RU2726042C1 - Method of determining value of stationary resistance of earthing arrangement of supports of overhead power transmission lines without disconnection of overhead ground wire and device for its implementation - Google Patents

Method of determining value of stationary resistance of earthing arrangement of supports of overhead power transmission lines without disconnection of overhead ground wire and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2726042C1
RU2726042C1 RU2019143484A RU2019143484A RU2726042C1 RU 2726042 C1 RU2726042 C1 RU 2726042C1 RU 2019143484 A RU2019143484 A RU 2019143484A RU 2019143484 A RU2019143484 A RU 2019143484A RU 2726042 C1 RU2726042 C1 RU 2726042C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
memory
charger
resistance
current
support
Prior art date
Application number
RU2019143484A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Валентинович Колобов
Василий Николаевич Селиванов
Максим Борисович Баранник
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
Priority to RU2019143484A priority Critical patent/RU2726042C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726042C1 publication Critical patent/RU2726042C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom

Landscapes

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

Abstract

FIELD: measurement.SUBSTANCE: use to determine value of stationary resistance of earthing arrangement (EA) of overhead power transmission towers (OL) without disconnection of overhead ground wire and device for its implementation. Essence of the invention consists in that the method of determining the value of the stationary resistance of the earthing arrangement (EA) of overhead power transmission lines (OL) without disconnection of the overhead ground wire includes the impact on the EA of the support with a rectangular current pulse, recording values of current strength through EA iand voltage drop on EA uwith respect to the remote potential electrode at discrete instants t, calculating the transient impedance EA zby the given formula and determining the equivalent active resistor replacement circuit EA R, based on the obtained data array zon the measurement interval Δt, calculation of stationary EA resistance of OL support Rby formula, taking into account wave resistance of overhead ground wires, suitable for support:where nis number of overhead ground wires, which are suitable to analyzed support, Zis value of wave resistance of overhead ground wire – ground surface, characterized by that at measurement interval Δt, limited on one side by the current pulse start, and on the other side only by the arrival time of reflections from neighboring supports by overhead ground wires, performing exponential smoothing of a number of values z, considering that impedance EA includes capacitive component, smoothed dependence zsis described by expression:where R, C– resistance and capacitance of equivalent R-L-C equivalent circuit of EA, determining equivalent active EA resistance of OL support Ras value of asymptote, to which dependence zstends at the end of interval of measurement the Δt, by formula:where N is total number of discrete values of row zson measurement interval Δt, Nis number of discrete values zsfalling within limits of averaging interval Δt, the end of which coincides with the end of the measurement interval Δt, and duration is 1/8 of duration Δtthen stationary resistance EA Ris determined.EFFECT: possibility of increasing accuracy of determining stationary resistance EA of OL supports without disconnection of overhead ground wire, including supports, EA of which have large area of earthing electrode and (or) are located in soil with high specific resistance, and information value of obtained data.3 cl, 2 tbl, 7 dwg

Description

Группа изобретений относится к области электроэнергетики, в частности к способам измерения и контроля стационарного сопротивления заземляющих устройств опор воздушных линий электропередачи.The group of inventions relates to the field of electric power industry, in particular, to methods for measuring and monitoring the stationary resistance of grounding devices of power transmission line supports.

Заземляющие устройства (ЗУ) опор воздушных линий электропередачи (ВЛ) обеспечивают защиту от грозовых перенапряжений и от поражения электрическим током, а также нормальную работу релейной защиты. Для снижения вероятность грозового отключения воздушные линии класса напряжения 110 кВ и выше защищают грозозащитными тросами (тросовыми молниеотводами), соединенными, как правило, с анкерными опорами. Кроме того, для защиты оборудования тяговых подстанций (ПС) железнодорожного транспорта и трансформаторных подстанций распределительных сетей от воздействия набегающих по линиям грозовых волн (ограничения крутизны волны) и от прямых ударов молнии в ВЛ на подходах к ПС, защитные подходы ПС (все ВЛ, подходящие и отходящие от подстанции на удалении до 2-3 км) оборудуются тросовыми молниеотводами, соединенными с каждой опорой.Grounding devices (charger) of the supports of overhead power lines (OHL) provide protection against lightning surges and from electric shock, as well as the normal operation of relay protection. To reduce the likelihood of a lightning trip, overhead lines of voltage class 110 kV and higher are protected by lightning protection cables (lightning rods), usually connected to anchor supports. In addition, to protect the equipment of traction substations (PS) of railway transport and transformer substations of distribution networks from the impact of lightning waves incident on the lines (limiting the steepness of the wave) and from direct lightning strikes in overhead lines at approaches to substations, protective approaches of substations (all overhead lines suitable and departing from the substation at a distance of up to 2-3 km) are equipped with lightning ropes connected to each support.

Как для уменьшения вероятности обратного перекрытия с опоры на фазный провод, при ударе молнии в опору, или грозозащитный трос (грозотрос), так и для эффективной защиты подстанции от набегающих волн, ЗУ опор должны иметь малое сопротивление, величину которого необходимо контролировать.Both to reduce the likelihood of reverse overlapping from the support to the phase wire, when lightning strikes the support, or a lightning protection cable (lightning cable), and to effectively protect the substation from incident waves, the supports of the supports must have low resistance, the value of which must be controlled.

Для контроля состояния ЗУ опор ВЛ проводят периодическое измерение сопротивления ЗУ. Предельно допустимые значения сопротивления ЗУ в зависимости от удельного сопротивления окружающих ЗУ грунтов, перечень опор, подлежащих контролю, а также периодичность измерений устанавливаются действующими нормами.To monitor the state of the charger for overhead lines, a periodic measurement of the resistance of the charger is carried out. The maximum permissible values of the resistance of the memory depending on the resistivity of the surrounding soil soils, the list of supports to be monitored, as well as the frequency of measurements are established by current standards.

Из уровня техники известен способ измерения сопротивления ЗУ методом амперметра-вольтметра [Целебровский Ю.В., Микитинский М.Ш. Измерение сопротивлений заземления опор ВЛ. М.: Энергоатомиздат, 1988. 48 с.], согласно которому источник синусоидального напряжения низкой частоты подключается между ЗУ и удаленным токовым электродом, производятся измерения силы тока, протекающего через ЗУ, и потенциала ЗУ (падения напряжения на ЗУ) относительно удаленного потенциального электрода. Сопротивление ЗУ RНЧ определяется как отношение разности потенциалов между ЗУ и потенциальным электродом UЗУ к силе тока IЗУ в токовом контуре, образованном ЗУ, источником синусоидального напряжения и токовым электродом:The prior art method for measuring the resistance of the memory by the method of ammeter-voltmeter [Celebrovsky Yu.V., Mikitinsky M.Sh. Measurement of grounding resistances of OHL towers. M .: Energoatomizdat, 1988. 48 pp.], According to which a low-frequency sinusoidal voltage source is connected between the charger and the remote current electrode, measurements are made of the current flowing through the charger and the potential of the charger (voltage drop across the charger) relative to the remote potential electrode. The resistance of the charger R LF is defined as the ratio of the potential difference between the charger and the potential electrode U of the charger to the current strength I of the charger in the current loop formed by the charger, a sinusoidal voltage source and a current electrode:

Figure 00000001
Figure 00000001

Для сосредоточенных заземлителей опор ВЛ, т.е. имеющих небольшие поперечные размеры, такой способ позволяет определить активное сопротивление (сопротивление постоянному току) или, другими словами, стационарное сопротивление ЗУ: RЗУ=RНЧ [Цирель Я.А. Заземляющие устройства воздушных линий электропередачи. Л.: Энергоатомиздат, 1989. 160 с.]. Схема замещения для ЗУ опоры ВЛ при низкочастотном способе определения сопротивления ЗУ методом амперметра-вольтметра соответствует приведенной на фиг. 1а.For concentrated grounding conductors of overhead lines, i.e. having small transverse dimensions, this method allows you to determine the active resistance (resistance to direct current) or, in other words, the stationary resistance of the charger: R charger = R LF [Tsirel Y.A. Grounding devices of overhead power lines. L .: Energoatomizdat, 1989. 160 p.]. The equivalent circuit for the charger of the overhead line support with the low-frequency method for determining the resistance of the charger by the ammeter-voltmeter method corresponds to that shown in FIG. 1a.

Недостатками данного способа являются большая погрешность измерения сопротивлений ЗУ опор ВЛ, имеющих грозозащитный трос, соединенный с телом опоры. В этом случае ЗУ опор связаны через грозотрос в единую систему трос - опоры ВЛ, а при подключении троса к ЗУ оконечных распределительных устройств (РУ), в эту систему входят также и ЗУ РУ. При измерении приведенным способом возникает ошибка измерения, связанная с тем, что от заземлителя исследуемой опоры часть тока генератора отсасывается к соседним опорам, проходит через их ЗУ и возвращается в источник через вспомогательный токовый электрод. Таким образом, через ЗУ исследуемой опоры проходит часть измерительного тока и, соответственно, уменьшается потенциал (напряжение) на ЗУ относительно удаленного потенциального электрода. При этом измеряемый ток в токовом контуре является суммарным током, определяемым током через ЗУ исследуемой опоры и током отсоса через грозозащитный трос.The disadvantages of this method are the large error in measuring the resistances of the memory of OHL supports having a lightning protection cable connected to the support body. In this case, the supports of the supports are connected through a ground wire to a single cable system - OHL supports, and when the cable is connected to the memory of terminal distribution devices (RU), this also includes the memory of the RU. When measuring with the above method, a measurement error arises due to the fact that part of the generator current is sucked from neighboring ground to the neighboring supports, passes through their memory and returns to the source through an auxiliary current electrode. Thus, part of the measuring current passes through the memory of the test support and, accordingly, the potential (voltage) on the memory decreases relative to the remote potential electrode. In this case, the measured current in the current circuit is the total current determined by the current through the memory of the test support and the suction current through the lightning protection cable.

