RU2723372C1 - Method of cable fault location determining - Google Patents

Method of cable fault location determining Download PDF

Info

Publication number
RU2723372C1
RU2723372C1 RU2019141774A RU2019141774A RU2723372C1 RU 2723372 C1 RU2723372 C1 RU 2723372C1 RU 2019141774 A RU2019141774 A RU 2019141774A RU 2019141774 A RU2019141774 A RU 2019141774A RU 2723372 C1 RU2723372 C1 RU 2723372C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cable
strands
damage
conductors
damaged
Prior art date
Application number
RU2019141774A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Леонтьевич Кадин
Original Assignee
Александр Леонтьевич Кадин
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 Александр Леонтьевич Кадин filed Critical Александр Леонтьевич Кадин
Priority to RU2019141774A priority Critical patent/RU2723372C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2723372C1 publication Critical patent/RU2723372C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment, and namely to determination of damage point of power cable on direct current, having at least two damaged burnt to each other, but whole strands and one serviceable strand, provided that there are no closed loops in the cable at the divorced strands on cable ends and not connected to the measuring leads. Resistance measurements are measured between strands on both ends of cable at open and short-circuited ends of strands of opposite end of cable. Based on the measurements, values of all resistances of the damaged cable replacement circuit are calculated, including transient resistances of the bridges between the strands.EFFECT: obtained resistance values are used to calculate distance to damage point.1 cl, 7 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к способу определения места (района) повреждения силового кабеля на постоянном токе с количеством жил три и более, одинакового или разного сечения.The invention relates to a method for determining the location (region) of damage to a direct current power cable with three or more cores, of the same or different cross-section.

Известные методы определения места (района) повреждения силового кабеля на постоянном токе методом петли Варлея и петли Муррея (см., например: https://studopedia.ru/5_4385_metod-varleya.html) имеют низкую точность и требуют специальных кабельных мостов, которых зачастую на электростанциях не бывает. Низкая точность вышеназванных методов обусловлена и тем, что величины сечений жил, а, следовательно, и сопротивления жил кабелей и их соотношения определяются неэлектрическими методами. При этом правильно вычислить сечение кабельной жилы сегментного сечения весьма сложно.Known methods for determining the location (region) of damage to a direct current cable by the Varley loop and Murray loop (see, for example: https://studopedia.ru/5_4385_metod-varleya.html) have low accuracy and require special cable bridges, which often at power plants does not happen. The low accuracy of the above methods is also due to the fact that the cross-sections of the conductors, and, consequently, the resistance of the cable conductors and their ratios are determined by non-electric methods. At the same time, it is very difficult to correctly calculate the cross-section of a cable core of a segment section.

Выпускаемый промышленностью прибор, входящий в комплект приборов «Рейс – 205» (см., например: https://www.eurostell.com/products/reis-205/), является наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому способу, но имеет тот недостаток, что примененный в нем метод использует 2-х проводную схему замера и не учитывает переходное сопротивление между жилами. Данный прибор хорошо подходит для кабелей связи, жилы которых имеют значительно большее сопротивление по сравнению с силовыми кабелями. При применении существующего метода на силовых кабелях ошибка значительна. The device manufactured by the industry, which is included in the Flight-205 instrument set (see, for example: https://www.eurostell.com/products/reis-205/), is the closest analogue (prototype) to the proposed method, but has the disadvantage is that the method used in it uses a 2-wire measurement circuit and does not take into account the transition resistance between the conductors. This device is well suited for communication cables, the cores of which have significantly greater resistance compared to power cables. When applying the existing method on power cables, the error is significant.

