Перечисленные выше три способа имеют недостаток, связанный с тем, что невозможно точно определить закон, по которому необходимо изменять коэффициент усиления, чтобы отраженные импульсы не выходили за пределы динамического диапазона измерительного устройства, особенно при большом количестве неоднородностей испытуемой линии. Поэтому при реализации описанных выше способов будет ограниченная чувствительность.The above three methods have the disadvantage that it is impossible to precisely determine the law by which the gain must be changed so that the reflected pulses do not go beyond the dynamic range of the measuring device, especially with a large number of inhomogeneities of the test line. Therefore, when implementing the methods described above, there will be limited sensitivity.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ, описанный в патенте РФ 2400765, МПК G01R 31/11. Способ заключается в посылке в линию зондирующих импульсов напряжения с время-частотной модуляцией от генератора и приеме отраженных импульсов. При этом фиксируют массив демодулированных отраженных сигналов, полученных с неповрежденной линии, в виде электронного образа линии. Для обнаружения повреждения отраженные демодулированные импульсы от естественных неоднородностей и неоднородностей, возникших при повреждении линии, вычитают из демодулированных импульсов, записанных в электронном образе линии. Вывод о повреждении линии делают при наличии разностных сигналов. Затем подвергают разностный сигнал автокорреляционной обработке и спектральному анализу. Определяют частоту FX, соответствующую координате повреждения, и расстояние до места повреждения по частоте FX и реперным точкам.The closest in technical essence to the proposed invention (prototype) is the method described in the patent of the Russian Federation 2400765, IPC G01R 31/11. The method consists in sending voltage probes with time-frequency modulation from the generator to the line and receiving reflected pulses. At the same time, an array of demodulated reflected signals received from the undamaged line is recorded in the form of an electronic image of the line. To detect damage, the reflected demodulated pulses from natural inhomogeneities and heterogeneities arising from damage to the line are subtracted from the demodulated pulses recorded in the electronic image of the line. The conclusion about the damage to the line is made in the presence of differential signals. Then the difference signal is subjected to autocorrelation processing and spectral analysis. Determine the frequency F X corresponding to the coordinate of the damage, and the distance to the place of damage from the frequency F X and reference points.

В данном способе, во время приема отраженных сигналов входное устройство, то есть предварительный усилитель и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), настраиваются таким образом, чтобы отраженные сигналы с самой большой амплитудой не превышали выбранного предела измерения. При этом отраженные сигналы, имеющие малую амплитуду, измеряются с большой погрешностью или вовсе не измеряются, если амплитуда меньше разрешающей способности при выбранном пределе измерения. Таким образом, данный способ имеет низкую чувствительность и низкую разрешающую способность.In this method, while receiving the reflected signals, the input device, that is, the preamplifier and the analog-to-digital converter (ADC), are adjusted so that the reflected signals with the largest amplitude do not exceed the selected measurement limit. In this case, reflected signals having a small amplitude are measured with a large error or are not measured at all if the amplitude is less than the resolution at the selected measurement limit. Thus, this method has a low sensitivity and low resolution.

Задача предлагаемого технического решения заключается в увеличении чувствительности к локальным небольшим ухудшениям сопротивления изоляции или участкам с гололедообразованием на линиях с большой протяженностью.The objective of the proposed technical solution is to increase the sensitivity to local small deterioration in insulation resistance or areas with icing on lines with a long length.

