RU2702815C1

RU2702815C1 - Method for remote monitoring of technical condition of electric power facilities

Info

Publication number: RU2702815C1
Application number: RU2019108420A
Authority: RU
Inventors: Николай Витальевич Силин; Николай Игоревич Игнатьев; Сергей Юрьевич Тетиора
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-10-11

Abstract

FIELD: defectoscopy.

SUBSTANCE: invention relates to remote methods of noise and quasi-noise diagnostics of electric power (EP) defects and is intended for construction of industrial information and measuring systems for monitoring of technical state of such objects. In the method of remote monitoring of technical condition of EP objects first in equivalent operating conditions and using standard industrial equipment, measuring the radiation spectra of horizontal polarization radiation of a controlled and same type reference object of the same type at frequencies of combined action of flicker noise, white noise and quasi-harmonic components with frequencies of supply industrial circuit, its upper harmonics and resonant frequencies of sound oscillating circuits of equipment of said objects. Then, components of flicker and white noise are picked up in measured spectra and frequencies of separation of areas of dominating action of said noise components in spectra for reference and monitored objects are determined. Finally, the flicker noise intensity on the maximum frequency of the dominant action of the flicker noise component in the spectrum for the monitored object and the comparison of fixed flicker noise in the spectra for the reference and monitored objects is determined in said spectra to determine the complete defectiveness of the monitored object.

EFFECT: technical result consists in increase of sensitivity and reliability of diagnostics of complete defects of EP objects (and first of all objects with large occupied area).

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к дистанционным способам шумовой и квазишумовой диагностики дефектности электроэнергетических (ЭЭ) объектов, и в первую очередь больших по занимаемой площади ЭЭ объектов, типа питающей электростанции, распределительной электроподстанции, силовой сети электрического обеспечения населенного пункта, предприятия, космодрома, аэродрома, железнодорожного узла и других аналогичных, включающих в себя протяженные участки высоковольтных (ВВ) линий электропередачи (ЛЭП) и подключенное к этим линиям дискретное ЭЭ оборудование (силовые автотрансформаторы, трансформаторы напряжений, трансформаторы токов, управляемые шунтирующие реакторы, открытые распределительные устройства и прочее оборудование с малой и средней занимаемой площадью), и предназначено для создания промышленных информационно-измерительных комплексов контроля технического состояния ЭЭ объектов, обеспечивающих достоверную экспресс-диагностику полной дефектности этих объектов.The invention relates to remote methods for noise and quasi-noise diagnostics of defects in electric power (EE) objects, and especially large objects in terms of their occupied area, such as a power plant, distribution substation, power supply network for a locality, enterprise, cosmodrome, airfield, railway junction and other similar ones, including extended sections of high-voltage (BB) power lines (power lines) and discrete EE equipment connected to these lines (power autotransformers, voltage transformers, current transformers, controlled shunt reactors, open switchgears and other equipment with a small and medium occupied area), and is intended for the creation of industrial information-measuring complexes for monitoring the technical state of EE facilities that provide reliable express diagnostics of complete defectiveness of these objects.

Известен способ дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов (оборудования) [1], в котором полную дефектность контролируемого объекта, находящегося под напряжением, определяют по электромагнитному излучению оборудования этого объекта. При этом сначала определяют дефектности отдельных единиц дискретного оборудования контролируемого ЭЭ объекта, а затем, используя полученную информацию, устанавливают полную дефектность контролируемого объекта.A known method of remote monitoring the technical state of EE of objects (equipment) [1], in which the complete defectiveness of a controlled object under voltage, is determined by the electromagnetic radiation of the equipment of this object. In this case, first the defectiveness of individual units of discrete equipment of the controlled EE object is determined, and then, using the information obtained, the complete defectiveness of the controlled object is established.

Известный способ базируется на измерении средней интенсивности потока электромагнитных импульсов (предположительно шумовых), излучаемых оборудованием контролируемого ЭЭ объекта вследствие действия электрических разрядов в изоляции этого оборудования.The known method is based on measuring the average intensity of the flow of electromagnetic pulses (presumably noise) emitted by equipment of a controlled EE object due to the action of electrical discharges in the insulation of this equipment.

Измерения в известном способе выполняют с помощью широкополосной приемной антенны произвольной поляризации, подключенной к входу специально изготовленного регистратора средней интенсивности потока электромагнитных импульсов, излучаемых отдельной единицей оборудования контролируемого ЭЭ объекта во всей рабочей полосе частот измерительной аппаратуры. Рекомендуемые в данном известном способе частоты измерений превышают значения f = 150-200 MHz и лежат в высокочастотной части области доминирующего действия белого шума ионизации изоляции с равномерным спектром, первоисточника излучений оборудования ЭЭ объектов на указанных частотах.Measurements in the known method are performed using a broadband receiving antenna of arbitrary polarization connected to the input of a specially manufactured recorder of average intensity of the flow of electromagnetic pulses emitted by a separate piece of equipment from a controlled EE object in the entire operating frequency band of the measuring equipment. Recommended in this known method, the measurement frequencies exceed f = 150-200 MHz and lie in the high-frequency part of the dominant white noise region of ionization insulation with a uniform spectrum, the primary source of radiation from EE equipment at the indicated frequencies.

По результатам измерений строят зависимость средней интенсивности потока излучаемых импульсов от порога обнаружения, а в качестве диагностических параметров используют: крутизны наклонов отрезков аппроксимирующих прямых на участках этой зависимости, количество интервалов, необходимых для такой аппроксимации, и значения координат точек перегибов указанной зависимости. Причем дефектности отдельных единиц оборудования контролируемого ЭЭ объекта определяют по динамике изменения указанных диагностических параметров при выполнении серий периодических измерений на временных интервалах, разделенных месяцами и годами эксплуатации данного объекта.Based on the measurement results, the dependence of the average intensity of the stream of emitted pulses on the detection threshold is built, and the diagnostic parameters are used: the slope of the slopes of the segments of the approximating straight lines in the sections of this dependence, the number of intervals necessary for such an approximation, and the coordinates of the inflection points of this dependence. Moreover, the defectiveness of individual pieces of equipment of a controlled EE facility is determined by the dynamics of changes in the specified diagnostic parameters when performing series of periodic measurements at time intervals separated by months and years of operation of this facility.

Недостатки известного способа [1] обусловлены применением в нем нестандартной, специально изготовленной измерительной аппаратуры, громоздкой процедуры обработки результатов измерений и неудачным выбором частот измерений, лежащих в основном за пределами частотного диапазона наиболее интенсивных излучений оборудования ЭЭ объектов, равного f = 50 Hz-300 MHz (с учетом излучений на частотах действия фликкерных шумов, белых шумов и квазигармонических составляющих с частотами питающей промышленной сети f_c = 50-60 Hz, ее верхних гармоник mf_c, где m = 2, 3, 4,… - порядковый номер гармоники питающей сети, и с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования этих объектов [2, 3]), что отрицательно сказывается на оперативности, чувствительности и надежности диагностирования полных дефектностей ЭЭ объектов в этом известном способе.The disadvantages of the known method [1] are due to the use of non-standard, specially manufactured measuring equipment, a cumbersome procedure for processing measurement results, and an unsuccessful choice of measurement frequencies lying mainly outside the frequency range of the most intense emissions of EE equipment, equal to f = 50 Hz-300 MHz (considering radiation at frequencies action flicker noise, white noise and quasi-harmonic components with frequencies supply network of industrial f _c = 50-60 Hz, its upper harmonic mf _c, where m = 2, 3, 4, - serial number of mains harmonics, with the resonant frequencies of good-quality oscillatory circuit equipment of these facilities [2, 3]), which affects the speed, sensitivity and reliability of the diagnosis of complete EE defective objects in the known method.

Кроме того, в известном способе [1] нельзя без дополнительных спектральных измерений (не предусмотренных в этом способе) однозначно утверждать, средняя интенсивность потока каких импульсов измеряется: шумовых (как полагают авторы) или квазигармонических (тоже излучаемых оборудованием контролируемого ЭЭ объекта [2, 3]), что дополнительно снижает надежность диагностирования дефектностей оборудования и полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта.In addition, in the known method [1], it is impossible without additional spectral measurements (not provided for in this method) to unequivocally state the average flux intensity of which pulses is measured: noise (as the authors believe) or quasi-harmonic (also emitted by equipment of a controlled EE object [2, 3 ]), which further reduces the reliability of diagnosing equipment defects and the complete defectiveness of a controlled energy efficiency facility.

Поэтому известный способ дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов [1] не обладает требуемой оперативностью, чувствительностью и надежностью диагностирования полных дефектностей контролируемых объектов, а потому непригоден для реализации достоверной экспресс-диагностики технического состояния таких объектов, и в первую очередь больших по занимаемой площади ЭЭ объектов.Therefore, the known method for remote monitoring of the technical state of EE objects [1] does not have the required efficiency, sensitivity and reliability of diagnosing the complete defects of controlled objects, and therefore is unsuitable for realizing reliable express diagnostics of the technical condition of such objects, and especially large ones in the occupied area of EE objects .