Известен способ измерения сопротивления ЗУ опор ВЛ без отсоединения грозозащитного троса, основанный на измерении импульсного сопротивления ЗУ [РД-153-34.0-20.525-00. Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок. М.: СПО ОРГРЭС, 2000. 64 с.], при котором вместо источника переменного тока используется генератор периодических импульсов тока, моделирующих по временным параметрам форму импульса тока молнии. Импульсное сопротивление ЗУ ZИМП определяется как отношение пикового (максимального) значения импульса падения напряжения на ЗУ относительно удаленного потенциального электрода Umax к пиковому (максимальному) значению Imax импульса тока в контуре: ЗУ - генератор импульсов - токовый электрод:There is a method of measuring the resistance of the charger of overhead lines without disconnecting the ground wire, based on the measurement of the impulse resistance of the charger [RD-153-34.0-20.525-00. Guidelines for monitoring the state of the grounding devices of electrical installations. M .: SPO ORGRES, 2000. 64 pp.], In which instead of an alternating current source, a generator of periodic current pulses is used that simulate the shape of the lightning current pulse in time parameters. The impulse resistance of the charger Z IMP is defined as the ratio of the peak (maximum) value of the pulse of the voltage drop across the charger relative to the remote potential electrode U max to the peak (maximum) value I max of the current pulse in the circuit: memory - pulse generator - current electrode:

Figure 00000002
Figure 00000002

Главным недостатком данного метода является то, что измеренное значение импульсного сопротивления ЗУ ZИМП является самостоятельной величиной, характеризующей ЗУ, и в общем случае не совпадает со стационарным сопротивлением ЗУ RНЧ. Соотношение между ZИМП и RНЧ определяется многими факторами - формой импульса генератора, конфигурацией и размерами элементов заземлителя, удельным сопротивлением грунта и т.д. [Visacro S., Rosado G. Response of Grounding Electrodes to Impulsive Currents: An Experimental Evaluation // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2009. Vol. 51. №. 1. P. 161-164]. В тоже время в нормативных документах по грозозащите нормируются допустимые значения именно стационарного сопротивления ЗУ опор ВЛ - RНЧ.The main disadvantage of this method is that the measured value of the impulse resistance of the charger Z IMF is an independent value characterizing the charger, and in the general case does not coincide with the stationary resistance of the charger R LF . The relationship between Z IMP and R LF is determined by many factors - the shape of the generator pulse, the configuration and dimensions of the grounding elements, the soil resistivity, etc. [Visacro S., Rosado G. Response of Grounding Electrodes to Impulsive Currents: An Experimental Evaluation // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2009. Vol. 51. No. 1. P. 161-164]. At the same time, the normative documents on lightning protection normalize the permissible values of exactly the stationary resistance of the memory of the OHL supports - R LF .

Известен также способ определения значения стационарного сопротивления сосредоточенного ЗУ по временной зависимости переходного импеданса ЗУ ZЗУ(t) [Lima А.В., Caetano C.E.F., Paulino J.O.S. et al. An original setup to measure grounding resistances using fast impulse currents and very short leads // Electric Power Systems Research. 2019. Vol. 173. P. 6-12], при котором в ЗУ формируют импульс тока, близкий по форме к грозовому импульсу с длительностью полуспада порядка 50 мкс, регистрируют ток через ЗУ iЗУ(t) и падение напряжения на ЗУ относительно удаленного потенциального электрода uЗУ(t), на основе полученных временных зависимостей тока через ЗУ IЗУ(t) и падения напряжения на ЗУ UЗУ(t) вычисляют временную зависимость переходного импеданса ЗУ ZЗУ(t):There is also a method for determining the value of the stationary resistance of a concentrated charger from the time dependence of the transient impedance of the charger Z charger (t) [Lima A.V., Caetano CEF, Paulino JOS et al. An original setup to measure grounding resistances using fast impulse currents and very short leads // Electric Power Systems Research. 2019. Vol. 173. P. 6-12], in which a current pulse is formed in the memory that is close in shape to a lightning pulse with a half-life of about 50 μs, the current through the memory i of the memory (t) and the voltage drop across the memory relative to the remote potential electrode u of the memory are recorded (t), based on the obtained time dependences of the current through the charger I charger (t) and the voltage drop across the charger U charger (t) calculate the time dependence of the transition impedance of the charger Z charger (t):

Figure 00000003
Figure 00000003

где iЗУ(t) и uЗУ(t) - мгновенные значения тока через ЗУ и падения напряжения на ЗУ относительно удаленного потенциального электрода. По временной зависимости ZЗУ(t) находят установившееся значение Zуст переходного импеданса ЗУ. Это значение принимают за стационарное сопротивление ЗУ: Zуст=RНЧ.where i memory (t) and u memory (t) are the instantaneous values of the current through the memory and voltage drop across the memory relative to the remote potential electrode. According to the time dependence Z of the memory (t) find the steady-state value Z mouth transitional impedance of the memory. This value is taken as the stationary resistance of the memory: Z mouth = R LF .

Недостатком такого способа при исследовании ЗУ опоры ВЛ, соединенной грозозащитными тросами с соседними опорами, является то, что установившееся значение переходного импеданса наблюдается при временах, соответствующих спаду импульса тока (десятки мкс). В этот момент времени переходные волновые процессы в системе исследуемая опора - грозозащитные тросы - соседние опоры уже закончились, и часть тока генератора ответвляется по грозозащитным тросам в ЗУ соседних опор ВЛ. Соответственно, возникает погрешность определения значения RНЧ ЗУ исследуемой опоры.The disadvantage of this method in the study of the memory of the overhead line support connected by lightning protection cables to adjacent supports is that the steady-state value of the transient impedance is observed at times corresponding to the decay of the current pulse (tens of microseconds). At this point in time, transient wave processes in the system under study - lightning protection cables - neighboring supports have already ended, and part of the generator current branches off along lightning protection cables in the memory of neighboring OHL supports. Accordingly, an error arises in determining the value of R LF memory of the studied support.

Наиболее близким к заявляемому способу определения значения стационарного сопротивления заземляющего устройства опор воздушных линий электропередачи без отсоединения грозозащитного троса является способ, реализованный в «ZedMeter test method» - «испытательном методе измерения переходного импеданса Z (Зед)» [The EPRI Zed-Meter: a new technique to evaluate transmission line grounds. EPRI, Palo Alto, CA: 2004. 1008734. URL: https://ru.scribd.com/document/352745356/1008734-the-EPRI-Zed-Meter; Chisholm W.A., Petrache E., Bologna F. Comparison of low frequency resistance and lightning impulse impedance on transmission towers // Proceedings of the X International Symposium on Lightning Protection, 9-13 November, Curitiba, Brazil, 2009. P. 329-334], включающий воздействие на ЗУ опоры импульсом тока прямоугольной формы, регистрацию значения тока через ЗУ ij и падения напряжения на ЗУ uj относительно удаленного потенциального электрода в дискретные моменты времени tj, вычисление переходного импеданса ЗУ zj по формуле:Closest to the claimed method of determining the stationary resistance of the grounding device of the overhead power transmission line supports without disconnecting the lightning protection cable is the method implemented in the ZedMeter test method - the “test method for measuring the transient impedance Z (Zed)” [The EPRI Zed-Meter: a new technique to evaluate transmission line grounds. EPRI, Palo Alto, CA: 2004. 1008734. URL: https://ru.scribd.com/document/352745356/1008734-the-EPRI-Zed-Meter; Chisholm WA, Petrache E., Bologna F. Comparison of low frequency resistance and lightning impulse impedance on transmission towers // Proceedings of the X International Symposium on Lightning Protection, November 9-13, Curitiba, Brazil, 2009. P. 329-334 ], including the impact on the memory of the support with a rectangular current pulse, the registration of the current value through the memory i j and the voltage drop across the memory u j relative to the remote potential electrode at discrete time instants t j , calculation of the transient impedance of the memory z j according to the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

На измерительном интервале времени ΔtИЗМ, начальный момент которого t1H (фиг. 2) определяется длительностью переходных процессов на временной зависимости переходного импеданса Z(t), обусловленных отражением волны тока от конструкционных элементов опоры и ее заземлителя, а также индуктивностью ЗУ, а конечный t1К - моментом прихода волны, отраженной от заземляющего электрода на конце проводника токового контура, а в случае значительной длительности переходных процессов и отражений в начале временной зависимости переходного импеданса, начальный момент которого определяется окончанием волновых процессов в контуре с током t2H, а конечный - моментом прихода по грозозащитному тросу волны, отраженной от соседних опор t2К, определяют среднее значение переходного импеданса ЗУ на интервале измерения ΔtИЗМ:On the measuring time interval Δt ISM , the initial moment of which t 1H (Fig. 2) is determined by the duration of the transient processes on the time dependence of the transient impedance Z (t), due to the reflection of the current wave from the structural elements of the support and its ground electrode, as well as the inductance of the charger, and the final t 1K - the moment of arrival of the wave reflected from the grounding electrode at the end of the conductor of the current circuit, and in the case of a significant duration of transient processes and reflections at the beginning of the time dependence of the transition impedance, the initial moment of which is determined by the end of the wave processes in the circuit with current t 2H , and the final the moment of arrival of the wave reflected from the adjacent supports t 2K along the lightning protection cable, determine the average value of the transient impedance of the memory in the measurement interval Δt ISM :

Figure 00000005
Figure 00000005

где в числителе сумма значений zj в дискретные моменты времени tj, лежащие в пределах интервала измерения: tH≤tj,≤tK, а n - количество дискретных значений времени в пределах интервала измерения ΔtИЗМ.where in the numerator the sum of the values of z j at discrete time instants t j lying within the measurement interval: t H ≤t j , ≤t K , and n is the number of discrete time values within the measurement interval Δt ISM .

Полученная величина Zcp при отсутствии грозотросов является волновым (переходным) импедансом ЗУ опоры ZWЗУ, по которому определяют стационарное сопротивление ЗУ: ZWЗУ≈RНЧ. В случае двух грозотросов, связывающих исследуемую опору с соседними, необходимо учитывать, что на интервале измерения параллельно ЗУ опоры включены два волновых сопротивления грозотрос - поверхность земли:The obtained value of Z cp in the absence of ground wires is the wave (transient) impedance of the charger memory Z WЗУ , which determines the stationary resistance of the charger: Z WЗУ ≈R LF . In the case of two lightning cables connecting the test support with the neighboring ones, it must be taken into account that two wave resistance of the ground wire, the earth's surface, is included in the measurement interval parallel to the support of the support:

Figure 00000006
Figure 00000006

где ZWГТ - величина волнового сопротивления грозотрос - поверхность земли (обычно принимают ZWГТ=400 Ом). В этом случае RНЧ определяют, как:where Z WГТ - the value of the wave resistance of a ground wire - the surface of the earth (usually take Z WГТ = 400 Ohm). In this case, R LF is determined as:

Figure 00000007
Figure 00000007

Недостатком данного способа является то, что при определении значения стационарного сопротивления ЗУ опоры ВЛ по временной зависимости переходного импеданса ZЗУ(t) не учитывается, что в схему замещения сосредоточенного заземлителя в общем случае входит эквивалентная емкость ЗУ (фиг. 1в) [Rudenberg R. Electrical shock waves in power systems, Cambridge, MA: Harvard Univ. Press, 1968. 336 р.]. На фиг. 3 приведены типовые временные зависимости тока через ЗУ, падения напряжения на ЗУ относительно удаленного потенциального электрода и переходного импеданса ЗУ, соответствующие R-L схеме замещения ЗУ (фиг. 3а) и R-L-C схеме замещения ЗУ (фиг. 3б).The disadvantage of this method is that when determining the value of the stationary resistance of the charger of the overhead line support by the time dependence of the transient impedance Z of the charger (t), it is not taken into account that the equivalent capacitance of the charger in the general case includes an equivalent capacitor of the ground electrode (Fig. 1c) [Rudenberg R. Electrical shock waves in power systems, Cambridge, MA: Harvard Univ. Press, 1968.336 p.]. In FIG. Figure 3 shows typical time dependences of the current through the memory, voltage drop across the memory relative to the remote potential electrode and the transient impedance of the memory, corresponding to the RL memory equivalent circuit (Fig. 3a) and the RLC memory equivalent circuit (Fig. 3b).