Для этого в предлагаемом способе в неповрежденную испытуемую линию посылают зондирующие импульсы напряжения, принимают отраженные сигналы, запоминают их в виде образцовой рефлектограммы. Для определения места повреждения или появившихся неоднородностей на испытуемой линии снимают текущую рефлектограмму, содержащую отраженные сигналы от естественных неоднородностей и неоднородностей, возникших при повреждении линии. Затем текущую рефлектограмму вычитают из образцовой рефлектограммы. Вывод о повреждении линии делают при наличии разностных сигналов. Причем образцовая рефлектограмма, полученная с неповрежденной линии, а также текущая рефлектограмма, полученная с поврежденной линии, представляют собой значения напряжения, полученные через шаг дискретизации по времени, записанные в массив образцовой рефлектограммы и массив текущей рефлектограммы. Массивы хранятся в ячейках памяти в формате с плавающей запятой. Весь измерительный интервал времени разбивается на некоторое количество частичных интервалов времени в зависимости от требуемой точности обнаружения мест повреждения, кратных шагу дискретизации по времени. Перед каждым измерительным циклом получения образцовой рефлектограммы и текущей рефлектограммы производят оценку оптимальных коэффициентов передачи входного устройства для каждого частичного интервала времени. Для этого, установив минимальный коэффициент передачи входного устройства, получают промежуточную рефлектограмму, для чего посылают в линию зондирующий импульс, принимают отраженные сигналы, записывают их в промежуточный массив, анализируя значения промежуточного массива для каждого частичного интервала времени, выбирают максимальный коэффициент передачи входного устройства, при котором максимальное значение напряжения на частичном интервале не превышает предел измерения. В процессе получения образцовой рефлектограммы и текущих рефлектограмм для каждого частичного интервала времени устанавливают выбранный коэффициент передачи входного устройства с помощью быстродействующих переключателей, обеспечивающих переключение в промежутках времени между аналого-цифровыми преобразованиями. Значения для массива образцовой рефлектограммы и массива текущей рефлектограммы вычисляют с учетом устанавливаемых коэффициентов передачи входного устройства для каждого частичного интервала времени.To do this, in the proposed method, probing voltage pulses are sent to the intact test line, the reflected signals are received, and stored in the form of an exemplary reflectogram. To determine the location of damage or the emergence of heterogeneities on the test line, the current trace is taken, which contains reflected signals from natural heterogeneities and heterogeneities that occurred when the line is damaged. Then the current trace is subtracted from the reference trace. The conclusion about the damage to the line is made in the presence of differential signals. Moreover, the sample trace received from the undamaged line, as well as the current trace received from the damaged line, are the voltage values obtained through the time sampling step, recorded in the array of the trace and the array of the current trace. Arrays are stored in memory cells in floating point format. The entire measuring time interval is divided into a number of partial time intervals, depending on the required accuracy of detecting damage points that are multiples of the time sampling step. Before each measuring cycle of obtaining an exemplary reflectogram and the current reflectogram, the optimal transmission coefficients of the input device for each partial time interval are estimated. To do this, having established the minimum transmission coefficient of the input device, an intermediate trace is obtained, for which a probing pulse is sent to the line, the reflected signals are received, written to the intermediate array, analyzing the values of the intermediate array for each partial time interval, the maximum transmission coefficient of the input device is selected, when where the maximum voltage value in the partial interval does not exceed the measurement limit. In the process of obtaining an exemplary reflectogram and current reflectograms for each partial time interval, the selected input device transmission coefficient is set using high-speed switches that provide switching between analog-to-digital conversions in time intervals. The values for the array of the reference trace and the array of the current trace are calculated taking into account the set transfer coefficients of the input device for each partial time interval.

На чертеже приведена схема устройства, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ.The drawing shows a diagram of a device with which the proposed method is implemented.