Известен также способ дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов [4], в котором полную дефектность контролируемого объекта, находящегося под напряжением, определяют по энергетическим спектрам электромагнитных излучений горизонтальной поляризации этого и однотипного с ним эталонного объектов, измеренным в эквивалентных условиях с помощью стандартной промышленной аппаратуры. При этом первопричиной появления указанных излучений на рекомендуемых в способе [4] частотах измерений f=3-3000 MHz также являются электрические разряды в изоляции оборудования ЭЭ объектов и создаваемые ими белые шумы ионизации изоляции с равномерным спектром.There is also known a method for remote monitoring of the technical state of EE objects [4], in which the complete defectiveness of a controlled object under voltage is determined by the energy spectra of electromagnetic radiation of horizontal polarization of this and standard objects of the same type measured under equivalent conditions using standard industrial equipment. In this case, the primary cause of the appearance of these emissions at the measurement frequencies recommended in the method [4] f = 3-3000 MHz is also electrical discharges in the insulation of EE equipment and the white noise of ionization insulation created by them with a uniform spectrum.

Отметим, что в данном известном способе [4], в отличие от известного способа [1], устанавливают полную дефектность контролируемого ЭЭ объекта, минуя определение дефектности отдельных единиц дискретного оборудования этого объекта, в связи с чем алгоритм обработки результатов измерений в способе [4] значительно проще, чем в способе [1], а рекомендуемые частоты измерений для энергетических спектров излучений располагаются внутри указанного выше частотного диапазона наиболее интенсивных электромагнитных излучений оборудования ЭЭ объектов, за счет чего в известном способе [4] обеспечиваются повышенные, в сравнении со способом [1], оперативность, чувствительность и надежность диагностирования полной дефектности указанных объектов.Note that in this known method [4], in contrast to the known method [1], the complete defectiveness of the controlled EE object is established, bypassing the determination of the defectiveness of individual units of discrete equipment of this object, and therefore the algorithm for processing the measurement results in the method [4] much simpler than in the method [1], and the recommended measurement frequencies for the energy spectra of radiation are located inside the above frequency range of the most intense electromagnetic radiation equipment EE objects, for due to which, in the known method [4], increased, in comparison with the method [1], responsiveness, sensitivity and reliability of diagnosing the complete defectiveness of these objects are provided.

Кроме того, в известном способе [4] измерения осуществляются с помощью стандартной промышленной аппаратуры (а не с помощью специально изготовленного измерителя, как в способе [1]), благодаря чему в нем (в способе [4]) обеспечивается дополнительный рост надежности и оперативности диагностирования отдельных единиц оборудования и полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта в сравнении со способом [1].In addition, in the known method [4], measurements are carried out using standard industrial equipment (and not using a specially made meter, as in method [1]), so that it (in method [4]) provides an additional increase in reliability and efficiency the diagnosis of individual pieces of equipment and the complete defectiveness of the controlled EE object in comparison with the method [1].

С учетом сказанного, известный способ дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов [4] обладает увеличенными, в сравнении с известным дистанционным способом [1], оперативностью, чувствительностью и надежностью диагностирования полных дефектностей указанных объектов.Based on the foregoing, the known method for remote monitoring the technical state of EE objects [4] has increased, in comparison with the known remote method [1], efficiency, sensitivity and reliability of diagnosing the complete defects of these objects.

Известный способ [4] наиболее близок к предлагаемому способу дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов и принят нами за прототип.The known method [4] is closest to the proposed method for remote monitoring of the technical state of EE objects and we have adopted as a prototype.

Однако известный дистанционный способ-прототип [4] все же обладает существенными недостатками.However, the known remote prototype method [4] still has significant disadvantages.

В способе-прототипе диагностика осуществляется по интенсивности излучаемых белых шумов и колебаний с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования контролируемого объекта, первоисточником появления которых являются белые шумы ионизации изоляции. В обоих известных способах не используются для диагностирования полных дефектностей ЭЭ объектов излучаемые фликкерные шумы ионизации изоляции оборудования этих объектов на частотах ниже 2 MHz, интенсивности которых увеличиваются с понижением частоты анализа и с ростом дефектностей контролируемых объектов растут быстрее, чем интенсивности белых шумов [5], т.е. использование фликкерных шумов может способствовать росту оперативности, чувствительности и надежности диагностирования полных дефектностей ЭЭ объектов.In the prototype method, the diagnosis is carried out according to the intensity of the emitted white noise and vibrations with resonant frequencies of high-quality oscillating circuits of the equipment of the controlled object, the primary source of which is the white noise of ionization insulation. In both known methods, the emitted flicker noise of ionization of the insulation of the equipment of these objects at frequencies below 2 MHz, the intensities of which increase with decreasing analysis frequency and grow with defects of the controlled objects faster than the intensities of white noise, are not used to diagnose complete defects of EE objects [5], those. the use of flicker noise can increase the efficiency, sensitivity and reliability of diagnosing the complete defects of EE objects.

Следовательно, известный способ дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов [4] (прототип) обладает недостаточной чувствительностью и надежностью диагностирования для выполнения достоверной экспресс-диагностики полных дефектностей указанных объектов, и в первую очередь больших по занимаемой площади ЭЭ объектов. Therefore, the known method for remote monitoring the technical state of EE objects [4] (prototype) has insufficient sensitivity and reliability of diagnosis to perform reliable express diagnostics of the complete defects of these objects, and especially large ones over the occupied area of EE objects.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании дистанционного способа контроля технического состояния ЭЭ объектов, лишенного отмеченных недостатков прототипа, т.е. обладающего в сравнении с прототипом увеличенной чувствительностью и надежностью диагностирования, а потому пригодного для выполнения достоверной экспресс-диагностики и мониторинга полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов, и в первую очередь больших по занимаемой площади объектов.The problem to be solved by the claimed invention is directed, is to create a remote method for monitoring the technical condition of EE objects, devoid of the noted disadvantages of the prototype, i.e. which, in comparison with the prototype, has increased sensitivity and reliability of diagnosis, and therefore is suitable for performing reliable express diagnostics and monitoring the complete defects of controlled energy objects, and especially large objects in terms of their occupied area.

Для решения поставленной задачи предлагается способ дистанционного контроля технического состояния электроэнергетических объектов, в котором полную дефектность контролируемого объекта, находящегося под напряжением, определяют путем сравнения энергетических спектров электромагнитных излучений горизонтальной поляризации, полученных для контролируемого и эталонного электроэнергетических объектов, измеренных в эквивалентных условиях с помощью стандартной промышленной аппаратуры, отличается тем, что в нем измеряют энергетические спектры излучений горизонтальной поляризации на частотах совместного действия фликкерных шумов, белых шумов и квазигармонических составляющих с частотами питающей промышленной сети, ее верхних гармоник и с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования этих объектов, затем выделяют в измеренных спектрах компоненты фликкерных и белых шумов и определяют частоты раздела f₁ и f₂ областей доминирующего действия указанных шумовых компонентов в спектрах излучений для эталонного и контролируемого объектов, а в заключение фиксируют в указанных спектрах интенсивности фликкерных шумов на максимальной частоте доминирующего действия фликкерного компонента шума в спектре для контролируемого объекта на частоте f₂, и из сравнения фиксированных интенсивностей фликкерных шумов в спектрах для эталонного и контролируемого объектов определяют полную дефектность контролируемого объекта.To solve this problem, we propose a method for remote monitoring of the technical condition of electric power facilities, in which the total defectiveness of a controlled object under voltage is determined by comparing the energy spectra of horizontal polarized electromagnetic radiation obtained for a controlled and reference electric power objects measured in equivalent conditions using standard industrial equipment, characterized in that it measures energy spectra of horizontal polarized radiation at frequencies of the combined action of flicker noise, white noise and quasi-harmonic components with frequencies of the industrial supply network, its upper harmonics and resonant frequencies of high-quality vibrational circuits of the equipment of these objects, then the flicker and white noise components are selected in the measured spectra and the interface frequencies are determined f ₁ and f ₂ areas of dominant action of these noise components in the emission spectra for the reference and controlled objects, and in conclusion e fix the intensity of flicker noise in the indicated spectra at the maximum frequency of the dominant action of the flicker noise component in the spectrum for the controlled object at a frequency f ₂ , and from the comparison of the fixed intensities of flicker noise in the spectra for the reference and controlled objects, determine the complete defectiveness of the controlled object.