Погрешность определения RНЧ ЗУ данным способом будет минимальной только в частном случае, когда заземлитель опоры имеет относительно небольшие геометрические размеры (площадь) и расположен в грунте с невысоким удельным сопротивлением. В этом случае для ЗУ опоры может быть использована R-L схема замещения ЗУ, приведенная на фиг. 1б, а временные зависимости IЗУ(t), UЗУ(t), ZЗУ(t), для R-L схемы замещения ЗУ соответствуют приведенным на фиг. 3а. В общем случае R-L-C эквивалентной схемы замещения сосредоточенного ЗУ при импульсном воздействии, в случае ограничения конечного момента времени измерительного интервала временем прихода волны, отраженной от конца проводника токовой линии, или временем прихода отражений от соседних опор, в измерительный интервал ΔtИЗМ может попасть восходящая часть зависимости ZЗУ(t) (фиг. 3б). В результате погрешность определения стационарного сопротивления RНЧ ЗУ опоры ВЛ будет значительной.The error in determining R LF memory in this way will be minimal only in the particular case when the support ground electrode system has relatively small geometric dimensions (area) and is located in soil with a low specific resistance. In this case, an RL memory equivalent circuit shown in FIG. 1b, and the time dependences of I memory (t), U memory (t), Z memory (t), for RL memory equivalent circuitry correspond to those shown in FIG. 3a. In the general case, the RLC of the equivalent equivalent circuit of a concentrated memory under pulsed action, if the finite time moment of the measuring interval is limited by the time of arrival of the wave reflected from the end of the current line conductor or the time of arrival of reflections from neighboring supports, the ascending part of the dependence can fall into the measurement interval Δt ISM Z memory (t) (Fig. 3b). As a result, the error in determining the stationary resistance R LF memory of the overhead line support will be significant.

Заявляемый способ, как и известные, включает воздействие на ЗУ опоры импульсом тока прямоугольной формы, регистрацию значений тока через ЗУ ij и падения напряжения на ЗУ uj относительно удаленного потенциального электрода в дискретные моменты времени tj, вычисление переходного импеданса ЗУ zj по формуле:The inventive method, as well as known, includes the impact on the support of the supports with a rectangular current pulse, registration of current values through the memory i j and voltage drop across the memory u j relative to the remote potential electrode at discrete time instants t j , calculation of the transient impedance of the memory z j according to the formula :

Figure 00000008
Figure 00000008

и определение эквивалентного активного сопротивления схемы замещения ЗУ RЗУ, на основе полученного массива данных zj на интервале измерения ΔtИЗМ, вычисление значения стационарного сопротивления RНЧ ЗУ опоры ВЛ по формуле, учитывающей волновые сопротивления грозозащитных тросов, подходящих к опоре:and determining the equivalent active resistance of the equivalent circuit of the charger R R memory , based on the obtained data array z j on the measurement interval Δt ISM , calculating the value of the stationary resistance R LF memory of the overhead line support using the formula that takes into account the wave resistances of lightning protection cables suitable for the support:

Figure 00000009
Figure 00000009

где nГТ - число грозозащитных тросов, подходящих к исследуемой опоре, ZWГТ - величина волнового сопротивления грозозащитный трос - поверхность земли.where n GT is the number of lightning protection cables suitable for the test support, Z WGT is the value of wave resistance of the lightning protection cable is the earth's surface.

Наиболее близким к устройству, реализующему заявленный способ, является устройство для измерения сопротивлений заземляющих устройств опор воздушных линий электропередачи без отсоединения грозозащитного троса [патент РФ на полезную модель №166566], предназначенное для измерения импульсного сопротивления ЗУ опор ВЛ без отсоединения грозотроса, определяемого, в соответствии с выражением (2), как отношение максимального значения импульса напряжения на ЗУ к максимальному значению импульса тока через ЗУ. Устройство содержит удаленный токовый и потенциальный электроды, аккумулятор, блок формирования питающих напряжений, блок обработки сигналов, в состав которого входит микропроцессорный блок, генератор импульсов тока, блок первичных датчиков тока и напряжения. Генератор импульсов тока (ГИТ) устройства выполнен по схеме с индуктивным накопителем энергии (ИНЭ). ГИТ с ИНЭ позволяет формировать в контуре с током импульс, амплитуда которого на измерительном интервале ΔtИЗМ постоянна, а форма - практически не зависит от неравномерного распределения волнового сопротивления вдоль линии с током и от наличия отраженных волн от заземляющего электрода на ее конце. ГИТ содержит: блок питания, двухобмоточный индуктивный накопитель энергии, первичная обмотка которого включена межу блоком питания и ключом, параллельно которому включены диод и ограничитель напряжения. Управляющий вывод ключа соединен с выходом буферного усилителя, вход которого подключен к микропроцессорному блоку. Один вывод вторичной обмотки индуктивного накопителя энергии подключен через датчик тока блока первичных датчиков тока и напряжения к заземляющему устройству. Другой вывод вторичной обмотки индуктивного накопителя соединен с анодом второго диода, катод которого подключен к удаленному токовому электроду. Параллельно второму диоду включен ограничитель напряжения.Closest to a device that implements the claimed method is a device for measuring the resistance of the grounding devices of the supports of overhead power lines without disconnecting the lightning protection cable [RF patent for utility model No. 166566], designed to measure the impulse resistance of the memory of the supports of overhead lines without disconnecting the lightning cable, determined, in accordance with with expression (2), as the ratio of the maximum value of the voltage pulse on the memory to the maximum value of the current pulse through the memory. The device contains a remote current and potential electrodes, a battery, a power voltage generating unit, a signal processing unit, which includes a microprocessor unit, a current pulse generator, a unit of primary current and voltage sensors. The current pulse generator (GIT) of the device is made according to the scheme with an inductive energy storage (INE). GIT with INE makes it possible to form a pulse in the circuit with current, the amplitude of which is constant in the measuring interval Δt ISM , and its shape is practically independent of the uneven distribution of wave resistance along the current line and the presence of reflected waves from the grounding electrode at its end. GIT contains: a power supply unit, a two-winding inductive energy storage device, the primary winding of which is connected between the power supply unit and the key, in parallel with which a diode and a voltage limiter are connected. The control terminal of the key is connected to the output of the buffer amplifier, the input of which is connected to the microprocessor unit. One terminal of the secondary winding of the inductive energy storage device is connected through a current sensor of a block of primary current and voltage sensors to a grounding device. Another terminal of the secondary winding of the inductive storage is connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to a remote current electrode. A voltage limiter is connected in parallel with the second diode.

Недостатком устройства-прототипа является наличие в импульсе тока паразитных колебаний амплитуды импульса, которые наблюдаются в первые микросекунды после фронта импульса (кривая 1 на фиг. 4) и могут привести к увеличению погрешности определения значения стационарного сопротивления ЗУ опор ВЛ. Причиной возникновения паразитных осцилляций тока является колебательный контур, образованный индуктивностью рассеяния двухобмоточного индуктивного накопителя энергии и суммарной приведенной паразитной емкостью, образованной комбинацией межобмоточной емкости индуктивного накопителя и паразитных емкостей полупроводникового ключа и диода, включенного межу выводом вторичной обмотки индуктивного накопителя и удаленным токовым электродом.The disadvantage of the prototype device is the presence in the current pulse of spurious oscillations of the pulse amplitude, which are observed in the first microseconds after the pulse front (curve 1 in Fig. 4) and can lead to an increase in the error in determining the value of the stationary resistance of the charger of overhead lines. The reason for the occurrence of parasitic current oscillations is the oscillatory circuit formed by the scattering inductance of the double-winding inductive energy storage and the total reduced parasitic capacitance formed by the combination of the inter-winding capacitance of the inductive storage device and the stray capacitance of the semiconductor switch and the diode connected between the output of the secondary winding of the inductive storage device and the remote current electrode.

Предлагаемое устройство, как и известные, содержит удаленный токовый и потенциальный электроды, аккумулятор, блок формирования питающих напряжений, блок обработки сигналов, в состав которого входит микропроцессорный блок, выполненный по схеме с индуктивным накопителем энергии генератор импульсов тока, включенный между токовым электродом и заземляющим устройством и содержащий блок питания, соединенный с блоком формирования питающих напряжений, блок первичных датчиков, состоящий из датчика тока и датчика напряжения, подключенный к заземляющему устройству, токовому электроду, потенциальному электроду и соединенный с блоком обработки сигналов.The proposed device, as well as the known ones, contains a remote current and potential electrodes, a battery, a power voltage generating unit, a signal processing unit, which includes a microprocessor unit made in accordance with a circuit with an inductive energy storage device, a current pulse generator connected between the current electrode and the grounding device and comprising a power supply unit connected to a power voltage generating unit, a primary sensor unit consisting of a current sensor and a voltage sensor connected to a grounding device, a current electrode, a potential electrode and connected to a signal processing unit.

Задача, решаемая группой изобретений, заключается в повышении точности и информативности полученных данных.The problem solved by the group of inventions is to increase the accuracy and information content of the obtained data.

Техническим результатом предлагаемой группы изобретений является повышение точности определения стационарного сопротивления ЗУ опор ВЛ без отсоединения грозозащитного троса, в том числе опор, ЗУ которых имеют значительную площадь заземлителя и (или) расположены в грунте с высоким удельным сопротивлением.The technical result of the proposed group of inventions is to increase the accuracy of determining the stationary resistance of the charger of overhead lines without disconnecting the lightning protection cable, including poles, which have a significant grounding area and (or) are located in the ground with high resistivity.

Технический результат достигается тем, что на интервале измерения ΔtИЗМ, ограниченном с одной стороны началом импульса тока, а с другой - только временем прихода отражений от соседних опор по грозозащитным тросам, производят экспоненциальное сглаживание ряда значений zj, и, учитывая, что полное сопротивление ЗУ включает емкостную составляющую, сглаженная зависимость zsj может быть описана выражением:The technical result is achieved by the fact that on the measurement interval Δt ISM limited on the one hand by the beginning of the current pulse, and on the other hand, only by the time of arrival of reflections from neighboring supports along lightning protection cables, an exponential smoothing of a number of values of z j is performed, and given that the impedance The memory includes a capacitive component, the smoothed dependence of zs j can be described by the expression:

Figure 00000010
Figure 00000010

где: RЗУ, СЗУ - сопротивление и емкость эквивалентной R-L-C схемы замещения ЗУ, определяют эквивалентное активное сопротивление ЗУ опоры ВЛ RЗУ, как значение асимптоты, к которой стремиться зависимость zsj в конце интервала измерения ΔtИЗМ, по формуле:where: R memory , with memory - the resistance and capacity of the equivalent RLC equivalent circuit of the memory, determine the equivalent active resistance of the memory of the support of the overhead line R memory , as the value of the asymptote to which the dependence zs j at the end of the measurement interval Δt ISM seeks , according to the formula:

Figure 00000011
Figure 00000011

где N - общее число дискретных значений ряда zsj на интервале измерения ΔtИЗМ, Nуср - число дискретных значений zsj, попадающих в пределы интервала усреднения Δtуср, конец которого совпадает с концом интервала измерения ΔtИЗМ, а длительность составляет 1/8 длительности ΔtИЗМ, затем определяют стационарное сопротивление ЗУ RНЧ по формуле (8).where N is the total number of discrete values of the series zs j in the measurement interval Δt ISM , N arr is the number of discrete values zs j falling within the averaging interval Δt arr , the end of which coincides with the end of the measurement interval Δt ISM , and the duration is 1/8 of the duration Δt ISM , then determine the stationary resistance of the charger R LF according to the formula (8).