Устройство содержит формирователь зондирующих импульсов 1 (ФЗИ), фильтр присоединения 2 (ФП), конденсатор связи 3 (КС), входное устройство 4, блок памяти 5, аналого-цифровой преобразователь 6 (АЦП), микро-ЭВМ 7, блок синхронизации 8. Фильтр присоединения 2 соединен с «землей» и через конденсатор связи 3 соединен с испытуемой линией 9, а также связан с выходом формирователя зондирующих импульсов 1 и с аналоговым входом входного устройства 4, выход которого соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя 6. Выход аналого-цифрового преобразователя 6 соединен с входом микро-ЭВМ 7, выходы которой соединены с входом блока синхронизации 8 и с входом записи данных блока памяти 5. Выходы блока синхронизации 8 соединены с входом формирователя зондирующих импульсов 1, с входом выбора номера частичного интервала блока памяти 5 и с входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя 6. Выход блока памяти 5 соединен с управляющим входом входного устройства 4.The device comprises a probe pulse shaper 1 (PSI), an attachment filter 2 (FP), a coupling capacitor 3 (KS), an input device 4, a memory unit 5, an analog-to-digital converter 6 (ADC), a microcomputer 7, a synchronization unit 8. The connection filter 2 is connected to the ground and connected to the test line 9 through a coupling capacitor 3, and is also connected to the output of the probe pulse shaper 1 and to the analog input of the input device 4, the output of which is connected to the analog input of the analog-to-digital converter 6. Analog output digital pre of the developer 6 is connected to the input of the microcomputer 7, the outputs of which are connected to the input of the synchronization unit 8 and to the data recording input of the memory unit 5. The outputs of the synchronization unit 8 are connected to the input of the probe pulse generator 1, with the input of the choice of the partial interval number of the memory unit 5 and the synchronization input of the analog-to-digital converter 6. The output of the memory unit 5 is connected to the control input of the input device 4.

Формирователь зондирующих импульсов 1 периодически формирует зондирующие импульсы, которые поступают через фильтр присоединения 2 и через конденсатор связи 3 в испытуемую линию 9. Отраженные сигналы через конденсатор связи 3 и фильтр присоединения 2 поступают на вход входного устройства 4. Во входном устройстве 4 происходит нормирование сигнала, то есть усиление или ослабление сигнала, а также согласование его входного сопротивления с выходным сопротивлением фильтра присоединения 2. Коэффициент передачи входного устройства устанавливается в соответствии с кодом управления, который поступает от блока памяти 5 на входное устройство 4. Коды управления записываются в блок памяти 5 от микро-ЭВМ 7. Нормированный сигнал с входного устройства 4 поступает на аналоговый вход аналого-цифрового преобразователя 6. Аналого-цифровой преобразователь 6 преобразует входной аналоговый сигнал в цифровые двоичные коды, поступающие на вход микро-ЭВМ 7. Шаг дискретизации Δt аналого-цифрового преобразования определяется требуемой разрешающей способностью по обнаружению места повреждения испытуемой линии. В процессе работы АЦП 6 шаг дискретизации Δt обеспечивается синхронизирующим сигналом, который поступает от блока синхронизации 8 на вход синхронизации АЦП 6. Полученная рефлектограмма запоминается в памяти микро-ЭВМ 7.The probe pulse generator 1 periodically generates probe pulses, which are received through the connection filter 2 and through the coupling capacitor 3 to the test line 9. The reflected signals through the coupling capacitor 3 and the coupling filter 2 are fed to the input of the input device 4. The signal is normalized in the input device 4, that is, amplification or attenuation of the signal, as well as matching its input impedance with the output impedance of the connection filter 2. The input device's transmission coefficient is set in accordance with the control code, which comes from the memory unit 5 to the input device 4. The control codes are recorded in the memory unit 5 from the microcomputer 7. The normalized signal from the input device 4 is fed to the analog input of the analog-to-digital converter 6. Analog-digital Converter 6 converts the input analog signal to digital binary codes supplied to the input of the microcomputer 7. The sampling step Δt of the analog-to-digital conversion is determined by the required resolution for detecting the place of damage emoy line. In the process of operation of the ADC 6, the sampling step Δt is provided by the synchronization signal, which is supplied from the synchronization unit 8 to the ADC synchronization input 6. The received trace is stored in the memory of the microcomputer 7.

Поступающие от аналого-цифрового преобразователя 6 двоичные коды, пропорциональные входному аналоговому сигналу, подвергаются обработке в микро-ЭВМ 7.The binary codes coming from the analog-to-digital converter 6, which are proportional to the input analog signal, are processed in the microcomputer 7.