Заявляемые в предлагаемом изобретении ограничительные и отличительные признаки обеспечивают решение поставленной задачи – создание способа дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов, лишенного отмеченных недостатков прототипа и обладающего, в сравнении с прототипом, увеличенными чувствительностью и надежностью диагностирования, а потому пригодного для выполнения достоверной экспресс-диагностики и мониторинга полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов, и в первую очередь больших по занимаемой площади объектов.The restrictive and distinctive features claimed in the present invention provide a solution to the problem - the creation of a method for remote monitoring the technical state of EE objects, devoid of the noted disadvantages of the prototype and having, in comparison with the prototype, increased sensitivity and reliability of diagnosis, and therefore suitable for performing reliable express diagnostics and monitoring of total defects of controlled energy objects, and especially large objects in.

В заявляемом способе общим с прототипом [4] существенным признаком является то, что «…полную дефектность контролируемого объекта, находящегося под напряжением, определяют путем сравнения энергетических спектров электромагнитных излучений горизонтальной поляризации, полученных для контролируемого и эталонного электроэнергетических объектов, измеренных в эквивалентных условиях с помощью стандартной промышленной аппаратуры».In the inventive method, a common feature with the prototype [4] is that “... the complete defectiveness of a controlled object under voltage is determined by comparing the energy spectra of horizontal polarized electromagnetic radiation obtained for a controlled and reference electric power objects measured under equivalent conditions using standard industrial equipment. "

Следовательно, в предлагаемом дистанционном способе, как и в дистанционном способе-прототипе, полную дефектность контролируемого ЭЭ объекта (включающего в себя протяженные участки ВВ ЛЭП и дискретное оборудование, находящееся под воздействием напряжений этих ЛЭП), определяют по энергетическим спектрам электромагнитных излучений этого и однотипного с ним эталонного объектов, измеренным в одинаковых условиях их эксплуатации (как правило, при номинальных режимах функционирования) и с применением стандартной промышленной аппаратуры, состоящей, например, из широкополосной приемной антенны и управляемого компьютером промышленного анализатора спектра.Therefore, in the proposed remote method, as well as in the remote prototype method, the complete defectiveness of the object being monitored by EE (including extended sections of explosive power lines and discrete equipment under the influence of voltages of these power lines) is determined by the energy spectra of electromagnetic radiation of this and the same type reference objects measured in the same conditions of their operation (as a rule, at nominal operating modes) and using standard industrial equipment, with toyaschey example of wideband receiving antenna and a computer-controlled industrial spectrum analyzer.

Признаки отличительной части формулы предлагаемого изобретения обеспечивают решение поставленной задачи.The features of the distinctive part of the claims of the present invention provide a solution to the problem.

Сравнительный анализ отличительных признаков заявляемого решения с признаками прототипа (и других известных дистанционных способов-аналогов) свидетельствует о достаточной новизне и неочевидности заявляемого решения.A comparative analysis of the distinguishing features of the proposed solution with the features of the prototype (and other well-known remote methods-analogues) indicates sufficient novelty and non-obviousness of the proposed solution.

Отличительный признак «…измеряют энергетические спектры излучений горизонтальной поляризации на частотах совместного действия фликкерных шумов, белых шумов и квазигармонических составляющих с частотами питающей промышленной сети, ее верхних гармоник и с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования этих объектов…» указывает горизонтальный вид поляризации измеряемых излучений (так же как и в прототипе, а не произвольную поляризацию излучений, как в способе-аналоге [1]) и определяет частотный диапазон измерения указанных спектров как область совместного действия фликкерных шумов, белых шумов и квазигармонических составляющих с частотами питающей промышленной сети f_c (обычно f_c = 50-60 Hz), ее высших гармоник mf_c (где m = 2, 3, 4,… - порядковый номер гармоники) и с резонансными частотами добротных колебательных цепей оборудования ЭЭ объектов, т.е. рекомендует выполнять измерения на частотах f =3 kHz-300 MHz, существенно отличных от таковых, используемых в прототипе и в других известных дистанционных способах-аналогах. Измерительную аппаратуру в предлагаемом способе целесообразно располагать непосредственно под или над участком высоковольтной ЛЭП, питающей тестируемый ЭЭ объект.The distinctive feature "... measure the energy spectra of horizontal polarized radiation at frequencies of the combined action of flicker noise, white noise and quasi-harmonic components with the frequencies of the industrial supply network, its upper harmonics and with resonant frequencies of high-quality vibrational circuits of the equipment of these objects ..." indicates the horizontal polarization of the measured radiation ( as in the prototype, and not an arbitrary polarization of radiation, as in the analogue method [1]) and determines the frequency range of measurement seemed spectrums as an area of joint action of flicker noise, white noise and quasi-harmonic components with frequencies supply network of industrial f _c (usually f _c = 50-60 Hz), its higher harmonics mf _c (where m = 2, 3, 4, ... - ref harmonic number) and with resonant frequencies of high-quality oscillatory circuits of equipment of EE objects, i.e. recommends taking measurements at frequencies f = 3 kHz-300 MHz, significantly different from those used in the prototype and in other known remote methods-analogues. The measuring equipment in the proposed method, it is advisable to place directly below or above the site of the high-voltage power lines that feed the tested EE object.

Отличительный признак «...выделяют в измеренных спектрах компоненты фликкерных и белых шумов и определяют частоты раздела f₁ и f₂ областей доминирующего действия указанных шумовых компонентов в спектрах излучений для эталонного (первого) и контролируемого (второго) объектов…» предлагает стандартными математическими методами, например методом линейной аппроксимации (с последующей экстраполяцией результата аппроксимации на весь частотный диапазон измерений) набора экспериментальных точек численностью 10-30 и более, соответствующих локальным минимумам излучений в частях спектров, где действуют фликкерные и белые шумы (при недостаточной численности экспериментальных точек используют расширенный диапазон частот от 300 Hz до 3 GHz), в интервалах интенсивностей, равных удвоенной для белых шумов и утроенной для фликкерных шумов статистической погрешности измерений (увеличенный интервал интенсивностей для фликкерных шумов учитывает волнистый характер хода спектра этих шумов, обнаруживаемый при более точной, нелинейной аппроксимации его, выполненной в [6]), выделить в измеренных спектрах для эталонного (первого) и контролируемого (второго) объектов, представленных в логарифмических масштабах по обеим осям графиков, компоненты белых шумов с равномерными спектрами (S_G1)_W, (S_G2)_W и компоненты фликкерных шумов со спектрами вида (S_G1)_F = C_F1/f ^v1, (S_G2)_F = C_F2/f ^v2 (где C_F1, C_F2 - размерные параметры линейных аппроксимаций компонентов фликкерных шумов в dB(W)/Hz, зависящие от концентрации дефектов в изолирующих слоях оборудования ЭЭ объектов и увеличивающие свою интенсивность с ростом дефектностей этих объектов; v₁, v₂ - безразмерные параметры линейных аппроксимаций, характеризующие средние наклоны фликкерных компонентов шумов в указанных спектрах и убывающие по величине от значений 1,8-1,6 в эталонном и слабодефектном объектах до значений 1,2-1,0 в объектах с сильной и опасной дефектностью) и определить частоты раздела f₁ и f₂ областей доминирующего действия компонентов фликкерных и белых шумов в спектрах излучений горизонтальной поляризации для эталонного (первого) и контролируемого (второго) объектов как результаты пересечений линейных экстраполированных аппроксимаций указанных шумовых компонентов, чего нет в прототипе и в других известных дистанционных способах-аналогах.The distinctive feature “... isolate flicker and white noise components in the measured spectra and determine the frequencies of the f ₁ and f ₂ cross-sections of the dominant action regions of these noise components in the emission spectra for the reference (first) and controlled (second) objects ...” offers standard mathematical methods , for example, by the linear approximation method (with subsequent extrapolation of the approximation result to the entire measurement frequency range) of a set of experimental points of 10-30 or more numbers corresponding to to the minimum radiation emissions in parts of the spectra where flicker and white noise are present (for an insufficient number of experimental points, an extended frequency range from 300 Hz to 3 GHz is used), in the intensity intervals equal to twice the statistical error of measurements doubled for white noise and increased for flicker noise (increased the interval of intensities for flicker noise takes into account the wavy nature of the course of the spectrum of these noises, which is detected with a more accurate nonlinear approximation made in [6]), highlighted in the measured x spectra for the reference (first) and controlled (second) objects represented on a logarithmic scale on both axes of the graphs, white noise components with uniform spectra (S _G1 ) _W , (S _G2 ) _W and flicker noise components with spectra of the form (S _G1 ) _F = C _F1 / f ^v1 , (S _G2 ) _F = C _F2 / f ^v2 (where C _F1, C _F2 are the dimensional parameters of linear approximations of flicker noise components in dB (W) / Hz, depending on the concentration of defects in the insulating layers equipment for energy efficiency of facilities and increasing their intensity with the growth of defects in these facilities; v ₁ , v ₂ - dimensionless linear approximation parameters characterizing the average slopes of the flicker components of noise in the indicated spectra and decreasing in magnitude from 1.8-1.6 in the reference and slightly defective objects to 1.2-1.0 in objects with strong and dangerous defects) and determine the frequencies of the separation f ₁ and f _{2 of the} regions of the dominant action of the components of flicker and white noise in the emission spectra of horizontal polarization for the reference (first) and controlled (second) objects as the results of intersections of linear extrapoles approximations of these noise components, which are not in the prototype and in other known remote methods-analogues.