Предлагаемым способом решается задача устранения многих недостатков вышеназванных способов Варлея и Муррея и метода, примененного в комплекте с “Рейс 205”. Заявляемый способ предполагает хорошую точность и рассчитан на применение широко распространенных мостов Р-4833, МО-62 и других по 4-х проводной схеме. The proposed method solves the problem of eliminating many of the shortcomings of the above methods of Varley and Murray and the method used in conjunction with “Flight 205”. The inventive method assumes good accuracy and is designed for the use of widespread bridges R-4833, MO-62 and others on a 4-wire circuit.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом методе путем проведения группы замеров (количество замеров – максимально возможное или достаточное для вычисления значений всех сопротивлений схемы замещения поврежденного кабеля, включая переходные сопротивления мостиков между жилами или между жилой и металлической оболочкой силового кабеля), выполненных с достаточной точностью, с помощью вычислений определяются значения всех сопротивлений схемы замещения поврежденного кабеля, включая переходные сопротивления мостиков между жилами или между жилой и металлической оболочкой силового кабеля, и истинные значения сопротивлений жил от места повреждения до концов жил, это существенно повышает точность определения района места повреждения (до долей процента от длины кабеля).The problem is solved in that in the proposed method by conducting a group of measurements (the number of measurements is the maximum possible or sufficient to calculate the values of all the resistances of the equivalent circuit of the damaged cable, including the transition resistances of the bridges between the cores or between the core and the metal sheath of the power cable), performed with sufficient accuracy, with the help of calculations, the values of all resistances of the equivalent circuit of the damaged cable are determined, including the transient resistances of the bridges between the conductors or between the core and the metal sheath of the power cable, and the true values of the resistances of the conductors from the place of damage to the ends of the wires, this significantly increases the accuracy of determining the area of the place of damage ( up to a fraction of a percent of the cable length).

Предлагаемый способ определения района повреждения кабеля рассчитан на следующее: The proposed method for determining the area of cable damage is designed for the following:

- диагностируемый кабель может иметь, как минимум, две поврежденные жилы (прожженные между собой, но целые) и одну исправную жилу или отдельный исправный провод. - the diagnosed cable can have at least two damaged conductors (burnt together, but intact) and one operational core or a separate operational wire.

- кабель может иметь любое количество жил и несколько повреждений, но таких, чтобы при разведенных жилах на концах кабеля и не подключенных измерительных проводах, в кабеле не образовалось бы ни одного замкнутого контура.- the cable can have any number of cores and several damages, but such that in case of separated conductors at the ends of the cable and not connected test leads, no closed loop would form in the cable.

При указанных условиях во всех элементах схемы, по которым пойдет измерительный ток, он будет иметь одинаковую величину, равную току от измерительного прибора, которая в каждой схеме замера будет иметь своё значение. Повреждения могут находиться в одном месте или в разных местах. Сечения разных жил могут быть различны. Недлинные вставки кабеля другого сечения несколько снижают точность определения. Способ можно также использовать в том случае, если кабель состоит из нескольких кусков разных кабелей известных сечений, длин и материала.Under the indicated conditions, in all elements of the circuit through which the measuring current will flow, it will have the same value equal to the current from the measuring device, which in each measurement circuit will have its own value. Damage can be in one place or in different places. Cross sections of different cores may be different. Short cable inserts of a different section slightly reduce the accuracy of the determination. The method can also be used if the cable consists of several pieces of different cables of known sections, lengths and material.

Пример расчетного повреждения кабеля (для жил 1, 2, 3, …, n+5) показан на фиг. 1.An example of the calculated cable damage (for cores 1, 2, 3, ..., n + 5) is shown in FIG. 1.

На фиг. 2 – 7 показаны, для примера, схемы замещения трех жил кабеля 6 кВ марки ААБ трансформатора 6/0,4 кВ и схемы замеров (две поврежденные жилы, прожженные между собой, характер повреждения определяется известным способом) Каждая стрелка от прибора Rz0-Rz5 – это два провода, соединенные с каждой жилой раздельно.In FIG. Figures 2 - 7 show, for example, the equivalent circuit of the three cores of a 6 kV AAB cable of the 6 / 0.4 kV transformer and the measurement scheme (two damaged cores burned together, the nature of the damage is determined in a known manner) Each arrow from the device Rz0 -Rz5 - these are two wires connected to each residential separately.