Определение места повреждения осуществляется следующим образом. Первоначально, когда испытуемая линия 9 не имеет повреждений, устанавливается минимальный коэффициент передачи входного устройства 4, и получается первая промежуточная рефлектограмма. Для этого формируется зондирующий импульс, получаются отраженные сигналы, в результате получается первый промежуточный массив данных UT1[i] (i=0, 1, 2…N-1), соответствующих моментам времени t0, t1, t2…tN-1, где N - общее количество полученных значений. Этот массив соответствует естественным неоднородностям испытуемой линии 9.The location of damage is as follows. Initially, when the test line 9 is not damaged, the minimum transfer coefficient of the input device 4 is set, and the first intermediate reflectogram is obtained. For this, a probe pulse is generated, reflected signals are obtained, and as a result, the first intermediate data array UT1 [i] (i = 0, 1, 2 ... N-1) corresponding to time instants t 0 , t 1 , t 2 ... t N- 1 , where N is the total number of values obtained. This array corresponds to the natural heterogeneities of the test line 9.

С помощью первого промежуточного массива UT1[i] определяются оптимальные коэффициенты передачи для входного устройства 4 с учетом динамических диапазонов при различных коэффициентах передачи входного устройства 4. Весь измерительный интервал времени T разбивается на М частичных интервалов времени ΔTm, кратных шагу дискретизации по времени Δt. Затем происходит анализ значений напряжения внутри каждого частичного интервала ΔTm. Для этого используются значения, записанные в первый промежуточный массив UT1[i]. Оптимальным коэффициентом передачи входного устройства 4 считается максимально возможный коэффициент, при котором его максимальное выходное напряжение не превышает предел измерения АЦП 6.Using the first intermediate array UT1 [i], the optimal transmission coefficients for the input device 4 are determined taking into account the dynamic ranges for different transmission coefficients of the input device 4. The entire measuring time interval T is divided into M partial time intervals ΔT m , which are multiples of the time step Δt. Then, the voltage values are analyzed within each partial interval ΔT m . For this, the values recorded in the first intermediate array UT1 [i] are used. The optimal transmission coefficient of the input device 4 is considered the maximum possible coefficient at which its maximum output voltage does not exceed the measurement limit of the ADC 6.

Выбор коэффициентов передачи происходит в микро-ЭВМ 7. Выбрав коэффициенты передачи входного устройства 4 для каждого частичного интервала времени ΔТm, значения коэффициентов передачи из микро-ЭВМ 7 записываются в блок памяти 5.The selection of transmission coefficients takes place in the microcomputer 7. Having selected the transmission coefficients of the input device 4 for each partial time interval ΔT m, the values of the transmission coefficients from the microcomputer 7 are recorded in the memory unit 5.