Достигается технический результат также тем, что дополнительно определяют эквивалентную емкость СЗУ R-L-C схемы замещения заземляющего устройства опоры ВЛ:The technical result is also achieved by the fact that they additionally determine the equivalent capacitance C of the RLC memory of the equivalent circuit of the grounding device of the overhead line support:

Figure 00000012
Figure 00000012

где: Δt - интервал дискретизации, определяемый как: Δt=tj+1-tj.where: Δt is the sampling interval, defined as: Δt = t j + 1 -t j .

Технический результат достигается также тем, что генератор содержит первичный емкостной накопитель, включенный параллельно выводам блока питания, и однообмоточный индуктивный накопитель энергии, который одним выводом соединен с катодом диода, анод которого подключен к удаленному токовому электроду, причем параллельно диоду включен ограничитель напряжения, и, одновременно, с прерывающим ток ключом, который соединен через датчик тока с заземляющим устройством, и параллельно которому включены диод и ограничитель напряжения, причем управляющий вывод ключа соединен с выходом буферного усилителя, вход которого подключен к микропроцессорному блоку, а вторым выводом соединен с катодом диода, анод которого соединен через датчик тока с заземляющим устройством, и, одновременно, с замыкающим ток ключом, который соединен с блоком питания генератора, и параллельно которому включены диод и ограничитель напряжения, причем управляющий вывод ключа соединен с выходом второго буферного усилителя, вход которого подключен к микропроцессорному блоку.The technical result is also achieved by the fact that the generator contains a primary capacitive storage connected in parallel with the terminals of the power supply, and a single-winding inductive energy storage, which is connected to the cathode of the diode by one output, the anode of which is connected to a remote current electrode, and a voltage limiter is connected in parallel with the diode, and, at the same time, with a key interrupting the current, which is connected through the current sensor to the grounding device, and in parallel with which a diode and a voltage limiter are connected, the control output of the key being connected to the output of the buffer amplifier, the input of which is connected to the microprocessor unit, and the second output is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected through a current sensor to a grounding device, and, at the same time, to a current-closing key, which is connected to the generator power supply, and in parallel to which a diode and voltage limiter are connected, and the control terminal of the key is connected to the output of the second buffer amplifier, the input is It is connected to a microprocessor unit.

За счет учета емкостной составляющей комплексного сопротивления ЗУ опоры ВЛ, а также за счет использования источника стабильного тока - генератора импульсных токов с индуктивным накопителем энергии, формирующего в токовом контуре импульс тока, амплитуда которого на измерительном интервале остается постоянной независимо от наличия отражения от конца проводника токового контура и неравномерности волнового сопротивления вдоль проводника токового контура, в результате чего измерительный интервал ΔtИЗМ определения стационарного сопротивления ЗУ по временной зависимости переходного импеданса ZЗУ(t) увеличивается, так как ограничивается только приходом отраженных волн от соседних опор по грозотросу, повышается точность определения стационарного сопротивления заземляющего устройства опор ВЛ без отсоединения грозозащитного троса.By taking into account the capacitive component of the complex resistance of the charger for overhead lines, as well as by using a stable current source - a pulse current generator with an inductive energy storage device that generates a current pulse in the current circuit, the amplitude of which remains constant in the measurement interval regardless of the presence of reflection from the end of the current conductor contour and uneven wave impedance along the conductor of the current path, as a result of which the measuring interval Δt ISM of determining the stationary resistance of the memory by the time dependence of the transient impedance Z of the memory (t) increases, since it is limited only by the arrival of reflected waves from neighboring supports along the ground wire, the accuracy of determining the stationary resistance of the grounding device of the overhead line supports without disconnecting the lightning protection cable.

Также повышается информативность полученных данных, благодаря тому, что дополнительно определяется значение эквивалентной емкости ЗУ СЗУ, которое совместно с измеренным значением RЗУ может быть использовано для определения параметров простейшей схемы замещения одиночного заземляющего устройства с целью решения более общих задач грозозащиты, в частности, использовать схему замещения при проведении комплексных расчетов по грозозащите.The information content of the obtained data is also increased, due to the fact that the value of the equivalent capacity of the memory device with the memory is additionally determined, which, together with the measured value of the memory, can be used to determine the parameters of the simplest equivalent circuit of a single grounding device in order to solve more general problems of lightning protection, in particular, to use equivalent circuit during complex lightning protection calculations.

Предлагаемая группа изобретений поясняется с помощью чертежей.The proposed group of inventions is illustrated using the drawings.

На фиг. 1 представлены схемы замещения сосредоточенного заземляющего устройства для различных способов измерения сопротивления ЗУ; на фиг. 2 - временные зависимости переходного импеданса заземляющего устройства, поясняющие способ-прототип (ZED-meter); на фиг. 3 - временные зависимости тока через ЗУ, напряжения на ЗУ относительно удаленного потенциального электрода и расчетной зависимости переходного импеданса ЗУ для частного случая R-L схемы замещения ЗУ (а) и общего случая R-L-C схемы замещения ЗУ (б) при импульсном воздействии; на фиг. 4 - сравнительные экспериментальные осциллограммы импульсов тока через заземляющее устройство, полученные с использованием прототипа (кривая 1) и устройства, реализующего заявленный метод (кривая 2); на фиг. 5 - схема подключения устройства при проведении измерений; на фиг. 6 - функциональная схема устройства; на фиг. 7 - экспериментальные временные зависимости тока через ЗУ, напряжения на ЗУ относительно удаленного потенциального электрода и расчетная зависимость переходного импеданса ЗУ, поясняющие предложенный способ, полученные устройством, реализующим предложенный способ.In FIG. 1 shows equivalent circuits of a concentrated grounding device for various methods of measuring the resistance of a charger; in FIG. 2 - time dependences of the transient impedance of the grounding device, explaining the prototype method (ZED-meter); in FIG. 3 - time dependences of the current through the charger, voltage across the charger relative to the remote potential electrode and the calculated dependence of the transient impedance of the charger for the special case of the R-L equivalent circuit of the charger (a) and the general case of the R-L-C equivalent circuit of the charger (b) under pulsed action; in FIG. 4 - comparative experimental waveforms of current pulses through the grounding device obtained using the prototype (curve 1) and a device that implements the claimed method (curve 2); in FIG. 5 - connection diagram of the device during measurements; in FIG. 6 is a functional diagram of a device; in FIG. 7 - experimental time dependences of the current through the charger, the voltage on the charger relative to the remote potential electrode and the calculated dependence of the transient impedance of the charger, explaining the proposed method, obtained by a device that implements the proposed method.

Определение значения стационарного сопротивления заземляющего устройства 1 (фиг. 5) опор воздушных линий электропередачи 2 без отсоединения грозозащитного троса 3 осуществляют с помощью устройства 4. Устройство 4 содержит удаленные токовый электрод 5 (фиг. 6) и потенциальный электрод 6, аккумулятор 7, блок формирования питающих напряжений 8, блок обработки сигналов 9, генератор импульсов тока (ГИТ) 10, выполненный по схеме с индуктивным накопителем энергии, блок первичных датчиков 11. В состав блока обработки сигналов 9 входит микропроцессорный блок 12. Генератор импульсов тока 10 включен между токовым электродом 5 и заземляющим устройством 1 и содержит блок питания 13, соединенный с блоком формирования питающих напряжений 8. Блок первичных датчиков 11 состоит из датчика тока 14 и датчика напряжения 15 и подключен к заземляющему устройству 1, токовому электроду 5, потенциальному электроду 6 и соединен с блоком обработки сигналов 9. Генератор импульсов тока 10 содержит первичный емкостной накопитель 16, включенный параллельно выводам блока питания 13, и однообмоточный индуктивный накопитель энергии (ИНЭ) 17, который одним выводом соединен с катодом диода 18, анод которого подключен к удаленному токовому электроду 5, а вторым выводом соединен с катодом диода 19, анод которого соединен через датчик тока 14 с заземляющим устройством 1, и, одновременно, с замыкающим ток ключом 20. Ключ 20 соединен с блоком питания генератора 13. Параллельно диоду 18 включен ограничитель напряжения 21 и прерывающий ток ключ 22, который соединен через датчик тока 14 с заземляющим устройством 1. Параллельно ключу 22 включены диод 23 и ограничитель напряжения 24, причем управляющий вывод ключа 22 соединен с выходом буферного усилителя 25, вход которого подключен к микропроцессорному блоку 12. Параллельно ключу 20 включены диод 26 и ограничитель напряжения 27, причем управляющий вывод ключа 20 соединен с выходом второго буферного усилителя 28, вход которого также подключен к микропроцессорному блоку 12.The determination of the value of the stationary resistance of the grounding device 1 (Fig. 5) of the supports of overhead power lines 2 without disconnecting the lightning protection cable 3 is carried out using the device 4. The device 4 contains a remote current electrode 5 (Fig. 6) and a potential electrode 6, a battery 7, a forming unit supply voltage 8, a signal processing unit 9, a current pulse generator (GIT) 10, made according to a circuit with an inductive energy storage, a primary sensor unit 11. The signal processing unit 9 includes a microprocessor unit 12. A current pulse generator 10 is connected between the current electrode 5 and a grounding device 1 and contains a power supply 13 connected to a power voltage generating unit 8. The primary sensor unit 11 consists of a current sensor 14 and a voltage sensor 15 and is connected to a grounding device 1, a current electrode 5, a potential electrode 6 and connected to the processing unit Signals 9. The current pulse generator 10 contains a primary capacitance oh storage 16, connected in parallel to the terminals of the power supply 13, and a single-winding inductive energy storage (INE) 17, which is connected to the cathode of the diode 18 by one output, the anode of which is connected to the remote current electrode 5, and the second output is connected to the cathode of the diode 19, the anode of which connected through a current sensor 14 to the grounding device 1, and, simultaneously, with a current-closing key 20. The key 20 is connected to the power supply of the generator 13. In parallel with the diode 18, a voltage limiter 21 and a current interrupting switch 22 are connected, which is connected through a current sensor 14 to the grounding device 1. In parallel with the key 22, a diode 23 and a voltage limiter 24 are connected, and the control output of the key 22 is connected to the output of the buffer amplifier 25, the input of which is connected to the microprocessor unit 12. In parallel with the key 20, a diode 26 and a voltage limiter 27 are connected, and the control output of the switch 20 connected to the output of the second buffer amplifier 28, the input of which is also connected to a microprocessor at block 12.

Группа изобретений осуществляется следующим образом.The group of inventions is as follows.