Схемы замера включают жилы 1, 2, 3 повреждённого кабеля; концы жил обозначены соответственно 0-1 и 1-1, 0-2 и 1-2, 0-3 и 1-3. В процессе замеров и вычислений необходим получить значения следующих сопротивлений:Measurement schemes include cores 1, 2, 3 of damaged cable; the ends of the cores are designated 0-1 and 1-1, 0-2 and 1-2, 0-3 and 1-3, respectively. In the process of measurements and calculations, it is necessary to obtain the values of the following resistances:

R0 – сопротивление жилы 2 от конца 0-2 до места повреждения кабеля;R0 - resistance of the core 2 from the end 0-2 to the place of damage to the cable;

R1 – сопротивление жилы 2 от места повреждения до конца 1-2 кабеля;R1 - resistance of the core 2 from the point of damage to the end of 1-2 cable;

R2 – сопротивление жилы 3 от конца 0-3 до места повреждения кабеля;R2 - resistance of the core 3 from the end 0-3 to the place of cable damage;

R3 – сопротивление жилы 3 от места повреждения до конца 1-3 кабеля;R3 - resistance of the core 3 from the place of damage to the end of the 1-3 cable;

R4 – мостик между жилами 2 и 3 в месте повреждения кабеля;R4 - bridge between cores 2 and 3 in the place of cable damage;

R5 – сопротивление неповреждённой жилы 1.R5 - resistance of intact core 1.

Проводятся следующие замеры:The following measurements are carried out:

1. Rz0 = R0+R4+R2 (фиг. 2).1. Rz0 = R0 + R4 + R2 (Fig. 2).

2. Rz1 = R1+R4+R3 (фиг. 3).2. Rz1 = R1 + R4 + R3 (Fig. 3).

3. Rz2 = R5+R1+R4+R2 (фиг. 4).3. Rz2 = R5 + R1 + R4 + R2 (Fig. 4).

4. Rz3 = R5+R1+R0 (фиг. 5).4. Rz3 = R5 + R1 + R0 (Fig. 5).

5. Rz4 = R5+R3+R2 (фиг. 6).5. Rz4 = R5 + R3 + R2 (Fig. 6).

6. Rz5 = R5+R3+R4+R0 (фиг. 7).6. Rz5 = R5 + R3 + R4 + R0 (Fig. 7).

Результаты замеров представлены в таблице 1 (численные значения представляют собой реальные результаты для конкретного повреждённого кабеля). The measurement results are presented in table 1 (numerical values represent real results for a particular damaged cable).

Таблица 1Table 1

Figure 00000001
Figure 00000001

Для вычисления сопротивлений участков на кабеле 6 кВ составляем систему уравнений. (аналогично можно вычислять и на кабеле 0,4 кВ с разным сечением жил).To calculate the resistances of the sections on the 6 kV cable, we compose a system of equations. (Similarly, it is possible to calculate on a 0.4 kV cable with different cross-sections of conductors).

Мы имеем 6 замеров и хотим определить 6 неизвестных (с № 0 по № 5).We have 6 measurements and we want to identify 6 unknowns (from No. 0 to No. 5).

Для замера № 0 запишем:For measurement No. 0, we write:

Rz0= R0+R4+R2 Rz0 = R0 + R4 + R2

ИлиOr

Figure 00000002
Figure 00000002

Коэффициенты перед буквенным наименованием величин сопротивлений составят первую строкуCoefficients before the letter name of the resistance values will be the first line

матрицы А для вычисления величин сопротивлений участков жил кабеля. Первая строка матрицы А будет выглядеть так: (1 0 1 0 1 0 ).matrix A for calculating the resistance values of the cable core sections. The first row of matrix A will look like this: (1 0 1 0 1 0).

Аналогично записываем коэффициенты для каждого из следующих замеров: (№ 1, № 2, № 3, № 4, № 5). Similarly, write down the coefficients for each of the following measurements: (No. 1, No. 2, No. 3, No. 4, No. 5).

В результате получаем матрицу А.As a result, we obtain the matrix A.

Figure 00000003
Figure 00000003

Результаты замеров запишем в виде вектора-столбца матрицы Rz, начиная с замера № 0 и далее.We write the measurement results in the form of a column vector of the matrix Rz, starting from measurement No. 0 and beyond.

Figure 00000004
Figure 00000004

Составляем матричное уравнение: We compose the matrix equation:

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Искомые значения сопротивлений участков жил кабеля обозначим как вектор-столбец R,где верхний элемент столбца имеет номер 0, второй № 1 и так далее. The desired values of the resistances of the cable core sections are denoted by the column vector R, where the top element of the column is number 0, the second is No. 1, and so on.

В Маткаде (Mathcad), для предотвращения ошибки, сразу после объявления вектора или матрицы следует их элементам присвоить какое-либо значение, которое будет позже заменено на результаты вычислений. In Mathcad, to prevent errors, immediately after the declaration of a vector or matrix, you should assign some value to their elements, which will be later replaced by the results of the calculations.

Figure 00000007
Figure 00000007

В результате решения матричного уравнения R=A-1 * RzAs a result of solving the matrix equation R = A -1 * Rz

(где A-1 – обращенная матрица А. ( Маткад сам ее вычисляет) )(where A -1 is the inverse matrix of A. (Matkad himself calculates it))

получаем вектор-матрицу искомых значений сопротивлений участков жил кабеля R.we get the vector matrix of the desired values of the resistance of the sections of cable conductors R.

Figure 00000008
Figure 00000008

Результаты вычислений сопротивления участков на кабеле трасформатора 6кВ представлены в табл. 2.The results of calculations of the resistance of the sections on the cable of the 6kV transformer are presented in table. 2.

Таблица 2table 2

Figure 00000009
Figure 00000009

Длина кабеля L_каб = 600.6 м. Cable length L_ CC = 600.6 m.

Расстояние L_0-2 от конца 0-2 до места повреждения жилы 2:The distance L_0-2 from the end 0-2 to the place of damage to the core 2:

Figure 00000010
Figure 00000010
Figure 00000005
Figure 00000005
Figure 00000005
Figure 00000005

Расстояние L_1-2 от конца 1-2 до места повреждения жилы 2:The distance L_1-2 from the end of 1-2 to the place of damage to the core 2:

Figure 00000011
Figure 00000011

Расстояние L_0-3 от конца 0-3 до места повреждения жилы 3:The distance L_0-3 from the end 0-3 to the place of damage to the core 3:

Figure 00000012
Figure 00000012

Расстояние L_1-3 от конца 1-3 до места повреждения жилы 3.The distance L_1-3 from the end of 1-3 to the place of damage to the core 3.

Figure 00000013
Figure 00000013

Разница определения расстояния между местами повреждения кабеля, определенными Difference in determining the distance between cable damage locations defined

по 2 и 3-й жилам составляет: on the 2nd and 3rd veins is:

ΔL2,3 = L_1-2 – L_1-3 = 68,2 – 67,6 = 0,6м ΔL2,3 = L_1-2 - L_1-3 = 68.2 - 67.6 = 0.6m

Разница определения расстояния между местом повреждения, определенным по предлагаемому способу замеров и досчета и фактическим местом повреждения:The difference in determining the distance between the place of damage determined by the proposed method of measurement and calculation and the actual place of damage:

- по жиле 2: расчетное значение L_1-2=68,2м, фактическое L_1-2 = 64,2м, разница (погрешность) – 4 м, или 0,67% от длины кабеля;- in core 2: the calculated value L_1-2 = 68.2 m, the actual L_1-2 = 64.2 m, the difference (error) is 4 m, or 0.67% of the cable length;

- по жиле 3: расчетное значение L_1-3р =67,6м, фактическое L_1-3 = 64,2м, разница (погрешность) – 3,4 м, или 0,57% от длины кабеля.- for core 3: the calculated value L_1-3p = 67.6 m, the actual L_1-3 = 64.2 m, the difference (error) is 3.4 m, or 0.57% of the cable length.

Claims (1)

Способ определения места повреждения кабеля, имеющего по меньшей мере две поврежденные прожженные между собой, но целые жилы и одну исправную жилу, при условии отсутствия в кабеле замкнутых контуров при разведенных жилах на концах кабеля и не подключенных измерительных проводах, заключающийся в том, что проводят замеры сопротивления между жилами с обоих концов кабеля при разомкнутых и закороченных концах жил противоположного конца кабеля, на основании замеров вычисляют значения всех сопротивлений схемы замещения поврежденного кабеля, включая переходные сопротивления мостиков между жилами, и полученные значения сопротивлений используют для расчета расстояния до места повреждения.A method for determining the place of damage to a cable having at least two damaged burned together, but whole conductors and one serviceable conductors, provided that there are no closed circuits in the cable when the conductors are separated at the ends of the cable and not connected test leads, which consists in the fact that measurements the resistance between the conductors from both ends of the cable with open and shorted ends of the conductors of the opposite end of the cable, based on measurements, calculate the values of all the resistances of the equivalent circuit of the damaged cable, including the transition resistance of the bridges between the conductors, and the obtained resistance values are used to calculate the distance to the place of damage.
RU2019141774A 2019-12-16 2019-12-16 Method of cable fault location determining RU2723372C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141774A RU2723372C1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Method of cable fault location determining

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141774A RU2723372C1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Method of cable fault location determining

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2723372C1 true RU2723372C1 (en) 2020-06-10

Family

ID=71067485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019141774A RU2723372C1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Method of cable fault location determining

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2723372C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU58861A1 (en) * 1938-12-30 1940-11-30 М.М. Тракс Method for approximate determination of cable damage location
SU728097A1 (en) * 1977-02-01 1980-04-15 Специализированное Конструкторско- Технологическое Бюро Строительной Техники Связи Method of locating cable line wires insulation flaws
SU1187110A1 (en) * 1984-01-02 1985-10-23 Предприятие П/Я А-1221 Method of detecting location of cable damaged insulation
JPS63210787A (en) * 1987-02-27 1988-09-01 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd Locating method for accident point of cable

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU58861A1 (en) * 1938-12-30 1940-11-30 М.М. Тракс Method for approximate determination of cable damage location
SU728097A1 (en) * 1977-02-01 1980-04-15 Специализированное Конструкторско- Технологическое Бюро Строительной Техники Связи Method of locating cable line wires insulation flaws
SU1187110A1 (en) * 1984-01-02 1985-10-23 Предприятие П/Я А-1221 Method of detecting location of cable damaged insulation
JPS63210787A (en) * 1987-02-27 1988-09-01 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd Locating method for accident point of cable

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sargent et al. Tower surge impedance
Yokoyama Calculation of lightning-induced voltages on overhead multiconductor systems
Jayasinghe et al. Investigations on sensitivity of FRA technique in diagnosis of transformer winding deformations
US4400663A (en) Shunt fault tester for multiconductor cable
JP2018535633A (en) Improvement of DC distance protection controller or related improvements
RU2723372C1 (en) Method of cable fault location determining
Olejnik Adaptive zero-sequence overcurrent criterion for earth fault detection for fault current passage indicators in resistor grounded medium voltage networks
de Magalhães Júnior et al. Mathematical study on traveling waves phenomena on three phase transmission lines–Part I: Fault-Launched Waves
RU144337U1 (en) DEVICE FOR MEASURING EARTH RESISTANCE WITHOUT DISCONNECTING THE DARK-PROTECTED CABLE
Babaee et al. On-line partial discharge defected phase selection and localization in cross-bonded single core cables
DE1052559B (en) Procedure for determining the location of short-circuit points and cable sleeves in power cables laid underground
RU152421U1 (en) DEVICE FOR MEASURING RESISTANCE OF EARTH GROUNDERS OF U-SHAPED SUPPORTS OF ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES WITHOUT DISCONNECTING THE GROUND PROTECTION ROPE
DE69925946T2 (en) Apparatus and method for detecting faults in a cable insulation jacket and equipment using them
Katz et al. Progress in the determination of AC/DC resistance ratios of pipe-type cable systems
Dugan et al. Surge propagation in three-phase pipe-type cablesߞPart II: Duplication of field tests including the effects of neutral wires and pipe saturation
Polyakov et al. Power transmission lines monitoring system
Fisher et al. Determination of Lightning Response of Transmission Lines by Means or Geometrical Models
Liu et al. The propagation of partial discharge pulses in a high voltage cable
DE102013203451A1 (en) Coupling circuit for insulation monitoring device, has resistive coupling that is designed as resistor meander arrangement on carrier element, which comprises ceramic material, and resistor meanders with symmetrical geometric structure
DE855128C (en) Process for temperature monitoring of electrical cables
RU2736328C1 (en) Method for remote determination of insulation resistance reduction point in deenergised electric circuit
RU2739386C2 (en) Method for determination of insulation resistance reduction point
SU58861A1 (en) Method for approximate determination of cable damage location
KR100987873B1 (en) Diagnostic technique of mesh ground by analyzing the ground electric potential
Cselkó Repetition Rate of Partial Discharges in Low Voltage Cables