После выбора коэффициентов передачи, когда испытуемая линия 9 не имеет повреждений, снимается образцовая рефлектограмма. Для этого формируется зондирующий импульс, в процессе приема отраженных сигналов на каждом частичном интервале времени ΔTm устанавливается выбранный коэффициент передачи, для этого от блока памяти 5 код управления поступает на вход входного устройства 4. Смена кода происходит в тот момент, когда АЦП 6 закончил очередное преобразование (последнее на предыдущем частичном интервале ΔTm-1), но еще не начал следующее преобразование (первое на очередном частичном интервале ΔTm). Для этого переключатели, осуществляющие переключение коэффициента передачи входного устройства 4, должны обладать высоким быстродействием. Например, если шаг дискретизации по времени Δt=100 нс, время преобразования АЦП 6 составляет 50 нc, то переключатели должны иметь время переключения значительно меньше 50 нc, например 10 нc. Причем, сразу по окончании аналого-цифрового преобразования должна поступить команда на переключение, 10 нc будет происходить переключение, а в течение оставшихся 40 нc будут заканчиваться переходные процессы во входном устройстве. Современная компонентная база позволяет обеспечить указанные параметры времени.After selecting the transmission coefficients, when the test line 9 is not damaged, an exemplary reflectogram is taken. To do this, a probe pulse is generated, in the process of receiving reflected signals at each partial time interval ΔT m , the selected transmission coefficient is set, for this, from the memory unit 5, the control code is supplied to the input of the input device 4. The code is changed at the moment when the ADC 6 finished the next transformation (the last in the previous partial interval ΔT m-1 ), but has not yet started the next transformation (the first in the next partial interval ΔT m ). For this, the switches performing the switching of the gain of the input device 4 should have high speed. For example, if the time sampling step is Δt = 100 ns, the ADC 6 conversion time is 50 ns, then the switches should have a switching time much less than 50 ns, for example 10 ns. Moreover, immediately after the end of the analog-to-digital conversion, a switching command should be received, 10 ns will switch, and during the remaining 40 ns, transients in the input device will end. Modern component base allows you to provide the specified parameters of time.

Получаемые от АЦП 6 коды Кацп записываются в образцовый массив U0[i], соответствующий образцовой рефлектограмме, с учетом установленного коэффициента передачи входного устройства 4. Например, если коэффициент передачи входного устройства был равен, Кву=0,5, то записываемое в массив U0[i] значение должно быть увеличено в 2 раза:Received from the ADC 6 codes K ADC are recorded in the reference array U0 [i] corresponding to the reference trace, taking into account the set transmission coefficient of the input device 4. For example, if the transmission coefficient of the input device was equal to K wu = 0.5, then written to the array U0 [i] value should be increased 2 times:

Figure 00000001
.
Figure 00000001
.

Образцовый массив U0[i] должен состоять из значений, записанных в формате с плавающей запятой (float, Real). При этом как большие, так и малые значения, будут иметь высокую точность представления.The model array U0 [i] should consist of values written in the format of a floating point (float, Real). At the same time, both large and small values will have high accuracy of presentation.

После того, как получен образцовый массив U0[i], можно производить определение места повреждения или мониторинг испытуемой линии 9. При этом вся процедура повторяется. Сначала создается зондирующий импульс при минимальном коэффициенте передачи входного устройства 4, получается второй промежуточный массив UT2[i]. Анализируя значения, записанные во втором промежуточном массиве UT2[i], выбираются оптимальные коэффициенты передачи для частичных интервалов ΔTm. Затем снова создается зондирующий импульс и для каждого частичного интервала ΔTm устанавливается свой коэффициент передачи входного устройства 4, в результате получается текущий массив U1[i].After the sample array U0 [i] is obtained, it is possible to determine the location of damage or monitor the test line 9. In this case, the entire procedure is repeated. First, a probe pulse is created with a minimum gain of the input device 4, and a second intermediate array UT2 [i] is obtained. By analyzing the values recorded in the second intermediate array UT2 [i], the optimal transmission coefficients for the partial intervals ΔT m are selected. Then, a probe pulse is created again and for each partial interval ΔT m its own transmission coefficient of the input device 4 is set, as a result, the current array U1 [i] is obtained.

Место повреждения или место появления неоднородности определяют анализируя разность массивов U1[i] и U0[i], соответствующих текущей и образцовой рефлектограммам. При отсутствии повреждения, разности будут практически равны нулю при любых значениях i. При появлении повреждения или новой неоднородности, появятся значения, отличные от нуля. Причем значения, отличные от нуля, будут вычислены с высокой точностью. По номерам iп этих значений можно вычислить расстояние до места повреждения.The place of damage or the place of occurrence of heterogeneity is determined by analyzing the difference of the arrays U1 [i] and U0 [i] corresponding to the current and reference reflectograms. In the absence of damage, the differences will be practically zero for any i values. If damage or a new heterogeneity occurs, values other than zero will appear. Moreover, values other than zero will be calculated with high accuracy. By the numbers i p of these values, you can calculate the distance to the place of damage.