Перед началом измерений забиваются два стержневых электрода - токовый 5 и потенциальный 6 на расстоянии 50 метров от основания опоры 2, таким образом, чтобы угол α, образованный проводником 29, соединяющим вывод «I» устройства 4 с токовым электродом 5, и проводником 30, соединяющим вывод «U» устройства 4 с потенциальным электродом 6, составлял около 90 градусов. Вывод «ЗУ» устройства 4 подключается коротким проводником со струбциной 31 к телу опоры 2, которая может иметь присоединенный грозозащитным трос 3.Before starting the measurement, two rod electrodes are clogged - current 5 and potential 6 at a distance of 50 meters from the base of the support 2, so that the angle α formed by the conductor 29 connecting the terminal “I” of the device 4 to the current electrode 5 and the conductor 30 connecting the output “U” of the device 4 with the potential electrode 6 was about 90 degrees. The output "memory" of the device 4 is connected by a short conductor with a clamp 31 to the body of the support 2, which may have an attached lightning protection cable 3.

Включают устройство 4, для этого подают напряжение с аккумулятора 7 на блок формирования питающих напряжений 8, который формирует напряжения, необходимые для питания всех блоков устройства.The device 4 is turned on, for this, voltage is supplied from the battery 7 to the supply voltage generating unit 8, which generates the voltage necessary to power all units of the device.

Для формирования импульса тока стабильной на измерительном интервале формы используют ГИТ 10 с ИНЭ 17. В качестве ИНЭ может использоваться катушка индуктивности (накопительный дроссель) индуктивностью 50 мГн. Амплитуда импульса на измерительном интервале ΔtИЗМ постоянна, а форма - практически не зависит от неравномерного распределении волнового сопротивления вдоль линии с током и от наличия отраженных волн от заземляющего электрода на ее конце (кривая 2 на фиг. 4, кривая IЗУ(t) на фиг. 7а).To form a current pulse of a stable form in the measuring interval, GIT 10 with INE 17 is used. An inductor (storage inductor) with an inductance of 50 mH can be used as an INE. The pulse amplitude in the measuring interval Δt ISM is constant, and the shape is practically independent of the uneven distribution of wave resistance along the current line and the presence of reflected waves from the grounding electrode at its end (curve 2 in Fig. 4, curve I of the memory (t) on Fig. 7a).

В режиме заряда ИНЭ 17 цифровой сигнал, поступающий от микропроцессорного блока 12 на буферные усилители 25 и 28, в качестве которых могут быть использованы специализированные микросхемы драйверов MOSFET-ключей IR2213S, открывает ключи 20, 22. В качестве ключа 22 и параллельно ему включенных диода 23 и ограничителя напряжения 24 могут быть использованы пять последовательно включенных MOSFET-транзисторов STF9NK90Z, а в качестве ключа 20 и параллельно ему включенных диода 26 и ограничителя напряжения 27 может быть использован MOSFET-транзистор STF9NK90Z. Нарастающий ток, максимальная амплитуда которого определяется длительностью фазы заряда, протекает через ИНЭ 17. В качестве несимметричного (однонаправленного) порогового элемента, состоящего из ограничителя напряжения 21 и диода 18, препятствующего протеканию тока через заземляющее устройство 1 опоры ВЛ 2 в фазе заряда ИНЭ, может быть использован несимметричный супрессор P6KE39A.In the INE 17 charging mode, the digital signal coming from the microprocessor unit 12 to the buffer amplifiers 25 and 28, which can be used as specialized driver ICs of the IR2213S MOSFET keys, opens the keys 20, 22. As a key 22 and a parallel diode 23 and a voltage limiter 24 can be used five series-connected MOSFET transistors STF9NK90Z, and as a key 20 and parallel connected diode 26 and voltage limiter 27 can be used a MOSFET transistor STF9NK90Z. An increasing current, the maximum amplitude of which is determined by the duration of the charge phase, flows through the INE 17. As an asymmetric (unidirectional) threshold element consisting of a voltage limiter 21 and a diode 18, which prevents the current from flowing through the grounding device 1 of the overhead line 2 support in the INE charge phase, single-ended suppressor P6KE39A must be used.

После окончания фазы заряда ИНЭ по команде от микропроцессорного блока 12 ключи 20, 22 закрываются. Напряжение на ИНЭ 17, равное напряжению на ключе 22, в момент коммутации скачкообразно возрастает. Ограничитель напряжения 21 порогового элемента (18 и 21) открывается и ИНЭ 17 отдает запасенную энергию в нагрузку, формируя импульс тока. Ток, протекает по пути: токовый электрод 5 - заземляющее устройство 1 - датчик тока 14, и замыкается через диод 19, в качестве которого может быть использован диод BYV26C. Типовая форма импульса тока через ЗУ опоры ВЛ 2, формируемого устройством 4, реализующим предлагаемый способ, приведена на фиг. 7а.After the end of the INE charge phase, at the command of the microprocessor unit 12, the keys 20, 22 are closed. The voltage on the INE 17, equal to the voltage on the key 22, at the time of switching increases abruptly. The voltage limiter 21 of the threshold element (18 and 21) opens and the INE 17 gives the stored energy to the load, forming a current pulse. The current flows along the path: current electrode 5 - grounding device 1 - current sensor 14, and closes through diode 19, which can be used as BYV26C diode. A typical form of a current pulse through a charger of a VL 2 support formed by a device 4 that implements the proposed method is shown in FIG. 7a.

На ЗУ 1 опоры 2 воздействуют импульсом тока прямоугольной формы, регистрируют значения тока через ЗУ ij и падение напряжения uj на ЗУ 1 относительно удаленного потенциального электрода 5 в дискретные моменты времени tj. Вычисляют переходный импеданс ЗУ zj по формуле:On the charger 1, the supports 2 are exposed to a rectangular current pulse, the current values through the charger i j and the voltage drop u j on the charger 1 are recorded relative to the remote potential electrode 5 at discrete times t j . Calculate the transient impedance of the memory z j according to the formula:

Figure 00000013
Figure 00000013

На измерительном интервале ΔtИЗМ, начальным моментом которого является фронт импульса тока, а конечный момент времени которого ограничен временем tK прихода по грозозащитному тросу волны, отраженной от соседних опор (фиг. 7а, б), в случае, если импульс тока через ЗУ IЗУ(t) близок по форме к единичному ступенчатому импульсу - имеет короткий фронт и постоянную на измерительном интервале ΔtИЗМ амплитуду (фиг. 3б, кривая 2 на фиг. 4), зависимость zj в пределах измерительного интервала (для значений tj лежащих в диапазоне от 0 до tK (0≤j≤K)) может быть описана выражением:In the measuring interval Δt IZM , the initial moment of which is the front of the current pulse, and the final moment of time of which is limited by the time t K of arrival of the wave reflected from the neighboring supports along the lightning protection cable (Fig. 7a, b), if the current pulse through the memory I The memory (t) is close in form to a single step pulse — it has a short front and a constant amplitude in the measurement interval Δt ISM (Fig. 3b, curve 2 in Fig. 4), the dependence of z j within the measurement interval (for values of t j lying in the range from 0 to t K (0≤j≤K)) can be described by the expression:

Figure 00000014
Figure 00000014

где: RЗУ, СЗУ - значения элементов эквивалентной R-L-C схемы замещения ЗУ; τ=RЗУ⋅СЗУ - постоянная времени.where: R memory , with memory - the values of the elements of the equivalent RLC equivalent circuit of the memory; τ = R memory ⋅C memory - time constant.

При t→∞, временная зависимость переходного импеданса Z(t) стремится к горизонтальной асимптоте со значением, равным RЗУ: limt→∞ Z(t)=RЗУ. Принимают, что на измерительном интервале ΔtИЗМ в соответствии с (12) при tj→tK, z→RЗУ.As t → ∞, the time dependence of the transition impedance Z (t) tends to a horizontal asymptote with a value equal to R ZU : lim t → ∞ Z (t) = R ZU . It is assumed that on the measuring interval Δt ISM in accordance with (12) as t j → t K , z → R memory .

Производят экспоненциальное сглаживание ряда значений zj в пределах измерительного интервала, то есть для дискретных моментов времени tj, лежащих в диапазоне от 0 до N, где N - общее число дискретных значений ряда zj на интервале измерения ΔtИЗМ, (то есть tj=tK, при J=N):Exponential smoothing of a series of values of z j within the measurement interval is performed, that is, for discrete time instants t j lying in the range from 0 to N, where N is the total number of discrete values of the series z j in the measurement interval Δt ISM, (i.e., t j = t K , for J = N):

Figure 00000015
Figure 00000015

где zj - исходный ряд; zsj - сглаженный ряд; α - коэффициент сглаживания, лежащий в интервале 0≤α≤1, причем при α=1 сглаживание отсутствует. Экспериментальные исследования показывают, что оптимальным для заявленного способа является коэффициент сглаживания 0,95.where z j is the original series; zs j is the smoothed series; α is the smoothing coefficient lying in the interval 0≤α≤1, and at α = 1 there is no smoothing. Experimental studies show that the smoothing coefficient of 0.95 is optimal for the claimed method.

Определяют RЗУ как значение асимптоты, к которой стремиться экспоненциальная зависимость zsj в конце интервала измерения ΔtИЗМ. Для чего выбирают от конца ряда значений переходного импеданса zj временной интервал усреднения Δtуср (фиг. 7б). Экспериментальные исследования показывают, что оптимальным для заявленного способа является интервал усреднения, равный 1/8 от ΔtИЗМ. Находят активное сопротивление эквивалентной схемы замещения ЗУ RЗУ, как среднее значение сглаженного ряда zsj, описываемого функцией (13), на интервале усреднения Δtуср:Define asymptote R memory as a value to which strive exponential dependence zs j at end of interval Δt measurements MOD. Why choose from the end of the series of values of the transient impedance z j the time interval of averaging Δt arr (Fig. 7b). Experimental studies show that the averaging interval equal to 1/8 of Δt ISM is optimal for the claimed method. Find the active resistance of the equivalent circuit of the charger R R memory , as the average value of the smoothed series zs j described by function (13), on the averaging interval Δt avg :

Figure 00000016
Figure 00000016

где N - общее число дискретных значений ряда zsj, на интервале измерения ΔtИЗМ, Nуср - число дискретных значений zsj, попадающих в пределы интервала усреднения Δtуср, конец которого совпадает с концом интервала измерения ΔtИЗМ.where N is the total number of discrete values of the series zs j , over the measurement interval Δt ISM , N arr is the number of discrete values zs j falling within the averaging interval Δt arr , the end of which coincides with the end of the measurement interval Δt ISM .

Определяют стационарное сопротивление ЗУ опоры ВЛ RНЧ, с учетом волновых сопротивлений грозозащитных тросов, подходящих к опоре (фиг. 5), как:The stationary resistance of the charger of the overhead line support R LF is determined, taking into account the wave impedances of the lightning protection cables suitable for the support (Fig. 5), as:

Figure 00000017
Figure 00000017

где: nГТ - число грозозащитных тросов, подходящих к исследуемой опоре (nГТ=0, если горозотросы отсутствуют); ZWГТ - величина волнового сопротивления грозотрос - поверхность земли (принимают ZWГТ=400 Ом).where: n GT is the number of lightning protection cables suitable for the test support (n GT = 0, if there are no mountain cables); Z WГТ - the value of the wave resistance of a ground wire - the surface of the earth (take Z WГТ = 400 Ohm).