Отличительный признак «…фиксируют в указанных спектрах интенсивности фликкерных шумов на максимальной частоте доминирующего действия фликкерного компонента шума в спектре для контролируемого (второго) объекта, т.е. на частоте f₂, и из сравнения фиксированных интенсивностей фликкерных шумов в спектрах для эталонного и контролируемого объектов определяют полную дефектность контролируемого объекта…» предлагает фиксировать в измеренных энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации для эталонного (первого) и контролируемого (второго) ЭЭ объектов интенсивности фликкерных шумов на максимальной частоте доминирующего действия фликкерного компонента шума в спектре для контролируемого (второго) объекта, т.е. на частоте f_2, и, далее, сравнивая фиксированные интенсивности фликкерных шумов в спектрах для эталонного и контролируемого объектов, разрабатывать критерии и определять с применением этих критериев полную дефектность контролируемого ЭЭ объекта (чего тоже нет в способе прототипе и в других известных дистанционных способах-аналогах).The distinctive feature “... is fixed in the indicated spectra of flicker noise intensities at the maximum frequency of the dominant action of the flicker noise component in the spectrum for the controlled (second) object, i.e. at a frequency f ₂ , and from a comparison of the fixed intensities of flicker noise in the spectra for the reference and controlled objects, the complete defectiveness of the controlled object is determined ... "suggests fixing the horizontal polarization emissions for the reference (first) and controlled (second) EE of the flicker noise objects in the measured energy spectra at the maximum frequency of the dominant action of the flicker component of the noise in the spectrum for the controlled (second) object, i.e. at a frequency f _2, and then, comparing the fixed intensities of flicker noise in the spectra for the reference and controlled objects, develop criteria and determine using these criteria the complete defectiveness of the controlled EE object (which is also not in the prototype method and in other known remote analog methods )

В ходе выполненных экспериментов было установлено, что с ростом дефектности контролируемого ЭЭ объекта интенсивность фликкерного компонента шума в его энергетическом спектре электромагнитного излучения горизонтальной поляризации на максимальной частоте доминирующего действия этого компонента шума, т.е. на частоте f₂, возрастает в среднем на 5-15 dB сильнее, чем интенсивность компонента белого шума.In the course of the experiments, it was found that with an increase in the defectiveness of the object being monitored by the EE, the intensity of the flicker component of the noise in its energy spectrum of electromagnetic radiation of horizontal polarization at the maximum frequency of the dominant action of this noise component, i.e. at a frequency f ₂ , increases on average by 5-15 dB more than the intensity of the white noise component.

Предлагаются следующие универсальные критерии, слабо зависящие от типа ЭЭ объекта, для определения полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта по разности интенсивностей фликкерных шумов в энергетических спектрах излучений горизонтальной поляризации эталонного и контролируемого объектов на максимальной частоте доминирующего действия фликкерного компонента шума f₂ в спектре для контролируемого объекта.The following universal criteria are proposed, weakly depending on the type of EE of the object, to determine the total defectiveness of the controlled EE of the object by the difference in the intensities of the flicker noise in the energy spectra of the horizontal polarization radiation of the reference and controlled objects at the maximum frequency of the dominant action of the flicker noise component f ₂ in the spectrum for the controlled object.

Слабая полная дефектность контролируемого ЭЭ объекта соответствует превышению в его энергетическом спектре электромагнитного излучения горизонтальной поляризации интенсивности фликкерного шума на максимальной частоте доминирующего действия этого шума f₂ над таковой на той же частоте f₂ в спектре для эталонного объекта на величину до 20 dB. (1)Weak total defectiveness of the object being monitored by the EE corresponds to an excess in the energy spectrum of electromagnetic radiation of horizontal polarization of flicker noise intensity at the maximum frequency of the dominant effect of this noise f ₂ over that at the same frequency f ₂ in the spectrum for the reference object by up to 20 dB. (one)

Умеренная полная дефектность контролируемого ЭЭ объекта соответствует превышению в его энергетическом спектре электромагнитного излучения горизонтальной поляризации интенсивности фликкерного шума на максимальной частоте доминирующего действия этого шума f₂ над таковой на той же частоте f₂ в спектре для эталонного объекта на величину от 20 dB до 40 dB. (2)The moderate total defectiveness of the object being monitored by the EE corresponds to an excess in the energy spectrum of electromagnetic radiation of horizontal polarization of flicker noise intensity at the maximum frequency of the dominant effect of this noise f ₂ over that at the same frequency f ₂ in the spectrum for the reference object by 20 dB to 40 dB. (2)

Сильная полная дефектность контролируемого ЭЭ объекта соответствует превышению в его энергетическом спектре электромагнитного излучения горизонтальной поляризации интенсивности фликкерного шума на максимальной частоте доминирующего действия этого шума f₂ над таковой на той же частоте f₂ в спектре для эталонного объекта на величину от 40 dB до 60 dB. (3)The strong total defectiveness of the object being monitored by the EE corresponds to an excess in the energy spectrum of electromagnetic radiation of horizontal polarization of flicker noise at the maximum frequency of the dominant effect of this noise f ₂ over that at the same frequency f ₂ in the spectrum for the reference object by a value from 40 dB to 60 dB. (3)

Опасная полная дефектность контролируемого ЭЭ объекта соответствует превышению в его энергетическом спектре электромагнитного излучения горизонтальной поляризации интенсивности фликкерного шума на максимальной частоте доминирующего действия этого шума f₂ над таковой на той же частоте f₂ в спектре для эталонного объекта на величину 60 dB и более. (4)The dangerous complete defectiveness of the object being monitored by the EE corresponds to an excess in the energy spectrum of electromagnetic radiation of horizontal polarization of flicker noise intensity at the maximum frequency of the dominant effect of this noise f ₂ over that at the same frequency f ₂ in the spectrum for the reference object by 60 dB or more. (four)

В качестве эталона в предлагаемом способе может использоваться новый, только введенный в эксплуатацию, ЭЭ объект, или объект с минимальным значением параметра аппроксимации С_F1 и с максимальными значениями параметров v₁ и f₁ среди всех обследованных объектов, однотипных с контролируемым. Благодаря сравнению с эталоном, предложенные выше критерии (1-4) и полученные с применением этих критериев оценки полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов проявляют слабую чувствительность к внешним помехам, меньшую, чем в способе-прототипе (и в других известных дистанционных способах-аналогах), поскольку большинство сторонних вещательных и профессиональных телевизионных и радиостанций работают с квазигармоническими излучениями вертикальной поляризации, а в предлагаемом способе измеряются излучения именно горизонтальной поляризации и сверх того, квазигармонические колебания вообще исключаются из рассмотрения при обработке результатов измерений.As a reference in the proposed method, a new, just put into operation, EE object, or an object with a minimum value of the approximation parameter C _F1 and with maximum values of the parameters v ₁ and f ₁ among all examined objects of the same type with a controlled one, can be used. Due to comparison with the standard, the criteria proposed above (1-4) and the estimates of the total defects of controlled EE objects obtained using these criteria exhibit weak sensitivity to external noise, less than in the prototype method (and in other known remote methods-analogues), since most third-party broadcasting and professional television and radio stations work with quasi-harmonic emissions of vertical polarization, and the proposed method measures the radiation of a horizontal field ization and moreover, the quasi-harmonic oscillations generally excluded from consideration in processing the measurement results.

В отличие от способа-прототипа, где полная дефектность объекта определяется непосредственно из сравнения интенсивностей белого-шума, в предлагаемом способе полная дефектность этого объекта определяется непосредственно из сравнения интенсивностей фликкерных компонентов шумов в спектрах электромагнитного излучения горизонтальной поляризации оборудования контролируемого и эталонного объектов на максимальной частоте доминирующего действия указанного шумового компонента в спектре для контролируемого объекта в целом, исключая присутствующие в известных дистанционных способах-аналогах громоздкие предварительные этапы определения дефектностей многочисленных отдельных образцов дискретного оборудования контролируемого объекта.In contrast to the prototype method, where the complete defectiveness of an object is determined directly from a comparison of white noise intensities, in the proposed method, the complete defectiveness of this object is determined directly from a comparison of the intensities of flicker noise components in the electromagnetic radiation spectra of the horizontal polarization of the equipment of the controlled and reference objects at the maximum frequency of the dominant the action of the specified noise component in the spectrum for the controlled object as a whole, excluding favoring the prior art methods of remote-analogs cumbersome preliminary steps of determining defective numerous individual samples of the discrete hardware controlled object.

Отметим также, что с учетом вышеуказанного изменения наклона частотного хода спектра фликкерного компонента шума с ростом дефектности контролируемого объекта, используемый в предлагаемом изобретении диагностический параметр соответствует (в пределах области доминирующего действия фликкерного компонента шума в спектре контролируемого объекта) максимальной возможной разности интенсивностей фликкерных шумов в спектрах для контролируемого и эталонного объектов, что позволило в предлагаемом способе полностью реализовать потенциальные возможности роста чувствительности диагностирования дефектности по интенсивности фликкерных шумов.We also note that, taking into account the above-mentioned change in the frequency slope of the spectrum of the flicker component of noise with increasing defectiveness of the controlled object, the diagnostic parameter used in the present invention corresponds (within the range of the dominant effect of the flicker component of noise in the spectrum of the controlled object) to the maximum possible difference in the intensities of flicker noise in the spectra for controlled and reference objects, which allowed in the proposed method to fully realize the potential s growth opportunities sensitivity of diagnosing defects of flicker noise intensity.

Благодаря последнему обстоятельству, чувствительность диагностирования полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта с применением критериев (1-4) в предлагаемом способе в среднем на 5-15 dB выше, чем в способе-прототипе. При этом выигрыш в чувствительности увеличивается с ростом дефектности контролируемого ЭЭ объекта и сопровождается повышением надежности диагностирования полной дефектности этого объекта.Due to the latter circumstance, the sensitivity of diagnosing the complete defectiveness of a controlled EE object using the criteria (1-4) in the proposed method is on average 5-15 dB higher than in the prototype method. In this case, the gain in sensitivity increases with increasing defectiveness of the object being monitored by EE and is accompanied by an increase in the reliability of diagnosing the complete defectiveness of this object.

Можно отметить также, что рекомендуемый запасной расширенный частотный диапазон измерений в предлагаемом способе можно использовать как резерв для повышения надежности диагностирования дефектности ЭЭ объектов, поскольку с расширением частотного диапазона измерений увеличивается точность выделения компонентов фликкерных и белых шумов в энергетических спектрах излучений для эталонного и контролируемого объектов.It can also be noted that the recommended spare extended frequency range of measurements in the proposed method can be used as a reserve to increase the reliability of diagnosing defects in EE of objects, since with the expansion of the frequency range of measurements, the accuracy of distinguishing flicker and white noise components in the energy spectra of radiation for a reference and controlled objects increases.

Таким образом, в заявленном способе дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов все достоинства прототипа сохранены и умножены. При этом предлагаемый способ, в сравнении с прототипом, обеспечивает повышенные чувствительность и надежность диагностирования, а потому позволяет осуществлять достоверную экспресс-диагностику и мониторинг полных дефектностей контролируемых ЭЭ объектов, и в первую очередь ЭЭ объектов с большой занимаемой площадью и с многочисленным дискретным оборудованием.Thus, in the claimed method of remote monitoring the technical state of EE objects, all the advantages of the prototype are saved and multiplied. Moreover, the proposed method, in comparison with the prototype, provides increased sensitivity and reliability of diagnosis, and therefore allows reliable express diagnostics and monitoring of the complete defects of controlled EE objects, and in particular EE of objects with a large occupied area and with numerous discrete equipment.

Из сказанного следует, что предложенная совокупность общих и отличительных существенных признаков заявляемого способа дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов обеспечивает решение поставленной задачи и достижение желаемого технического результата.From the foregoing, it follows that the proposed combination of common and distinctive essential features of the proposed method for remote monitoring of the technical state of EE objects provides a solution to the problem and achieve the desired technical result.

Именно такая совокупность существенных признаков заявляемого способа дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов позволила увеличить чувствительность и надежность диагностирования, а потому сделала предлагаемый способ пригодным для выполнения достоверной экспресс-диагностики и мониторинга полной дефектности этих объектов, и в первую очередь больших по занимаемой площади ЭЭ объектов.It is this combination of essential features of the proposed method for remote monitoring the technical state of EE objects that made it possible to increase the sensitivity and reliability of diagnosis, and therefore made the proposed method suitable for performing reliable express diagnostics and monitoring the complete defectiveness of these objects, and especially large ones in terms of the occupied area of EE objects.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявляемого изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретение решило поставленную задачу.Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result, i.e. thanks to this combination of essential features, the invention solved the problem.

При этом заявляемое изобретение является новым и обладает изобретательским уровнем, так как оно не следует явным образом из известных технических решений.Moreover, the claimed invention is new and has an inventive step, since it does not follow explicitly from known technical solutions.

Реализацию заявляемого способа дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов продемонстрируем на примере диагностирования полной дефектности типового открытого распределительного устройства (ОРУ) распределительной электрической подстанции (ПС), включающей в себя протяженные части ВВ шин с напряжениями 500 kV, 220 kV и нескольких десятков единиц дискретного оборудования, типа силовых автотрансформаторов, трансформаторов напряжения, трансформаторов тока, управляемого шунтирующего реактора и прочих аналогичных единиц, подключенных к указанным ВВ ЛЭП.We will demonstrate the implementation of the proposed method for remote monitoring of the technical state of EE facilities using the example of diagnosing complete defectiveness of a typical open switchgear (ORU) of a distribution electrical substation (PS), which includes extended parts of BB busbars with voltages of 500 kV, 220 kV and several tens of discrete equipment units, such as power autotransformers, voltage transformers, current transformers, a controlled shunt reactor and other similar units, assigned to the specified BB power lines.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен (в логарифмическом масштабе по обеим осям) энергетический спектр излучения горизонтальной поляризации тестируемого ОРУ ПС (эталонного ЭЭ объекта), снятый в номинальном режиме ее эксплуатации в начале ОРУ (непосредственно под ЛЭП-500 в месте подключения последней к ОРУ-500) в рекомендуемом в предлагаемом способе основном частотном диапазоне f = 3 kHz-300 МHz (отличном от таковых в прототипе и в других известных дистанционных способах-аналогах) с применением широкополосной измерительной антенны горизонтальной поляризации и управляемого компьютером промышленного анализатора спектра «NS-30A» в июне 2010 года. Указанное ОРУ по данным способов [4,7] показало достаточно слабую полную дефектность на момент проведения испытаний в июне 2010 года, и потому принята нами за эталонный (первый) ЭЭ объект при демонстрации заявляемого дистанционного способа.Figure 1 shows (on a logarithmic scale on both axes) the energy spectrum of the horizontal polarization radiation of the tested outdoor switchgear (reference object EE), taken in the nominal mode of its operation at the beginning of the outdoor switchgear (directly under the power transmission line-500 in the place where the latter is connected to the outdoor switchgear-500 ) in the recommended in the proposed method the main frequency range f = 3 kHz-300 MHz (different from those in the prototype and in other known remote methods-analogues) using a broadband measuring antenna of horizontal polarization and control computer-controlled industrial spectrum analyzer "NS-30A" in June 2010. The specified switchgear according to the methods [4,7] showed a rather weak complete defectiveness at the time of testing in June 2010, and therefore we took it as a reference (first) EE object when demonstrating the proposed remote method.

На фиг.2 представлен (в логарифмическом масштабе по обеим осям) энергетический спектр излучения горизонтальной поляризации того же диагностируемого ОРУ, снятый в номинальном режиме ее эксплуатации, в начале ОРУ и в частотном диапазоне f = 3 kHz-300 МHz с помощью тех же метрических средств в июле 2014 года. Данное ОРУ после 4-х лет непрерывной эксплуатации стало теперь контролируемым (вторым) ЭЭ объектом.Figure 2 presents (on a logarithmic scale on both axes) the energy spectrum of the horizontal polarization radiation of the same diagnosed switchgear, taken in the nominal mode of operation, at the beginning of the switchgear and in the frequency range f = 3 kHz-300 MHz using the same metric means in July 2014. After 4 years of continuous operation, this outdoor switchgear has now become a controlled (second) energy efficiency facility.

На фиг.1 и 2 использованы следующие обозначения: S_G1(f), S_G2(f) – энергетические спектры электромагнитных излучений горизонтальной поляризации для эталонного (первого) и контролируемого (второго) ЭЭ объектов в dB(W)/Hz;In Figs. 1 and 2, the following notation is used: S _G1 (f), S _G2 (f) - energy spectra of electromagnetic radiation of horizontal polarization for the reference (first) and controlled (second) EE objects in dB (W) / Hz;

f - частота анализа спектров в Hz;f is the frequency of the analysis of the spectra in Hz;

(S_G1)_W, (S_G2)_Wи (S_G1)_F= C_F1/f ^v1, (S_G2)_F= C_F2/f ^v2 - компоненты белых и фликкерных шумов в спектрах для эталонного (первого) и контролируемого (второго) ЭЭ объектов в dB(W)/Hz (показаны пунктирными линиями); С_F1,С_F2 - размерные параметры линейных аппроксимаций фликкерных компонентов шумов в dB(W)/Hz в спектрах для эталонного (первого) и контролируемого (второго) ЭЭ объектов, зависящие от концентрации дефектов в изолирующих слоях оборудования этих объектов;(S _G1 ) _W, (S _G2 ) _W and (S _G1 ) _F = C _F1 / f ^v1 , (S _G2 ) _F = C _F2 / f ^v2 - components of white and flicker noise in the spectra for the reference (first) and controlled (second) EE of objects in dB (W) / Hz (shown by dashed lines); С _F1, С _F2 - dimensional parameters of linear approximations of flicker noise components in dB (W) / Hz in the spectra for the reference (first) and controlled (second) EE objects, depending on the concentration of defects in the insulating layers of the equipment of these objects;

v₁, v₂ – безразмерные параметры линейных аппроксимаций фликкерных компонентов шумов, характеризующие средние наклоны этих компонентов в спектрах для эталонного (первого) и контролируемого (второго) ЭЭ объектов;v ₁ , v ₂ - dimensionless parameters of linear approximations of flicker noise components that characterize the average slopes of these components in the spectra for the reference (first) and controlled (second) EE objects;

f₁, f₂ - частоты раздела в Hz областей доминирующего действия фликкерных и белых компонентов шумов в спектрах для эталонного (первого) и контролируемого (второго) ЭЭ объектов.f ₁ , f ₂ are the separation frequencies in Hz of the regions of the dominant action of flicker and white noise components in the spectra for the reference (first) and controlled (second) EE objects.

В левой части спектра фиг.1, на частотах анализа f = 3-17 kHz, видны пики квазигармонических колебаний с частотами верхних гармоник промышленной сети mf_c, где f_c = 50 Hz, m = 90, 170, 250, 330. Затем, на частотах анализа f = 17-180 kHz следует участок чистого фликкерного шума, протяженностью чуть более декады, в средней части которого имеется небольшой квазигармонический пик с частотой 75 kHz.On the left side of the spectrum of Fig. 1, at the analysis frequencies f = 3-17 kHz, peaks of quasi-harmonic oscillations with the frequencies of the upper harmonics of the industrial network mf _c are visible, where f _c = 50 Hz, m = 90, 170, 250, 330. Then, at the analysis frequencies f = 17-180 kHz, there follows a section of pure flicker noise with a length of just over a decade, in the middle part of which there is a small quasi-harmonic peak with a frequency of 75 kHz.

В правой части спектра фиг.1, на частотах анализа f = 230 kHz -1 MHz, наблюдается участок практически чистого белого шума, протяженностью около 0.7 декады (за исключением трех квазигармонических пиков умеренной величины с частотами 550, 600 и 800 kHz). Разрыв в спектре на частотах f = 1,0-2,2 МHz обусловлен техническими причинами. Затем, на частотах f = 2,2-300,0 МHz видны пики квазигармонических составляющих, изредка прерываемые короткими участками белого шума с частотами: 2,6-4,2 МHz, 8,0-9,0 МHz, 10-12 МHz, 22-49 МHz, 51-53 МHz, 60-70 МHz, 110-120 МHz, 130-170 МHz и 240-300 МHz.In the right part of the spectrum of Fig. 1, at the analysis frequencies f = 230 kHz -1 MHz, a region of almost pure white noise is observed, with a length of about 0.7 decades (with the exception of three quasi-harmonic peaks of moderate magnitude with frequencies of 550, 600 and 800 kHz). The gap in the spectrum at frequencies f = 1.0-2.2 MHz is due to technical reasons. Then, at frequencies f = 2.2-300.0 MHz, peaks of quasi-harmonic components are visible, occasionally interrupted by short sections of white noise with frequencies: 2.6-4.2 MHz, 8.0-9.0 MHz, 10-12 MHz , 22-49 MHz, 51-53 MHz, 60-70 MHz, 110-120 MHz, 130-170 MHz and 240-300 MHz.

Выполняя для участка спектра фиг.1 с частотами f = 6-180 kHz линейную аппроксимацию зависимостью вида (S_G1)_F = C_F1/ f ^v1 для набора экспериментальных точек a,b,c,…,y, численностью 20-30 и более (при недостаточной численности точек спектральные измерения следует продолжить в низкочастотной области вплоть до минимальной запасной рекомендуемой частоты f_min= 300 Hz), соответствующих локальным минимумам спектральных плотностей в энергетическом спектре излучения горизонтальной поляризации для эталонного ЭЭ объекта в интервале интенсивностей, равном утроенной статистической погрешности измерения на частотах действия фликкерных шумов 3ß_F (величина 3ß_F в нашем случае на частотах f = 6-180 kHz составляла 4,5 dB), выделим фликкерный компонент шума в спектре для эталонного (первого) ЭЭ объекта (наклонная пунктирная линия с экстраполяцией на весь частотный диапазон измерений) и определим его параметры: С_F1= - 81 dB(W)/Hz, v₁ = 1,8.Performing a linear approximation for the spectral region of FIG. 1 with frequencies f = 6-180 kHz by a dependence of the form (S _G1 ) _F = C _F1 / f ^v1 for a set of experimental points a, b, c, ..., y, numbering 20-30 or more (for an insufficient number of points, spectral measurements should be continued in the low-frequency region up to the minimum reserve recommended frequency f _min = 300 Hz), corresponding to the local minima of the spectral densities in the energy spectrum of horizontal polarization radiation for a reference EE object in the intensity range equal to triple statistical error of measurement at 3ß _F flicker noise frequencies (3ß _F in our case at frequencies f = 6-180 kHz was 4.5 dB), we select the flicker noise component in the spectrum for the reference (first) EE object (oblique dashed line extrapolated to the entire frequency range of measurements) and determine its parameters: С _F1 = - 81 dB (W) / Hz, v ₁ = 1.8.

Аналогично, выполняя на частотах f = 230 kHz-300 MHz (см. фиг.1) аппроксимацию линией, параллельной оси частот f, набора экспериментальных точек A,B,C,…,Y, численностью 10-20 и более (при недостаточной численности точек спектральные измерения следует продолжить в высокочастотной области вплоть до максимальной запасной рекомендуемой частоты f_max= 3 GHz), соответствующих локальным минимумам спектральных плотностей в энергетическом спектре излучения горизонтальной поляризации для эталонного ЭЭ объекта в интервале интенсивностей, равном удвоенной погрешности измерения на частотах действия белых шумов 2ß_W (величина 2ß_W в нашем случае на частотах f = 230 kHz-300 MHz составляла 2 dB ), выделим компонент белого шума с равномерным спектром (горизонтальная пунктирная линия с экстраполяцией на весь частотный диапазон измерений), определим его спектральную плотность (S_G1)_W и уточним значение частоты f₁, разделяющей области доминирующего действия компонентов фликкерного и белого шумов в спектре излучения для эталонного ЭЭ объекта: (S_G1)_W = - 176 dB(W)/Hz и f₁ = 200 kHz (частота f₁ соответствует точке z₁на пересечении линейных пунктирных аппроксимаций для фликкерного и белого компонентов шумов). Отметим, что указанные процедуры в способе-прототипе и в других известных дистанционных способах-аналогах для эталонного ЭЭ объекта не выполняются.Similarly, performing at frequencies f = 230 kHz-300 MHz (see Fig. 1), approximation by a line parallel to the frequency axis f, a set of experimental points A, B, C, ..., Y, numbering 10-20 or more (with insufficient number points, spectral measurements should be continued in the high-frequency region up to the maximum spare recommended frequency f_max= 3 GHz) corresponding to the local minima of the spectral densities in the energy spectrum of horizontal polarization radiation for a reference EE object in the intensity range equal to the doubled measurement error at white noise frequencies 2ß_W (value 2ß_W in our case, at frequencies f = 230 kHz-300 MHz it was 2 dB), we select the white noise component with a uniform spectrum (horizontal dashed line with extrapolation to the entire frequency range of measurements), determine its spectral density (S_G1)_W and specify the value of the frequency f_one, dividing the region of dominant action of the components of flicker and white noise in the radiation spectrum for the reference EE of the object: (S_G1)_W = - 176 dB (W) / Hz and f_one = 200 kHz (frequency f_one corresponds to the point z_oneat the intersection of linear dotted approximations for the flicker and white noise components). Note that these procedures in the prototype method and in other known remote methods-analogues for the reference EE of the object are not performed.

В левой части спектра фиг.2, на частотах анализа f = 3-14 kHz, видны пики квазигармонических колебаний с частотами верхних гармоник питающей промышленной сети mf_c, где f_c = 50 Hz, m = 90, 130, 170, 210, 250. Далее, на частотах анализа f = 14-120 kHz, следуют небольшие участки фликкерных шумов с частотами: 14-45 kHz, 70-95 kHz, 105-120 kHz, чередующиеся с интенсивными квазигармоническими составляющими.In the left part of the spectrum of Fig. 2, at the analysis frequencies f = 3-14 kHz, peaks of quasi-harmonic oscillations with the frequencies of the upper harmonics of the supply industrial network mf _c are visible, where f _c = 50 Hz, m = 90, 130, 170, 210, 250 . Further, at the analysis frequencies f = 14-120 kHz, small sections of flicker noise follow with frequencies: 14-45 kHz, 70-95 kHz, 105-120 kHz, alternating with intense quasi-harmonic components.

В правой части спектра фиг.2, на частотах анализа f = 120 kHz-300 МHz, наблюдается «густой лес», состоящий из интенсивных пиков квазигармонических составляющих, изредка прерываемых на высоких частотах короткими участками белого шума с частотами: 70-80 МHz, 110-130 МHz, 150-200 МHz и 240-300 МHz.In the right part of the spectrum of figure 2, at the analysis frequencies f = 120 kHz-300 MHz, there is a "dense forest" consisting of intense peaks of quasi-harmonic components, occasionally interrupted at high frequencies by short sections of white noise with frequencies: 70-80 MHz, 110 -130 MHz, 150-200 MHz and 240-300 MHz.

Выполняя для участка спектра фиг.2 с частотами f = 5,6-120,0 kHz линейную аппроксимацию зависимостью вида (S_G2)_F = C_F2/ f ^v2 для набора экспериментальных точек a,b,c,…,y, численностью 20-30 и более (при недостаточном числе точек спектральные измерения следует продолжить в низкочастотной области вплоть до минимальной запасной рекомендуемой частоты измерений f_min = 3 Hz), соответствующих локальным минимумам спектральных плотностей в спектре излучения горизонтальной поляризации для контролируемого ЭЭ объекта в интервале интенсивностей, равном утроенной погрешности измерения на частотах действия фликкерных шумов 3ß_F (величина 3ß_F в нашем случае на частотах f = 5-120 kHz составляла 4,5 dB), выделим компонент фликкерного шума в спектре излучения для контролируемого (второго) ЭЭ объекта (наклонная пунктирная линия с экстраполяцией на весь частотный диапазон измерений) и определим его параметры: С_F2= - 76 dB(W)/Hz, v₂ = 1,4.Performing a linear approximation for the spectral region of figure 2 with frequencies f = 5.6-120.0 kHz by a dependence of the form (S _G2 ) _F = C _F2 / f ^v2 for a set of experimental points a, b, c, ..., y, number 20 -30 or more (with an insufficient number of points, spectral measurements should be continued in the low-frequency region up to the minimum reserve recommended measurement frequency f _min = 3 Hz), corresponding to local minimums of spectral densities in the spectrum of horizontal polarization radiation for a controlled EE object in the intensity range equal to three times pog eshnosti measurement at frequencies action flicker noise 3ß _F (3ß _F value in this case at the frequencies f = 5-120 kHz was 4,5 dB), select flicker noise component in the emission spectrum for controlled (second) EE object (inclined dashed line with extrapolation to the entire frequency range of measurements) and determine its parameters: С _F2 = - 76 dB (W) / Hz, v ₂ = 1.4.

Аналогично, выполняя на частотах f = 70-300 MHz (см. фиг.2) аппроксимацию линией, параллельной оси частот f, набора экспериментальных точек A,B,C,…,Y, численностью 10-20 и более (при недостаточном числе экспериментальных точек спектральные измерения следует продолжить в высокочастотной области вплоть до максимальной рекомендуемой запасной частоты fmax = 3 GHz), соответствующих локальным минимумам спектральных плотностей в спектре излучения для контролируемого ЭЭ объекта в интервале интенсивностей, равном удвоенной статистической погрешности измерения на частотах действия белых шумов 2ßW (величина 2ßW в нашем случае на частотах f = 60-300 MHz составляла 2 dB), выделим компонент белого шума с равномерным спектром (горизонтальная пунктирная линия с экстраполяцией на весь частотный диапазон измерений), определим его спектральную плотность (SG2)W и уточним значение частоты f2, разделяющей области доминирующего действия компонентов фликкерного и белого шумов в спектре излучения для контролируемого ЭЭ объекта: (SG2)W = - 156 dB(W)/Hz и f2 = 500 kHz (частота f2 соответствует точке пересечения z2 экстраполированных линейных аппроксимаций для компонентов фликкерного и белого шумов). Указанные процедуры для контролируемого ЭЭ объекта тоже не выполняются в прототипе и в известных дистанционных способах-аналогах.Similarly, performing at frequencies f = 70-300 MHz (see figure 2) approximation by a line parallel to the frequency axis f, a set of experimental points A, B, C, ..., Y, numbering 10-20 or more (with an insufficient number of experimental spectral measurements should be continued in the high-frequency region up to the maximum recommended spare frequency fmax = 3 GHz) corresponding to the local minima of the spectral densities in the radiation spectrum for a controlled EE object in the intensity range equal to twice the statistical measurement error at the white noise frequencies 2ßW (the value of 2ßW in our case at frequencies f = 60-300 MHz was 2 dB), we select the component of white noise with a uniform spectrum (horizontal dashed line with extrapolation to the entire frequency range of measurements), determine its spectral density ( SG2) W and specify the value of the frequency f2 dividing the dominant regions of the components of flicker and white noise in the emission spectrum for a controlled EE object: (SG2) W = - 156 dB (W) / Hz and f2 = 500 kHz (frequency f2 corresponds to the intersection point z2 extrapolated linear th approximations to flicker and white noise components). These procedures for the controlled energy efficiency of the object are also not performed in the prototype and in known remote methods-analogues.

Как видим, интенсивность белого шума в энергетическом спектре излучения горизонтальной поляризации для контролируемого ЭЭ объекта превосходит таковую в спектре для эталонного объекта на 20 dB, что является косвенным признаком (применительно к заявляемому способу) увеличенной дефектности контролируемого объекта в сравнении с эталонным ЭЭ объектом.As you can see, the intensity of white noise in the energy spectrum of horizontal polarization radiation for a controlled EE object exceeds that in the spectrum for a reference object by 20 dB, which is an indirect sign (in relation to the claimed method) of increased defectiveness of the controlled object in comparison with a reference EE object.

В заявляемом способе для определения полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта предлагается выполнить численную оценку разности интенсивностей компонентов фликкерных шумов в спектрах излучений горизонтальной поляризации для контролируемого и эталонного объектов на максимальной частоте доминирующего действия фликкерного компонента шума в спектре для контролируемого (второго) объекта, т.е. в нашем случае на частоте f₂ = 500 kHz.In the inventive method for determining the complete defectiveness of a controlled EE object, it is proposed to perform a numerical estimate of the difference in intensities of the components of flicker noise in the spectra of horizontal polarization radiation for the controlled and reference objects at the maximum frequency of the dominant action of the flicker noise component in the spectrum for the controlled (second) object, i.e. in our case, at a frequency f ₂ = 500 kHz.

Поэтому далее фиксируем для точек z₂ (фиг.2) и z₂ ¹ (фиг.1), соответствующих частоте анализа f₂ = 500 kHz, значения спектральных плотностей фликкерных компонентов шумов в спектрах для контролируемого и эталонного ЭЭ объектов и получаем: (S_G2(f₂))_F= - 156 dB(W)/Hz и (S_G1(f₂))_F = - 183 dB(W)/Hz.Therefore, then we fix for the points z ₂ (FIG. 2) and z ₂ ¹ (FIG. 1) corresponding to the analysis frequency f ₂ = 500 kHz the spectral densities of the flicker noise components in the spectra for the controlled and reference EE objects and we obtain: (S _G2 (f ₂ )) _F = - 156 dB (W) / Hz and (S _G1 (f ₂ )) _F = - 183 dB (W) / Hz.

Как видим, интенсивность фликкерного компонента шума на частоте f₂ = 500 kHz в спектре излучения для контролируемого объекта превосходит таковую на той же частоте f₂ в спектре для эталонного объекта на 27 dB, что на 7 dB больше разницы интенсивностей белых шумов в указанных спектрах.As you can see, the intensity of the flicker component of the noise at a frequency f ₂ = 500 kHz in the emission spectrum for a controlled object exceeds that at the same frequency f ₂ in the spectrum for a reference object by 27 dB, which is 7 dB more than the difference in white noise intensities in the indicated spectra.

Последнее обстоятельство означает, что в рассматриваемом нами примере практической реализации заявляемого дистанционного способа чувствительность диагностирования дефектности контролируемого ЭЭ объекта оказалась на 7 dB выше, чем в способе-прототипе. Причем, с ростом чувствительности в предлагаемом способе повышается и надежность диагностирования полной дефектности контролируемого объекта. (5)The latter circumstance means that in the example of practical implementation of the proposed remote method considered by us, the sensitivity of diagnosing the defectiveness of the controlled EE of the object turned out to be 7 dB higher than in the prototype method. Moreover, with an increase in sensitivity in the proposed method, the reliability of diagnosing the complete defectiveness of the controlled object also increases. (5)

Попутно отметим, что на средней (в логарифмическом масштабе) частоте f_F*=30 kHz для фликкерных участков спектров ЭЭ объектов в нашем примере практической реализации разность интенсивностей фликкерных компонентов шумов в спектрах для контролируемого и эталонного объектов составляет только 22 dB (см. фиг.1, 2), т.е. с точностью до погрешности измерений совпадает с разницей интенсивностей белых шумов в спектрах для этих объектов. Это значит, что выигрыш в чувствительности диагностирования полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта отсутствует при фиксировании интенсивностей фликкерных компонентов шумов в спектрах для эталонного и контролируемого объектов на частотах f_F* и ниже (следствие уменьшения наклона компонента фликкерного шума в спектре для контролируемого ЭЭ объекта с ростом дефектности последнего) и что в заявляемом способе фиксация интенсивностей фликкерных компонентов шумов в спектрах эталонного и контролируемого объектов оптимизирована, т.е. в пределах доминирующего действия фликкерных шумов в спектре для контролируемого объекта фиксация и сравнение уровней фликкерных шумов в спектрах контролируемого и эталонного объектов на частоте f₂ обеспечивает максимальную чувствительность диагностирования полной дефектности контролируемого объекта. (6)In passing, we note that at the average (on a logarithmic scale) frequency f _F * = 30 kHz for the flicker sections of the spectra of EE objects, in our practical example, the difference in the intensities of the flicker components of the noise in the spectra for the controlled and reference objects is only 22 dB (see Fig. 1, 2), i.e. accurate to the measurement error, it coincides with the difference in the intensities of white noise in the spectra for these objects. This means that there is no gain in the sensitivity of diagnosing the complete defectiveness of a controlled EE object when recording the intensities of flicker noise components in the spectra for the reference and controlled objects at frequencies f _F * and lower (due to a decrease in the slope of the flicker noise component in the spectrum for a controlled EE object with increasing defectiveness last) and that in the claimed method, the fixation of the intensities of flicker noise components in the spectra of the reference and controlled objects is optimized, i.e. . within the dominant action of flicker noise in the spectrum for a controlled object, the fixation and comparison of flicker noise levels in the spectra of a controlled and reference object at a frequency f ₂ provides the maximum sensitivity for diagnosing the complete defectiveness of a controlled object. (6)

Теперь, используя результаты (5,6) и критерии (1-4), мы можем в нашем примере практической реализации заявляемого способа с чувствительностью, увеличенной в сравнении с прототипом на 7 dB, и с повышенной надежностью диагностирования оценить полную дефектность контролируемого ЭЭ объекта на июль 2014 года как умеренную (заключение подтверждено способами [4, 7]). С ростом полной дефектности контролируемого ЭЭ объекта указанный выигрыш в чувствительности диагностирования в предлагаемом способе будет расти и составит в нашем примере: 14 dB - при сильной дефектности, 21 dB - при опасной дефектности.Now, using the results of (5.6) and criteria (1-4), we can, in our example, the practical implementation of the proposed method with a sensitivity increased by 7 dB in comparison with the prototype and with increased reliability of diagnosis, evaluate the complete defectiveness of the object being monitored by EE July 2014 as moderate (the conclusion is confirmed by the methods of [4, 7]). With an increase in the total defectiveness of the object being monitored by the energy efficiency, the indicated gain in the diagnostic sensitivity in the proposed method will increase and will be in our example: 14 dB for severe defectiveness, 21 dB for dangerous defectiveness.

Приведенный пример практической реализации заявляемого способа дистанционного контроля технического состояния ЭЭ объектов убедительно доказывает новизну, практическую значимость и преимущества этого способа над прототипом и другими известными дистанционными способами-аналогами как в плане увеличения чувствительности и надежности диагностирования, так и в плане пригодности этого способа для осуществления достоверной экспресс-диагностики и мониторинга полных дефектностей указанных объектов, и в первую очередь ЭЭ объектов с большой занимаемой площадью многочисленным дискретным оборудованием.The given example of the practical implementation of the proposed method for remote monitoring of the technical state of EE objects convincingly proves the novelty, practical significance and advantages of this method over the prototype and other known remote methods-analogues both in terms of increasing the sensitivity and reliability of diagnosis, and in terms of the suitability of this method for reliable rapid diagnostics and monitoring of the full defects of these objects, and first of all EE objects with large th footprint numerous discrete equipment.

Источники информацииInformation sources

1. Глухов О.А., Коровкин Н.В., Балагула Ю.М. Методика оценки параметров частичных разрядов в высоковольтной изоляции при относительных измерениях их импульсных электромагнитных полей. Труды 4-ого Международного симпозиума по электромагнитной совместимости, С.-Петербург, 2001.1. Glukhov O.A., Korovkin N.V., Balagula Yu.M. Methodology for assessing the parameters of partial discharges in high-voltage insulation during relative measurements of their pulsed electromagnetic fields. Proceedings of the 4th International Symposium on Electromagnetic Compatibility, St. Petersburg, 2001.

2. Клоков В.В., Лосев В.Л., Попович А.Б., Силин Н.В., Шевердин Д.Г. Развитая излучающая модель электроэнергетического оборудования. Электро, №2, Москва, 2011.2. Klokov VV, Losev VL, Popovich A.B., Silin N.V., Sheverdin D.G. Developed emitting model of electric power equipment. Electro, No. 2, Moscow, 2011.

3. Dima M., Losev V. Generating electromagnetic fluctuations by electric condenser. Proceedings of the 8-th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology. St.-Petersburg, 2009.3. Dima M., Losev V. Generating electromagnetic fluctuations by electric condenser. Proceedings of the 8-th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology. St. Petersburg, 2009.

4. Патент RU 2611554 C1, опубликован 28.02.2017 - прототип.4. Patent RU 2611554 C1, published 02.28.2017 - prototype.

5. Klokov V., Losev V., Silin N., Sheverdin D., Tsepennikov D. Flicker-Noise Diagnostics of Power Electric Equipment. Proceedings of International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS-2010), Berlin, August, 2010.5. Klokov V., Losev V., Silin N., Sheverdin D., Tsepennikov D. Flicker-Noise Diagnostics of Power Electric Equipment. Proceedings of International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS-2010), Berlin, August, 2010.

6. Brzhesinskiy A., Losev V., Ri Bak Son. Diagnostics of Electronic and Biological Systems by Flikker-Noise. Proceedings of the 10-th Session of the Russian Acoustics Society, Section Noise and Vibration, v.3, Moscow, RAES, 2000.6. Brzhesinskiy A., Losev V., Ri Bak Son. Diagnostics of Electronic and Biological Systems by Flikker-Noise. Proceedings of the 10th Session of the Russian Acoustics Society, Section Noise and Vibration, v. 3, Moscow, RAES, 2000.

7. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле. РД 153-34.0-46.302-00, РАО «ЕЭС России», Департамент научно-технической политики и развития РФ, М., 2001.7. Guidelines for the diagnosis of developing defects in transformer equipment based on the results of chromatographic analysis of gases dissolved in oil. RD 153-34.0-46.302-00, RAO "UES of Russia", Department of Scientific and Technical Policy and Development of the Russian Federation, M., 2001.

Claims

A method for remotely monitoring the technical condition of electric power facilities, in which the total defectiveness of an energized controlled object is determined by comparing the energy spectra of horizontal polarized electromagnetic radiation obtained for a controlled and reference electric power objects measured in equivalent conditions using standard industrial equipment, characterized in what is measured in it the energy spectra of the radiation of the horizontal polarization and at the frequencies of the combined action of flicker noises, white noises and quasi-harmonic components with the frequencies of the industrial supply network, its upper harmonics and with the resonant frequencies of the good-quality vibrational circuits of the equipment of these objects, then the flicker and white noise components are isolated in the measured spectra and the frequencies of the section f ₁ and f ₂ areas of the dominant action of these noise components in the emission spectra for the reference and controlled objects, and finally fix in the indicated spectra intensively The frequency of flicker noise at the maximum frequency of the dominant action of the flicker noise component in the spectrum for a controlled object at a frequency f ₂ and from the comparison of the fixed intensities of flicker noise in the spectra for the reference and controlled objects determine the total defectiveness of the controlled object.