Вычисление расстояния до места повреждения или неоднородности выполняется по времени задержки от момента зондирования испытуемой линии 9 до момента появления отраженного импульса (сигнала). При этом используется формула:The calculation of the distance to the place of damage or heterogeneity is performed according to the delay time from the moment of probing of the test line 9 to the moment of the appearance of the reflected pulse (signal). In this case, the formula is used:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где

Figure 00000003
- расстояние до искомого повреждения;Where
Figure 00000003
- distance to the desired damage;

V - скорость распространения электромагнитных волн в испытуемой линии 9;V is the propagation velocity of electromagnetic waves in the test line 9;

t3 - время задержки отраженного от повреждения импульса (сигнала) относительно зондирующего.t 3 - the delay time of the reflected pulse damages (signal) relative to the probe.

Время t3 определяют по номеру значения iп, соответствующему амплитуде отраженного от повреждения импульса, в массиве U1[i] и по известному шагу квантования Δt:The time t 3 is determined by the value number i p corresponding to the amplitude of the pulse reflected from the damage in the array U1 [i] and by the known quantization step Δt:

Figure 00000004
Figure 00000004

Предложенный способ позволяет повысить чувствительность в десятки раз по сравнению с прототипом. Без применения меняющегося коэффициента передачи на рефлектограмме около 90% занимают значения, близкие к нулю. Усилив эти сигналы, например, в 100 раз можно в 100 раз повысить чувствительность на этих участках. Это же самое приводит к повышению разрешающей способности в 100 раз.The proposed method allows to increase the sensitivity tens of times compared with the prototype. Without the application of a changing transmission coefficient, about 90% are occupied by values close to zero. By amplifying these signals, for example, 100 times, you can 100 times increase the sensitivity in these areas. The same thing leads to an increase in resolution by 100 times.

Таким образом, технический результат заключается в повышении чувствительности и разрешающей способности определения повреждений линий электропередачи, а также в выявлении новых неоднородностей на них, в том числе и мест гололедообразования.Thus, the technical result is to increase the sensitivity and resolution of determining damage to power lines, as well as to identify new heterogeneities on them, including places of icing.

Claims (1)