Подставляют в формулу (9), заменяя дискретный ряд zsj непрерывной функцией от времени, сглаженную временную зависимость zs(t):Substitute in the formula (9), replacing the discrete series zs j with a continuous function of time, the smoothed time dependence of zs (t):

Figure 00000018
Figure 00000018

Тогда для экспоненциальной части выражения (16) можно записать:Then, for the exponential part of expression (16), we can write:

Figure 00000019
Figure 00000019

Интегрируют левую и правую часть выражения (17) по времени t:Integrate the left and right sides of expression (17) over time t:

Figure 00000020
Figure 00000020

Для интеграла экспоненты можно записать:For the exponential integral, we can write:

Figure 00000021
Figure 00000021

Подставляя выражение (19) в (18), получают:Substituting the expression (19) in (18), we obtain:

Figure 00000022
Figure 00000022

Заменяя непрерывную функцию zs(t) дискретным рядом значений zsj, определенных выше выражением (13), а интеграл - суммой, получают:Replacing the continuous function zs (t) with a discrete series of values of zs j defined above by expression (13), and the integral with the sum, we obtain:

Figure 00000023
Figure 00000023

где: Δt - интервал между дискретными значениями времени tj (интервал дискретизации), определяемый, как Δt=tj+1-tj; N - общее число дискретных значений ряда zsj на интервале измерения ΔtИЗМ.where: Δt is the interval between discrete values of time t j (sampling interval), defined as Δt = t j + 1 -t j ; N is the total number of discrete values of the series zs j in the measurement interval Δt ISM .

Определяют эквивалентную емкость СЗУ R-L-C схемы замещения ЗУ опоры ВЛ:The equivalent capacitance C of the RLC memory of the equivalent circuit of the VL support of the VL support is determined:

Figure 00000024
Figure 00000024

При отсутствии грозотроса и искажений формы временной зависимости UЗУ(t) и Z(t), за интервал измерения принимается весь ряд дискретных значений времени tj, ограниченный только объемом памяти микропроцессорного блока 12, то есть для j, лежащих в диапазоне от 0 до NП, где NП - количество ячеек памяти микропроцессорного блока для записи значений uj и ij, полученных в одном цикле измерений. Значения переходного импеданса zj вычисляются также для всего ряда дискретных значений времени tj и, соответственно, для определения значений RЗУ и СЗУ используется весь ряд zj. In the absence of a ground wire and distortions in the form of the time dependence of U ZU (t) and Z (t), the entire range of discrete values of time t j , limited only by the memory capacity of microprocessor unit 12, that is, for j lying in the range from 0 to N P , where N P - the number of memory cells of the microprocessor unit for recording the values of u j and i j obtained in one measurement cycle. The values of the transition impedance z j are also calculated for the whole series of discrete values of time t j and, accordingly, the whole series z j is used to determine the values of R memory and C memory .

Используя полученные значения RЗУ и СЗУ можно найти экспоненциальную зависимость переходного импеданса для R-C цепи zej в дискретные моменты времени tj:Using the obtained values of R memory and C memory, you can find the exponential dependence of the transition impedance for an RC circuit ze j at discrete time instants t j :

Figure 00000025
Figure 00000025

и, заменяя дискретный ряд zej непрерывной функцией от времени ze(t), найти временную зависимость ze(t) (фиг. 7б):and, replacing the discrete series ze j by a continuous function of time ze (t), find the time dependence of ze (t) (Fig. 7b):

Figure 00000026
Figure 00000026

Цикл формирования генератором 10 импульса тока в нагрузке состоит из фазы накопления энергии в ИНЭ 17 и фазы передачи ее в нагрузку.The cycle of generation of a current pulse by the generator 10 in the load consists of a phase of energy storage in INE 17 and a phase of its transfer to the load.

В фазе накопления энергии (заряда ИНЭ) цифровой сигнал, поступающий от микропроцессорного блока 12 на буферные усилители 25 и 28, открывает ключи 20, 22. Ток через ИНЭ 17 нарастает по закону:In the phase of energy storage (INE charge), a digital signal from the microprocessor unit 12 to the buffer amplifiers 25 and 28 opens the keys 20, 22. The current through the INE 17 increases according to the law:

Figure 00000027
Figure 00000027

где UП - напряжение на первичном емкостном накопителе 16; RИН - активное сопротивление ИНЭ 17, определяемое в фазе заряда активным сопротивлением обмотки ИНЭ 17 и суммарным сопротивлением ключей 20, 22 в открытом состоянии.where U P - voltage on the primary capacitive storage 16; R IN - active resistance INE 17, determined in the phase of the charge by the active resistance of the winding INE 17 and the total resistance of the keys 20, 22 in the open state.

Пороговый элемент (диод 18 и ограничитель напряжения 21) препятствует протеканию тока через ЗУ 1 опоры ВЛ 2 в фазе заряда ИНЭ.The threshold element (diode 18 and voltage limiter 21) prevents the current from flowing through the memory 1 of the VL 2 support in the phase of the INE charge.

После окончания фазы заряда ИНЭ по команде от микропроцессорного блока 12 ключи 20, 22 закрываются. Напряжение на ИНЭ 17, равное напряжению на ключе 22 в момент коммутации, скачкообразно возрастает. Пороговый элемент (18, 21) открывается и ИНЭ 17 отдает запасенную энергию в нагрузку, при этом ток ИНЭ, протекая по пути: токовый электрод 5 - заземляющее устройство 1 - датчик тока 14, замыкается через диод 19. В токовом контуре формируется импульс тока, описываемый выражением:After the end of the INE charge phase, at the command of the microprocessor unit 12, the keys 20, 22 are closed. The voltage on the INE 17, equal to the voltage on the key 22 at the time of switching, increases spasmodically. The threshold element (18, 21) opens and the INE 17 transfers the stored energy to the load, while the INE current flowing along the path: current electrode 5 - grounding device 1 - current sensor 14, closes through diode 19. A current pulse is formed in the current circuit, described by the expression:

Figure 00000028
Figure 00000028

где: Imax - максимальная амплитуда тока в фазе накопления энергии ИНЭ; L - индуктивность ИНЭ; ZH - комплексное сопротивление токового контура.where: I max is the maximum current amplitude in the phase of energy storage; L is the inductance of the INE; Z H is the complex resistance of the current circuit.

Так как энергия, запасенная ИНЭ 17 в фазе заряда, определяется длительностью этой фазы ΔtЗ, то изменяя длительность фазы заряда, можно регулировать запасенную энергию и, соответственно, амплитуду импульса тока Imax.Since the energy stored by INE 17 in the charge phase is determined by the duration of this phase Δt З , changing the duration of the charge phase, you can adjust the stored energy and, accordingly, the amplitude of the current pulse I max .

Одновременно с запуском ГИТ 10 начинается процесс определения стационарного сопротивления RНЧ ЗУ опоры ВЛ 2, состоящий из нескольких циклов.Simultaneously with the launch of GIT 10, the process of determining the stationary resistance R LF of the charger for VL 2 support, consisting of several cycles, begins.

В качестве датчика напряжения 15 используют регулируемый делитель напряжения (РДН), который имеет 8 значений коэффициента деления, обеспечивающие следующие диапазоны измерения падения напряжения на ЗУ: 4000 В, 2000 В, 1000 В, 500 В, 250 В, 125 В, 63 В, 31 В. В качестве датчика тока 14 используют токовый шунт (РТШ), который имеет 4 значения сопротивления, обеспечивающие следующие диапазоны измерения силы тока через ЗУ: 8 А, 4 А, 2 А, 1 А.As the voltage sensor 15 use an adjustable voltage divider (RDN), which has 8 values of the division coefficient, providing the following ranges for measuring the voltage drop across the memory: 4000 V, 2000 V, 1000 V, 500 V, 250 V, 125 V, 63 V, 31 V. As a current sensor 14, a current shunt (RTSH) is used, which has 4 resistance values, providing the following ranges for measuring the current through the memory: 8 A, 4 A, 2 A, 1 A.

В первом цикле микропроцессорный блок 12 устанавливает коэффициент деления РДН 15 максимальным, соответствующим диапазону измерения UЗУ равном 4000 В, а сопротивление РТШ 14 устанавливает минимальным, соответствующим диапазону IЗУ равном 8 А. Аналоговые сигналы напряжения, пропорциональные току через ЗУ IЗУ(t) и падению напряжения на ЗУ UЗУ(t), снимаются с РДН 15 и РТШ 14 и поступают на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 32 блока измерения тока 33 и АЦП 34 блока измерения напряжения 35. Первичным результатом измерения являются выраженные в уровнях квантования АЦП 32, 34 ряды значений тока ij и напряжения uj в дискретные моменты времени tj, сохраненные в памяти микропроцессорного блока 12. Далее микропроцессорный блок 12 определяет максимальные элементы в рядах значений тока и напряжения - imax и umax. На этом первый цикл измерения заканчивается.In the first cycle, the microprocessor unit 12 sets the RDN 15 division coefficient to the maximum corresponding to the measuring range U of the memory equal to 4000 V, and the resistance of the RTSH 14 sets to the minimum corresponding to the range I of the memory equal to 8 A. Analog voltage signals proportional to the current through the memory I of the memory (t) and voltage drop across the charger U the charger (t), are taken from the RDN 15 and RTSH 14 and fed to the analog-to-digital converter (ADC) 32 of the current measurement unit 33 and the ADC 34 of the voltage measurement unit 35. The primary measurement result is the ADC quantization levels 32, 34 series of values of current i j and voltage u j at discrete time instants t j stored in the memory of microprocessor unit 12. Next, microprocessor unit 12 determines the maximum elements in the series of values of current and voltage - i max and u max . This completes the first measurement cycle.

Если значение максимального элемента ряда тока imax составляет менее половины максимального значения выходного кода АЦП 32, то микропроцессорный блок 12 дает команду на увеличение на одну ступень значения сопротивления РТШ 14 (уменьшает диапазон измерения IЗУ до 4 А). Если значение максимального элемента ряда напряжения umax составляет менее половины максимального значения выходного кода АЦП 34, то микропроцессорный блок 12 дает команду на уменьшение на одну ступень коэффициента деления РДН 15 (уменьшает диапазон измерения UЗУ до 2000 В). После этого запускается ГИТ 10 и начинается новый цикл измерения. Описанный цикл измерения повторяется до тех пор, пока полученные значения imax и umax не будут превосходить половину максимального значения выходного кода АЦП. При выполнении этого условия, текущий цикл измерения становится последним.If the value of the maximum element of the current series i max is less than half the maximum value of the output code of the ADC 32, then the microprocessor unit 12 gives a command to increase the resistance of the RTC 14 by one step (reduces the measuring range of I memory to 4 A). If the value of the maximum element of the voltage series u max is less than half the maximum value of the output code of the ADC 34, then the microprocessor unit 12 gives a command to reduce by one step the division coefficient of the RDN 15 (reduces the measuring range U of the memory to 2000 V). After that, GIT 10 starts and a new measurement cycle begins. The described measurement cycle is repeated until the obtained i max and u max values exceed half the maximum value of the ADC output code. When this condition is met, the current measurement cycle becomes the last.

Если после очередного цикла измерений одно из значений imax или umax, или оба значения imax и umax, выраженные в уровнях квантования АЦП, совпадают с максимальным значением выходного кода АЦП (превышен входной диапазон АЦП), то микропроцессорный блок 12 уменьшает на одну ступень значение сопротивления РТШ 14 или/и, соответственно, увеличивает коэффициент деления РДН 15, запускает ГИТ 10, и выполняет еще один цикл измерения, который становится последним.If after the next measurement cycle one of the values of i max or u max , or both i max and u max values expressed in the ADC quantization levels coincide with the maximum value of the ADC output code (the input range of the ADC is exceeded), then the microprocessor unit 12 decreases by one the level value of the resistance of the RTSH 14 or / and, accordingly, increases the division ratio of the RDN 15, starts the GIT 10, and performs another measurement cycle, which becomes the last.

После последнего цикла измерения в памяти микропроцессорного блока 12 сохраняются выраженные в уровнях квантования АЦП ряды значений тока ij и напряжения uj. Далее микропроцессорный блок 12 вычисляет, с учетом последних значений коэффициента деления РДН 15 и сопротивления токового шунта РТШ 14, ряды значений тока через ЗУ ij и падения напряжения на ЗУ uj в дискретные моменты времени tj, выраженные в абсолютных значениях измеряемых величин - в амперах и вольтах. Далее микропроцессорный блок 12 вычисляет по формуле (4) абсолютные значения (в омах) переходного импеданса ЗУ zj в дискретные моменты времени tj. Массивы значений tj, uj и zj поступают в блок индикации и управления 36 и выводятся на экран дисплея в графическом виде как функции времени IЗУ(t),UЗУ(t), Z(t). По графику UЗУ(t), в зависимости от наличия отражений от соседних опор, задается измерительный интервал ΔtИЗМ, для чего выбирается его конечная точка tК. После чего микропроцессорный блок 12 определяет значение стационарного сопротивления ЗУ RНЧ и значение эквивалентной емкости ЗУ СЗУ в соответствии с заявленным способом.After the last measurement cycle, in the memory of the microprocessor unit 12, the series of values of current i j and voltage u j expressed in ADC quantization levels are stored. Next, the microprocessor unit 12 calculates, taking into account the latest values of the coefficient of division of the RDN 15 and the resistance of the current shunt RTSH 14, the series of current values through the memory i j and voltage drop across the memory u j at discrete time instants t j expressed in absolute values of the measured values - in amperes and volts. Next, the microprocessor unit 12 calculates by formula (4) the absolute values (in ohms) of the transient impedance of the memory z j at discrete time instants t j . Arrays of values of t j , u j and z j enter the display and control unit 36 and are displayed on the display screen in graphical form as a function of time I memory (t), U memory (t), Z (t). According to the schedule U memory (t), depending on the presence of reflections from neighboring supports, the measuring interval Δt ISM is set , for which its end point t K is selected. After that, the microprocessor unit 12 determines the value of the stationary resistance of the charger R LF and the value of the equivalent capacity of the charger C of the charger in accordance with the claimed method.

Значения RНЧ и СЗУ поступают в блок индикации и управления 36 и выводятся на дисплей блока.The values of R LF and C memory are supplied to the display and control unit 36 and are displayed on the display unit.

Для увеличения точности определения RНЧ могут быть использованы усредненные данные, полученные при воздействии на ЗУ нескольких импульсов тока. Число импульсов тока для определения значений RНЧ и СЗУ в соответствии с заявленным способом можно изменять от 1 до 100.To increase the accuracy of determining R LF , averaged data obtained when several current pulses are exposed to the memory can be used. The number of current pulses for determining the values of R LF and C memory in accordance with the claimed method can be changed from 1 to 100.

При прохождении через ЗУ 1 импульса тока, формируемого ГИТ 10 с ИНЭ 17, значения тока через ЗУ ij и падения напряжения на ЗУ относительно удаленного потенциального электрода 5 в дискретные моменты времени tj,, определяемые частотой выборки АЦП 32 и 34, поступают в микропроцессорный блок 12. Микропроцессорный блок 12 вычисляет по формуле (4) значения переходного импеданса ЗУ zj и определяет значения RНЧ и СЗУ в соответствии с заявленным способом. Микропроцессорный блок 12 может быть выполнен в виде микроконтроллера, позволяющего реализовать на одной микросхеме все функции управления, вычисления и передачи информации, необходимые для работы устройства 4. В качестве микроконтроллера может быть использована микросхема ATmega1284 8-битного AVR микроконтроллера.When passing through the memory 1 a current pulse generated by GIT 10 with INE 17, the current values through the memory i j and the voltage drop across the memory relative to the remote potential electrode 5 at discrete time instants t j , determined by the sampling frequency of the ADC 32 and 34, go to the microprocessor unit 12. The microprocessor unit 12 calculates, according to formula (4), the values of the transient impedance of the memory device z j and determines the values of R LF and C memory in accordance with the claimed method. The microprocessor unit 12 can be made in the form of a microcontroller, which allows to realize on a single chip all the control, calculation and information transfer functions necessary for the operation of device 4. As an microcontroller, an ATmega1284 microcircuit of an 8-bit AVR microcontroller can be used.

Блок индикации и управления 36 отображает полученное значение RНЧ, зарегистрированные временные зависимости IЗУ(t) и UЗУ(t), расчетную зависимость ZЗУ(t), а также позволяет управлять работой устройства с использованием виртуальных элементов управления. В качестве блока индикации и управления 36 может быть использован монохромный жидкокристаллический дисплей WG320240D диагональю 5.1 дюйма и разрешением 320×240 точек совместно с резистивной сенсорной панелью TS320240D.The indication and control unit 36 displays the obtained value of R LF , the recorded time dependences of I memory (t) and U memory (t), the calculated dependence of Z memory (t), and also allows you to control the operation of the device using virtual controls. As the display and control unit 36, a 5.1-inch monochrome WG320240D liquid crystal display with a resolution of 320 × 240 pixels can be used in conjunction with the resistive touch panel TS320240D.

Для сохранения результатов измерений при выключении питания устройства 4 используется блок энергонезависимой памяти 37, который может быть выполнен на основе микросхемы AT45DB642 flash-памяти объемом 64 Мбит.To save the measurement results when turning off the power of the device 4, a non-volatile memory unit 37 is used, which can be performed on the basis of the AT45DB642 flash memory chip with a capacity of 64 Mbit.

Пример временных зависимостей IЗУ(t), UЗУ(t), ZЗУ(t), полученных с помощью устройства, реализующего предложенный способ, при исследовании ЗУ опоры ВЛ 330 кВ приведен на фиг. 7. Волна, отраженная от опор, соединенных грозотросом 3 с исследуемой опорой 2, наблюдаются на зависимости UЗУ(t) после времени 4.1 мкс.An example of the time dependences of I memory (t), U memory (t), Z memory (t), obtained using a device that implements the proposed method, when studying the memory of the support of 330 kV OHL, is shown in FIG. 7. The wave reflected from the supports connected by the ground wire 3 with the studied support 2 is observed on the dependence U of the memory (t) after a time of 4.1 μs.

В таблице 1 представлены результаты измерения стационарного сопротивления заземляющего устройства опоры ВЛ 150 кВ, соединенной грозотросом 3 с двумя соседними опорами 2, с помощью устройства 4, реализующего предложенный способ, в сравнении с другими доступными методами. В таблице 2 приведены сравнительные результаты для опоры ВЛ 150 кВ без грозозащитного троса.Table 1 presents the results of measuring the stationary resistance of the grounding device of the 150 kV overhead line support connected by a lightning cable 3 to two adjacent supports 2, using a device 4 that implements the proposed method, in comparison with other available methods. Table 2 shows the comparative results for the support of a 150 kV overhead line without a ground wire.

Figure 00000029
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

Заявляемая группа изобретений позволяет повысить точность определения стационарного сопротивления ЗУ опор ВЛ без отсоединения грозозащитного троса, в том числе опор, ЗУ которых имеют значительную площадь заземлителя и (или) расположены в грунте с высоким удельным сопротивлением, и информативность полученных данных.The claimed group of inventions allows to increase the accuracy of determining the stationary resistance of the charger of overhead line supports without disconnecting the lightning protection cable, including poles whose memories have a significant grounding area and (or) are located in the ground with high resistivity, and the information content is obtained.

Claims (13)