Способ определения места повреждения линий электропередачи, заключающийся в том, что в испытуемую линию посылают зондирующие импульсы напряжения, принимают отраженные сигналы, запоминают их в виде образцовой рефлектограммы, для определения места повреждения или появившихся неоднородностей на испытуемой линии снимают текущую рефлектограмму, содержащую отраженные сигналы от естественных неоднородностей и неоднородностей, возникших при повреждении линии, затем текущую рефлектограмму вычитают из образцовой рефлектограммы, вывод о повреждении линии делают при наличии разностных сигналов, отличающийся тем, что образцовая рефлектограмма, полученная с неповрежденной линии, а также текущая рефлектограмма, полученная с поврежденной линии, представляют собой значения напряжения, полученные через шаг дискретизации по времени, записанные в массив образцовой рефлектограммы и массив текущей рефлектограммы, которые хранятся в ячейках памяти в формате с плавающей запятой, весь измерительный интервал времени разбивают на некоторое количество частичных интервалов времени в зависимости от требуемой точности обнаружения мест повреждения, кратных шагу дискретизации по времени, перед каждым измерительным циклом получения образцовой рефлектограммы и текущей рефлектограммы производят оценку оптимальных коэффициентов передачи входного устройства для каждого частичного интервала времени, для этого, установив минимальный коэффициент передачи входного устройства, получают промежуточную рефлектограмму, для чего посылают в линию зондирующий импульс, принимают отраженные сигналы, записывают их в промежуточный массив, для каждого частичного интервала времени анализируют значения, записанные в промежуточном массиве, и выбирают максимальный коэффициент передачи входного устройства, при котором максимальное значение напряжения на частичном интервале не превышает предел измерения, в процессе получения образцовой рефлектограммы и текущих рефлектограмм для каждого частичного интервала времени устанавливают выбранный коэффициент передачи входного устройства с помощью быстродействующих переключателей, обеспечивающих переключение в промежутках времени между аналого-цифровыми преобразованиями, значения для массива образцовой рефлектограммы и массива текущей рефлектограммы вычисляют с учетом устанавливаемых коэффициентов передачи входного устройства для каждого частичного интервала времени.The method for determining the location of damage to power lines, which consists in the fact that probing voltage pulses are sent to the test line, receive reflected signals, store them in the form of a standard reflectogram, to determine the location of damage or appeared heterogeneities on the test line, the current reflectogram containing reflected signals from natural heterogeneities and heterogeneities that occurred when the line is damaged, then the current trace is subtracted from the reference trace, the conclusion about Line resolution is done in the presence of difference signals, characterized in that the sample trace received from the undamaged line, as well as the current trace received from the damaged line, are voltage values obtained through the time sampling step, recorded in the array of the sample trace and the array of the current OTDR traces that are stored in memory cells in floating point format, the entire measuring time interval is divided into a number of partial time intervals in Depending on the required accuracy of detecting fault locations, which are multiples of the time sampling step, before each measurement cycle of obtaining a reference reflectogram and the current reflectogram, the optimal transmission coefficients of the input device for each partial time interval are estimated, for this, by setting the minimum transmission coefficient of the input device, an intermediate reflectogram why send a probe pulse to the line, receive the reflected signals, write them to the intermediate assy, for each partial time interval, analyze the values recorded in the intermediate array and select the maximum transfer coefficient of the input device, at which the maximum voltage value on the partial interval does not exceed the measurement limit, in the process of obtaining a reference reflectogram and current reflectograms for each partial time interval, set Selected input device gain using high-speed switches for switching between As the time between analog-to-digital conversions, the values for the array of the reference trace and the array of the current trace are calculated taking into account the set transmission coefficients of the input device for each partial time interval.
RU2017118107A 2017-05-24 2017-05-24 Method of determining point of damage on electric power lines with large amount of discontinuity RU2654378C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118107A RU2654378C1 (en) 2017-05-24 2017-05-24 Method of determining point of damage on electric power lines with large amount of discontinuity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118107A RU2654378C1 (en) 2017-05-24 2017-05-24 Method of determining point of damage on electric power lines with large amount of discontinuity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2654378C1 true RU2654378C1 (en) 2018-05-17

Family

ID=62152840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118107A RU2654378C1 (en) 2017-05-24 2017-05-24 Method of determining point of damage on electric power lines with large amount of discontinuity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2654378C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685048C1 (en) * 2018-07-25 2019-04-16 Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани Method of determining places of inhomogeneities and damage of power transmission lines
RU190591U1 (en) * 2018-11-30 2019-07-04 Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани REFLECTOMETRIC DEVICE OF MONITORING OF ELECTRICAL TRANSMISSION LINES FOR DETERMINING PLACES OF INJURIES AND NAVIGATION DEPOSITS
RU2713741C1 (en) * 2019-05-16 2020-02-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Method for determining the position of reflected pulse
RU2720818C1 (en) * 2019-10-01 2020-05-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "АРТС" (ООО "НПП "АРТС") Device for fault location of power transmission lines and communication lines
RU2739229C1 (en) * 2020-03-20 2020-12-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of controlling nodes docking in radio engineering systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2319972C1 (en) * 2006-05-26 2008-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "КАРЗА" Method of finding of defects in wires and cables in segments of circuits with branched topology
RU2400765C2 (en) * 2008-12-18 2010-09-27 Открытое акционерное общество "Завод радиоаппаратуры" Method of determining point of fault in power transmission or communication line and device for realising said method
RU2474831C1 (en) * 2011-10-07 2013-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) Method to detect area of power transmission and communication lines damage and device for its realisation
US20160139194A1 (en) * 2013-06-11 2016-05-19 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Reflectometry method for identifying soft faults affecting a cable
US9453871B2 (en) * 2010-07-28 2016-09-27 Hydro-Quebec Fault location on a de-energized power line section