1. Способ определения значения стационарного сопротивления заземляющего устройства (ЗУ) опор воздушных линий электропередачи (ВЛ) без отсоединения грозозащитного троса, включающий воздействие на ЗУ опоры импульсом тока прямоугольной формы, регистрацию значений силы тока через ЗУ ij и падения напряжения на ЗУ uj относительно удаленного потенциального электрода в дискретные моменты времени tj, вычисление переходного импеданса ЗУ zj по формуле:1. The method of determining the stationary resistance of the grounding device (charger) of the supports of overhead power lines (OHL) without disconnecting the lightning protection cable, including exposing the charger to a charger with a rectangular current pulse, recording current values through the charger i j and the voltage drop across the charger u j relative to remote potential electrode at discrete points in time t j , the calculation of the transient impedance of the memory z z j according to the formula:
Figure 00000031
Figure 00000031
 и определение эквивалентного активного сопротивления схемы замещения ЗУ RЗУ, на основе полученного массива данных zj на интервале измерения ΔtИЗМ, вычисление значения стационарного сопротивления ЗУ опоры ВЛ RНЧ по формуле, учитывающей волновые сопротивления грозозащитных тросов, подходящих к опоре:and determining the equivalent active resistance of the equivalent circuit of the charger R R of the charger , based on the obtained data array z j on the measurement interval Δt ISM , calculating the value of the stationary resistance of the charger of the VL R LF support, using the formula that takes into account the wave resistances of lightning protection cables suitable for the support:
Figure 00000032
Figure 00000032
 где nГТ - число грозозащитных тросов, подходящих к исследуемой опоре, ZWГТ - величина волнового сопротивления грозозащитный трос - поверхность земли, отличающийся тем, что на интервале измерения ΔtИЗМ, ограниченном с одной стороны началом импульса тока, а с другой - только временем прихода отражений от соседних опор по грозозащитным тросам, производят экспоненциальное сглаживание ряда значений zj, учитывая, что полное сопротивление ЗУ включает емкостную составляющую, сглаженную зависимость zsj описывают выражением:where n GT is the number of lightning protection cables suitable for the test support, Z WGT is the value of wave resistance, the lightning protection cable is the earth's surface, characterized in that on the measurement interval Δt ISM limited on the one hand by the beginning of the current pulse, and on the other hand, only by the arrival time reflections from neighboring supports along lightning protection cables, produce exponential smoothing of a number of values of z j , given that the total resistance of the charger includes a capacitive component, the smoothed dependence of zs j is described by the expression:
Figure 00000033
Figure 00000033
 где RЗУ, СЗУ - сопротивление и емкость эквивалентной R-L-C схемы замещения ЗУ, определяют эквивалентное активное сопротивление ЗУ опоры ВЛ RЗУ как значение асимптоты, к которой стремится зависимость zsj в конце интервала измерения ΔtИЗМ, по формуле:where R memory , with memory - the resistance and capacitance of the equivalent RLC equivalent circuit of the memory, determine the equivalent active resistance of the memory of the VL support of the memory of the memory as the asymptotic value to which the dependence zs j at the end of the measurement interval Δt ISM tends, by the formula:
Figure 00000034
Figure 00000034
 где N - общее число дискретных значений ряда zsj на интервале измерения ΔtИЗМ, Nуср - число дискретных значений zsj, попадающих в пределы интервала усреднения Δtуср, конец которого совпадает с концом интервала измерения ΔtИЗМ, а длительность составляет 1/8 длительности ΔtИЗМ, затем определяют стационарное сопротивление ЗУ RНЧ.where N is the total number of discrete values of the series zs j in the measurement interval Δt ISM , N arr is the number of discrete values zs j falling within the averaging interval Δt arr, the end of which coincides with the end of the measurement interval Δt ISM , and the duration is 1/8 of the duration Δt ISM, then determine the stationary resistance of the charger R LF . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют эквивалентную емкость R-L-C схемы замещения ЗУ опоры ВЛ по формуле:2. The method according to p. 1, characterized in that they determine the equivalent capacity of the R-L-C equivalent circuit of the charger support VL by the formula:
Figure 00000035
Figure 00000035
 где: Δt - интервал дискретизации, определяемый как: Δt=tj+1-tj.where: Δt is the sampling interval, defined as: Δt = t j + 1 -t j . 3. Устройство для осуществления способа, содержащее удаленные токовый и потенциальный электроды, аккумулятор, блок формирования питающих напряжений, блок обработки сигналов, в состав которого входит микропроцессорный блок, выполненный по схеме с индуктивным накопителем энергии генератор импульсов тока, включенный между токовым электродом и ЗУ и содержащий блок питания, соединенный с блоком формирования питающих напряжений, блок первичных датчиков, состоящий из датчика тока и датчика напряжения, подключенный к ЗУ, токовому электроду, потенциальному электроду и соединенный с блоком обработки сигналов, отличающееся тем, что генератор содержит первичный емкостной накопитель, включенный параллельно выводам блока питания, и однообмоточный индуктивный накопитель энергии, который одним выводом соединен с катодом диода, анод которого подключен к удаленному токовому электроду, причем параллельно диоду включен ограничитель напряжения, и, одновременно, с прерывающим ток ключом, который соединен через датчик тока с ЗУ, и параллельно которому включены диод и ограничитель напряжения, причем управляющий вывод ключа соединен с выходом буферного усилителя, вход которого подключен к микропроцессорному блоку, а вторым выводом соединен с катодом диода, анод которого соединен через датчик тока с ЗУ, и, одновременно, с замыкающим ток ключом, который соединен с блоком питания генератора, и параллельно которому включены диод и ограничитель напряжения, причем управляющий вывод ключа соединен с выходом второго буферного усилителя, вход которого подключен к микропроцессорному блоку.3. A device for implementing the method, containing remote current and potential electrodes, a battery, a power voltage generating unit, a signal processing unit, which includes a microprocessor unit made in accordance with a circuit with an inductive energy storage device, a current pulse generator connected between the current electrode and the charger and comprising a power supply unit connected to a power voltage generating unit, a primary sensor unit consisting of a current sensor and a voltage sensor connected to a memory device, a current electrode, a potential electrode and connected to a signal processing unit, characterized in that the generator comprises a primary capacitive storage device included parallel to the terminals of the power supply, and a single-winding inductive energy storage device, which is connected via one terminal to the cathode of the diode, the anode of which is connected to a remote current electrode, and a voltage limiter is connected in parallel with the diode, and, at the same time, with a key interrupting the current, which is connected via cut a current sensor with a charger, and in parallel with which a diode and a voltage limiter are connected, and the control terminal of the key is connected to the output of the buffer amplifier, the input of which is connected to the microprocessor unit, and the second output is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected through the current sensor to the charger, and , simultaneously, with a current-closing key, which is connected to the generator power supply, and in parallel with which a diode and voltage limiter are connected, and the control terminal of the key is connected to the output of the second buffer amplifier, the input of which is connected to the microprocessor unit.
RU2019143484A 2019-12-09 2019-12-09 Method of determining value of stationary resistance of earthing arrangement of supports of overhead power transmission lines without disconnection of overhead ground wire and device for its implementation RU2726042C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143484A RU2726042C1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method of determining value of stationary resistance of earthing arrangement of supports of overhead power transmission lines without disconnection of overhead ground wire and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143484A RU2726042C1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method of determining value of stationary resistance of earthing arrangement of supports of overhead power transmission lines without disconnection of overhead ground wire and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726042C1 true RU2726042C1 (en) 2020-07-08

Family

ID=71510543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019143484A RU2726042C1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method of determining value of stationary resistance of earthing arrangement of supports of overhead power transmission lines without disconnection of overhead ground wire and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726042C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112505423A (en) * 2020-11-30 2021-03-16 广东电网有限责任公司佛山供电局 System and method for evaluating impact impedance distortion rate of horizontal grounding electrode
CN112505424A (en) * 2020-11-30 2021-03-16 广东电网有限责任公司佛山供电局 System and method for evaluating impact impedance distortion rate of vertical grounding electrode
RU2780175C1 (en) * 2021-08-16 2022-09-20 Публичное акционерное общество "МРСК Центра и Привольжья" Apparatus for remote monitoring of grounding of the poles of overhead power lines

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8131485B2 (en) * 2005-09-14 2012-03-06 Abb Technology Ag Method for fault location in electric power lines
RU140217U1 (en) * 2013-12-24 2014-05-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма Московского института энергобезопасности и энергосбережения "Приборы Мосгосэнергонадзора" DEVICE FOR MEASURING EARTH RESISTANCE
RU152421U1 (en) * 2014-09-26 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") DEVICE FOR MEASURING RESISTANCE OF EARTH GROUNDERS OF U-SHAPED SUPPORTS OF ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES WITHOUT DISCONNECTING THE GROUND PROTECTION ROPE
CN205691705U (en) * 2016-06-14 2016-11-16 北京鼎科远图科技有限公司 A kind of ground fault detection device based on capacitance partial pressure
RU167903U1 (en) * 2016-08-25 2017-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" DEVICE FOR MEASURING EARTHING RESISTANCE WITHOUT DISCONNECTING THE GROUND PROTECTING CABLE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8131485B2 (en) * 2005-09-14 2012-03-06 Abb Technology Ag Method for fault location in electric power lines
RU140217U1 (en) * 2013-12-24 2014-05-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма Московского института энергобезопасности и энергосбережения "Приборы Мосгосэнергонадзора" DEVICE FOR MEASURING EARTH RESISTANCE
RU152421U1 (en) * 2014-09-26 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") DEVICE FOR MEASURING RESISTANCE OF EARTH GROUNDERS OF U-SHAPED SUPPORTS OF ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES WITHOUT DISCONNECTING THE GROUND PROTECTION ROPE
CN205691705U (en) * 2016-06-14 2016-11-16 北京鼎科远图科技有限公司 A kind of ground fault detection device based on capacitance partial pressure
RU167903U1 (en) * 2016-08-25 2017-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" DEVICE FOR MEASURING EARTHING RESISTANCE WITHOUT DISCONNECTING THE GROUND PROTECTING CABLE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В. В. Колобов, М. Б. Баранник, В. Н. Селиванов, НОВЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ ОПОР ВЛ ИМПУЛЬСНЫМ МЕТОДОМ, Российская Академия Наук, труды Кольского научного центра, Энергетика, выпуск 13, (39), 5/2016. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112505423A (en) * 2020-11-30 2021-03-16 广东电网有限责任公司佛山供电局 System and method for evaluating impact impedance distortion rate of horizontal grounding electrode
CN112505424A (en) * 2020-11-30 2021-03-16 广东电网有限责任公司佛山供电局 System and method for evaluating impact impedance distortion rate of vertical grounding electrode
CN112505424B (en) * 2020-11-30 2022-01-11 广东电网有限责任公司佛山供电局 System and method for evaluating impact impedance distortion rate of vertical grounding electrode
CN112505423B (en) * 2020-11-30 2022-01-21 广东电网有限责任公司佛山供电局 System and method for evaluating impact impedance distortion rate of horizontal grounding electrode
RU2780175C1 (en) * 2021-08-16 2022-09-20 Публичное акционерное общество "МРСК Центра и Привольжья" Apparatus for remote monitoring of grounding of the poles of overhead power lines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104502819B (en) Arrester impact characteristics testing device and method
US6470283B1 (en) Non-contact self-powered electric power monitor
RU2726042C1 (en) Method of determining value of stationary resistance of earthing arrangement of supports of overhead power transmission lines without disconnection of overhead ground wire and device for its implementation
CN107918079B (en) Power distribution network single-phase earth fault positioning method and system based on sweep frequency injection
Hoidalen Calculation of lightning-induced overvoltages using MODELS
SA110320002B1 (en) Line Fault Detector
Loos et al. Fault direction method in compensated network using the zero sequence active energy signal
CN108474809B (en) Monitoring device for monitoring a surge arrester and method for establishing monitoring data relating to a surge arrester
US20220037879A1 (en) Method and device for controlling at least one circuit breaker of a power system
CN108761184B (en) Iron tower potential distribution and impedance characteristic testing method based on lightning impulse
CN109991468B (en) Method and device for testing disturbance voltage of secondary system of extra-high voltage transformer substation
CN107219423A (en) Lightning impulse response measurement system
RU166566U1 (en) DEVICE FOR MEASURING RESISTANCE OF GROUNDING DEVICES OF SUPPORTS OF ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES WITHOUT DISCONNECTING A DUMP-PROTECTED ROPE
CN114362097A (en) High-voltage leakage protection circuit and leakage analysis chip
CN211878078U (en) Impact grounding impedance tester
CN209526657U (en) A kind of slope control circuit
Tuema et al. The design and performance of a low-impedance, self-matched transmission line pulse generator
CN205176197U (en) Pulsed coil testing arrangement
JP2940604B2 (en) Current injection device for harmonic measurement
CN212008754U (en) Megger with discharging function
RU2025740C1 (en) Method of locating damage of power transmission lines and apparatus for performing the same
JPH06289089A (en) Fault-state specifying apparatus for power system
US11480629B2 (en) Electronic device and method for determining at least one characteristic parameter of a connection set connected between a converter and an electric machine, related power supply chain and computer program
CN216086503U (en) High-voltage direct-current 10kV surge voltage signal generator device
AU2021267538B2 (en) Method and device for compensating a line fault occurring on a three-phase power supply network