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2319972C1 (en) * 2006-05-26 2008-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "КАРЗА" Method of finding of defects in wires and cables in segments of circuits with branched topology
RU2400765C2 (en) * 2008-12-18 2010-09-27 Открытое акционерное общество "Завод радиоаппаратуры" Method of determining point of fault in power transmission or communication line and device for realising said method
US9453871B2 (en) * 2010-07-28 2016-09-27 Hydro-Quebec Fault location on a de-energized power line section
RU2474831C1 (en) * 2011-10-07 2013-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) Method to detect area of power transmission and communication lines damage and device for its realisation
US20160139194A1 (en) * 2013-06-11 2016-05-19 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Reflectometry method for identifying soft faults affecting a cable

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685048C1 (en) * 2018-07-25 2019-04-16 Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани Method of determining places of inhomogeneities and damage of power transmission lines
RU190591U1 (en) * 2018-11-30 2019-07-04 Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани REFLECTOMETRIC DEVICE OF MONITORING OF ELECTRICAL TRANSMISSION LINES FOR DETERMINING PLACES OF INJURIES AND NAVIGATION DEPOSITS
RU2713741C1 (en) * 2019-05-16 2020-02-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Method for determining the position of reflected pulse
RU2713741C9 (en) * 2019-05-16 2020-03-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Method for determining the position of reflected pulse
RU2720818C1 (en) * 2019-10-01 2020-05-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "АРТС" (ООО "НПП "АРТС") Device for fault location of power transmission lines and communication lines
RU2739229C1 (en) * 2020-03-20 2020-12-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of controlling nodes docking in radio engineering systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2654378C1 (en) Method of determining point of damage on electric power lines with large amount of discontinuity
KR101926995B1 (en) Apparatus and method for detecting fault location of underground cable
US8222906B2 (en) Adaptive pulse width time domain reflectometer
US8474320B2 (en) Method and apparatus for locating cable faults
EP2912406B1 (en) Ultrasonic measurement apparatus and method
US7427867B2 (en) Method and system for non-destructive evaluation of conducting structures
US20060097730A1 (en) Time-frequency domain reflectometry apparatus and method
CN107831404B (en) Method and system for positioning XLPE cable partial discharge position based on high-frequency pulse current method
KR970022333A (en) Pulse system impedance measuring instrument
US8408061B2 (en) Sequentially fired high dynamic range NDT/NDI inspection device
US6812716B2 (en) Method and apparatus for testing an electrical component
CN105403849A (en) Method, apparatus and system for verifying test instrument
RU2654377C1 (en) Method for determining of damaged point of power transmission lines
Bishop et al. A rapid-acquisition electrical time-domain reflectometer for dynamic structure analysis
RU2654958C1 (en) Device for distance estimation to the accident site in transmission lines
RU2685048C1 (en) Method of determining places of inhomogeneities and damage of power transmission lines
Wild et al. Power cable modeling for PD pulse propagation and sensitivity
RU2718711C1 (en) Method of diagnosing insulating coating defects of pipelines
CN113639912A (en) Method, device and system for detecting column leg stress under radial load of three-column insulator
CN1201911A (en) Method and apparatus for certification of testing instrument for geophone
Babaee et al. On-line partial discharge source location in single-core cables with multi sheath-ground connections
JP2891767B2 (en) AE generation position locating device
JPH0159549B2 (en)
CN112033519A (en) Hydrophone sensitivity calibration system and method based on interpolation and fitting
Furse et al. Towards a spread spectrum VNA

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner