RU2818652C1 - Method for diagnostics of cable power transmission line and device for its implementation - Google Patents
Method for diagnostics of cable power transmission line and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818652C1 RU2818652C1 RU2023123648A RU2023123648A RU2818652C1 RU 2818652 C1 RU2818652 C1 RU 2818652C1 RU 2023123648 A RU2023123648 A RU 2023123648A RU 2023123648 A RU2023123648 A RU 2023123648A RU 2818652 C1 RU2818652 C1 RU 2818652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- cable power
- power line
- comparison circuit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title abstract description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к вопросам мониторинга и диагностики изоляции кабельной линии электропередачи (КЛЭП), с целью оценки остаточного ресурса, обнаружения повреждения и предупреждению возможных пробоев, возникновения замыкания на землю и коротких замыканиях.The invention relates to the electric power industry, namely to the issues of monitoring and diagnostics of cable power line insulation (CLEP), in order to assess the residual resource, detect damage and prevent possible breakdowns, ground faults and short circuits.
Известен способ для диагностики высоковольтного оборудования по параметрам частичных разрядов (аналог) [Пат. №2536795 РФ, МПК G01R 31/12; Способ диагностики высоковольтного оборудования по параметрам частичных разрядов / Шахнин В. А, Мироненко Я. В., Чебрякова Ю. С.], сущность которого заключается в том, что электромагнитное поле частичных разрядов в изоляции воспринимают индуктивным и емкостным датчиками, выходные сигналы которых фильтруют, усиливают и умножают один на другой. Однако высокочастотные сигналы частичных разрядов интегрируются индуктивным датчиком и значительно уменьшают их амплитуду.There is a known method for diagnosing high-voltage equipment based on the parameters of partial discharges (analog) [Pat. No. 2536795 RF, IPC G01R 31/12; A method for diagnosing high-voltage equipment based on the parameters of partial discharges / Shakhnin V. A., Mironenko Ya. V., Chebryakova Yu. S.], the essence of which is that the electromagnetic field of partial discharges in insulation is perceived by inductive and capacitive sensors, the output signals of which are filtered , amplify and multiply one by the other. However, high-frequency partial discharge signals are integrated by an inductive sensor and significantly reduce their amplitude.
Известен способ и устройство для измерения импульсов частичного разряда экранированного кабеля (прототип) [Пат. №2762249 РФ, МПК G01R 31/12, G01R 31/08, G01R 31/14; Способ и контрольное устройство для измерения импульсов частичного разряда экранированного кабеля / Винкельманн, Э.], в котором сигнал о частичных разрядах снимают с экрана начала и конца кабеля. Однако такой способ неприемлем, так как кабель заземляется и снять сигнал с заземленного экрана не представляется возможным.There is a known method and device for measuring partial discharge pulses of a shielded cable (prototype) [Pat. No. 2762249 RF, IPC G01R 31/12, G01R 31/08, G01R 31/14; Method and control device for measuring partial discharge pulses of a shielded cable / Winkelmann, E.], in which the partial discharge signal is taken from the screen of the beginning and end of the cable. However, this method is unacceptable, since the cable is grounded and it is not possible to remove the signal from the grounded screen.
Технической задачей предлагаемого изобретения является простое и надежное получение сигнала о частичных разрядах для дальнейшей обработки и своевременного выявления зарождающегося критического дефекта за счет введения емкостных и резистивного датчиков.The technical objective of the proposed invention is to simply and reliably obtain a signal about partial discharges for further processing and timely detection of an emerging critical defect through the introduction of capacitive and resistive sensors.
Способ диагностики кабельной линии электропередачи заключается в том, что производится измерение, сравнение и анализ частичных разрядов от нескольких емкостных датчиков 8, 9, 10, расположенных вдоль кабельной линии электропередачи (включающей в себя токоведущую жилу 1, фазную изоляцию 2, бронепокров или проволочный экран 3, наружный покров 4) и на её разделанном конце (емкостной датчик 7). Также измерение, сравнение и анализ тока утечки производится с резистивного датчика 5, который устанавливается между бронепокровом или проволочным экраном 3 и заземлением 6. Полученные сигналы частичных разрядов от емкостных датчиков 7, 8, 9, 10 сравниваются между собой и по самой большой величине сигнала частичного разряда от емкостного датчика определяется место его возникновения. Дополнительно производится измерение тока утечки изоляции кабельной линии электропередачи, полученное от падения напряжения его на резистивном датчике 5. При превышении тока утечки критической величины, подаётся сигнал эксплуатационному персоналу.The method for diagnosing a cable power line consists in measuring, comparing and analyzing partial discharges from several capacitive sensors 8, 9, 10 located along the cable power line (including a current-carrying conductor 1, phase insulation 2, armored cover or wire screen 3 , outer cover 4) and at its cut end (capacitive sensor 7). Also, the measurement, comparison and analysis of the leakage current is carried out from a resistive sensor 5, which is installed between the armored cover or wire screen 3 and grounding 6. The received partial discharge signals from capacitive sensors 7, 8, 9, 10 are compared with each other and according to the largest value of the partial discharge signal discharge from a capacitive sensor, the location of its occurrence is determined. Additionally, the leakage current of the insulation of the cable power line is measured, obtained from the voltage drop across the resistive sensor 5. When the leakage current exceeds a critical value, a signal is sent to the operating personnel.
На фиг. 1 изображена кабельная линия электропередачи с емкостными и резистивным датчиками и диагностическим устройством, где 1 - токоведущая жила; 2 - фазная изоляция; 3 - бронепокров или проволочный экран; 4 - наружный покров; 5 - резистивный датчик; 6 - заземление; 7, 8, 9, 10 - емкостные датчики; 11 - диагностическое устройство; 12, 13, 14, 15, 16, 17 - входы диагностического устройства.In fig. 1 shows a cable power line with capacitive and resistive sensors and a diagnostic device, where 1 is a current-carrying core; 2 - phase insulation; 3 - armored cover or wire screen; 4 - outer cover; 5 - resistive sensor; 6 - grounding; 7, 8, 9, 10 - capacitive sensors; 11 - diagnostic device; 12, 13, 14, 15, 16, 17 - inputs of the diagnostic device.
На фиг. 2 представлена структурная схема диагностического устройства, где 11 - диагностическое устройство; 12, 13 - входы диагностического устройства для подключения, резистивного датчика 5; 14, 15, 16, 17 - входы диагностического устройства для подключения емкостных датчиков; 18 - преобразователь напряжения; 19 - блок уставок; 20 - схема сравнения; 21 - преобразователь-фильтр для выделения частичных разрядов; 22 - вычислитель; 23 - дисплей; 24 - сигнальный орган.In fig. Figure 2 shows a block diagram of a diagnostic device, where 11 is a diagnostic device; 12, 13 - inputs of the diagnostic device for connecting resistive sensor 5; 14, 15, 16, 17 - diagnostic device inputs for connecting capacitive sensors; 18 - voltage converter; 19 - settings block; 20 - comparison diagram; 21 - converter-filter for isolating partial discharges; 22 - computer; 23 - display; 24 - signal organ.
Устройство диагностики кабельной линии электропередачи, состоит из нескольких емкостных датчиков 7, 8, 9, 10, резистивного датчика 5 и диагностического устройства 11. Емкостной датчик 7 установлен на разделанном конце фазной изоляции 2 кабельной линии электропередачи. Дополнительно устанавливаются несколько емкостных датчиков 8, 9, 10 вдоль всей кабельной линии электропередачи, каждый из которых подключен к соответствующему преобразователю-фильтру 21 диагностического устройства 11. Резистивный датчик 5 подключен одним концом к бронепокрову или проволочному экрану 3, а другим концом к заземлению 6. Сигналы с обоих концов резистивного датчика 5 подаются на входы 12 и 13 преобразователя напряжения 18 диагностического устройства 11. Выход преобразователя напряжения 18 подключается к первому входу схемы сравнения 20, ко второму входу которого подключен первый выход блока уставок 19 (на нём устанавливается уставка по критическому значению тока утечки). Второй выход блока уставок 19 (на нём устанавливается уставка по критическому значению интегральной величине частичного разряда) подключен к первому входу вычислителя 22, к остальным входам которого подключены соответствующие выходы преобразователей-фильтров 21, первый выход вычислителя 22 подключен к первому входу дисплея 23, а второй его выход - к первому входу сигнального органа 24, ко второму входу которого подключен первый выход схемы сравнения 20, а второй выход схемы сравнения 20 подключен ко второму входу дисплея 23.The cable power line diagnostic device consists of several capacitive sensors 7, 8, 9, 10, a resistive sensor 5 and a diagnostic device 11. The capacitive sensor 7 is installed at the cut end of phase insulation 2 of the cable power line. Additionally, several capacitive sensors 8, 9, 10 are installed along the entire cable power line, each of which is connected to the corresponding filter converter 21 of the diagnostic device 11. The resistive sensor 5 is connected at one end to the armored cover or wire screen 3, and at the other end to ground 6. Signals from both ends of the resistive sensor 5 are supplied to inputs 12 and 13 of the voltage converter 18 of the diagnostic device 11. The output of the voltage converter 18 is connected to the first input of the comparison circuit 20, to the second input of which the first output of the settings block 19 is connected (the setpoint is set to the critical value leakage current). The second output of the settings block 19 (the setting for the critical value of the integral value of the partial discharge is set on it) is connected to the first input of the computer 22, the other inputs of which are connected to the corresponding outputs of the converter-filters 21, the first output of the computer 22 is connected to the first input of the display 23, and the second its output is to the first input of the signal organ 24, the second input of which is connected to the first output of the comparison circuit 20, and the second output of the comparison circuit 20 is connected to the second input of the display 23.
Устройство при различных режимах работает следующим образом.The device operates in different modes as follows.
В нормальном режиме частичные разряды в изоляции кабельной линии электропередачи, находящейся под рабочим напряжением, возникают постоянно. В новой кабельной линии электропередачи они малы по величине и редки во времени. Чем дольше кабельная линия электропередачи находится под напряжением, тем больше накапливаются дефекты, тем больше по величине и чаще в единицу времени возникают частичные разряды. Возникая в определенном месте, напряжение частичного разряда имеет максимальную амплитуду, и чем дальше от места возникновения частичного разряда, тем больше затухает величина его сигнала. Поэтому располагая емкостные датчики 8, 9, 10 вдоль всего кабеля и 7 на его конце, и подавая сигналы о частичных разрядах с этих датчиков через преобразователь-фильтр 21 для выделения частичных разрядов на вычислитель 22, по наибольшему сигналу определяется место возникновения частичного разряда. В вычислителе накапливается суммарная информация о величинах, количестве и месте возникновений частичных разрядов. С первого выхода вычислителя 22 сигнал о наибольшей интегральной величине частичного разряда определенного места поступает на первый вход дисплея 23, который отображает данную информацию для эксплуатационного персонала. Дисплей 23 также отображает величину тока утечки, возникающей в изоляции, снимаемой в виде падения напряжения с резистивного датчика 5 и поступающей через преобразователь напряжения 18. In normal mode, partial discharges in the insulation of a cable power line under operating voltage occur constantly. In a new cable power line they are small in magnitude and rare in time. The longer the cable power line is under voltage, the more defects accumulate, the larger in size and more often partial discharges occur per unit time. Occurring in a certain place, the partial discharge voltage has a maximum amplitude, and the further away from the place where the partial discharge occurs, the more the magnitude of its signal attenuates. Therefore, by placing capacitive sensors 8, 9, 10 along the entire cable and 7 at its end, and sending signals about partial discharges from these sensors through the converter-filter 21 to separate partial discharges to the computer 22, the location of the occurrence of the partial discharge is determined by the largest signal. The computer accumulates summary information about the magnitude, quantity and location of partial discharges. From the first output of the computer 22, the signal about the largest integral value of the partial discharge of a certain location is sent to the first input of the display 23, which displays this information for operating personnel. The display 23 also displays the amount of leakage current that occurs in the insulation, which is taken in the form of a voltage drop from the resistive sensor 5 and supplied through the voltage converter 18.
В нормальном режиме ток утечки меньше критической величины, соответственно, ток не превышает уставки, диагностическое устройство 11 не срабатывает и сигнал не поступает эксплуатационному персоналу от диагностического устройства 11.In normal mode, the leakage current is less than a critical value; accordingly, the current does not exceed the set point, the diagnostic device 11 does not operate and the signal is not received by the operating personnel from the diagnostic device 11.
В режиме ухудшения состояния изоляции происходит превышение уставки (по интегральной величине частичного разряда), вычислитель 22 определяет место в кабельной линии электропередачи появление частичного разряда с критически большой величиной. Информация о месте возникновения этого частичного разряда подается на первый вход дисплея 23, а со второго выхода вычислителя 22 сигнал подается к первому входу сигнального органа 24, который оповещает эксплуатационный персонал. In the mode of deterioration of the insulation condition, the set point is exceeded (based on the integral value of the partial discharge), the computer 22 determines the location in the cable power transmission line of the appearance of a partial discharge with a critically large value. Information about the location of the occurrence of this partial discharge is supplied to the first input of the display 23, and from the second output of the computer 22 the signal is supplied to the first input of the alarm body 24, which notifies the operating personnel.
Ещё одним фактором ухудшения состояния изоляции является повышенный ток утечки, который снимается с заземленного резистивного датчика. При этом возникает падение напряжения, которое подается на преобразователь напряжения 18 через входы 12 и 13 диагностического устройства 11. В преобразователе напряжения 18 напряжение масштабируется до удобной величины и подается на первый вход схемы сравнения 20. На второй вход схемы сравнения 20 подается от первого входа блока уставок 19 уставка по критической величине тока утечки. При превышении уставки с первого выхода блока сравнения 20 подается на второй вход сигнального органа 24 сигнал, оповещающий эксплуатационный персонал о повышении тока утечки свыше допустимой величины, а со второго выхода схемы сравнения 20 величина тока утечки передается на второй вход дисплея 23, который отображает эту величину для эксплуатационного персонала.Another factor in the deterioration of the insulation condition is the increased leakage current, which is removed from the grounded resistive sensor. In this case, a voltage drop occurs, which is supplied to the voltage converter 18 through inputs 12 and 13 of the diagnostic device 11. In the voltage converter 18, the voltage is scaled to a convenient value and supplied to the first input of the comparison circuit 20. The second input of the comparison circuit 20 is supplied from the first input of the block settings 19 setting for the critical value of leakage current. When the setpoint is exceeded, a signal is sent from the first output of the comparison unit 20 to the second input of the signal body 24, notifying the operating personnel about an increase in the leakage current above the permissible value, and from the second output of the comparison circuit 20, the value of the leakage current is transmitted to the second input of the display 23, which displays this value for operating personnel.
Таким образом, осуществляется постоянный контроль изоляции по току утечки на начальной стадии ее ухудшения и своевременной сигнализации, а также определяется ориентировочно место возникновения наибольших частичных разрядов, в котором потенциально наиболее вероятен в будущем пробой изоляции.Thus, constant monitoring of insulation by leakage current is carried out at the initial stage of its deterioration and timely signaling, and the approximate location of the occurrence of the largest partial discharges, in which insulation breakdown is potentially most likely in the future, is determined.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2818652C1 true RU2818652C1 (en) | 2024-05-03 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8866486B2 (en) * | 2007-12-03 | 2014-10-21 | Alstom Technology Ltd. | Device for detecting and locating electric discharges in fluid-insulated electrical equipment |
| CN204028288U (en) * | 2014-08-08 | 2014-12-17 | 国家电网公司 | The checkout equipment of cable local discharge and capacitive coupled sensors |
| CN105334433A (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-17 | 国家电网公司 | Cable partial discharge detection method and device |
| RU164503U1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-09-10 | Марина Николаевна Дубяго | DEVICE FOR CONTINUOUS DIAGNOSTICS AND FORECAST OF DAMAGES IN POWER CABLE LINES IN REAL TIME |
| CN110045241A (en) * | 2019-04-18 | 2019-07-23 | 中国电力科学研究院有限公司 | A kind of method and system for the capacitive coupling partial discharge detection to high-voltage crosslinking sea cable factory connector |
| RU2709604C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-12-18 | Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" | Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment |
| RU2744464C1 (en) * | 2020-09-16 | 2021-03-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Method for determining hazardous areas in the insulation of three-core three-phase cable power lines |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8866486B2 (en) * | 2007-12-03 | 2014-10-21 | Alstom Technology Ltd. | Device for detecting and locating electric discharges in fluid-insulated electrical equipment |
| CN105334433A (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-17 | 国家电网公司 | Cable partial discharge detection method and device |
| CN204028288U (en) * | 2014-08-08 | 2014-12-17 | 国家电网公司 | The checkout equipment of cable local discharge and capacitive coupled sensors |
| RU164503U1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-09-10 | Марина Николаевна Дубяго | DEVICE FOR CONTINUOUS DIAGNOSTICS AND FORECAST OF DAMAGES IN POWER CABLE LINES IN REAL TIME |
| RU2709604C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-12-18 | Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" | Method of diagnosing electrical insulation in process of remote computer monitoring of process equipment |
| CN110045241A (en) * | 2019-04-18 | 2019-07-23 | 中国电力科学研究院有限公司 | A kind of method and system for the capacitive coupling partial discharge detection to high-voltage crosslinking sea cable factory connector |
| RU2744464C1 (en) * | 2020-09-16 | 2021-03-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Method for determining hazardous areas in the insulation of three-core three-phase cable power lines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100691655B1 (en) | Apparatus and method for detecting partial electric discharge of gas insulation device | |
| JP4323418B2 (en) | Abnormal condition diagnosis method and system for gas insulation equipment | |
| US7865321B2 (en) | Arcing event detection | |
| US4929903A (en) | Method of and apparatus for assessing insulation conditions | |
| KR101070832B1 (en) | A method for detecting an abnormality of distributing board | |
| KR101641515B1 (en) | The distribution panel including a diagnosis apparatus using HFCT | |
| KR102148618B1 (en) | Device and system for diagnosing power cable, and method for diagnosing power calbe using the same | |
| KR102231150B1 (en) | Bushing diagnostic system | |
| KR101581018B1 (en) | Apparatus and method for diagnosing condenser bushing of transformer | |
| JP5120133B2 (en) | Partial discharge detection method by magnetic field measurement | |
| RU2818652C1 (en) | Method for diagnostics of cable power transmission line and device for its implementation | |
| JP2011252778A (en) | Method for detecting partial discharge of electrical device using magnetic field probe | |
| JPH0945537A (en) | Monitoring device for insulating state of high-voltage apparatus | |
| KR101165298B1 (en) | The partial discharge measuring method for power cable in nuclear power plant using vlf voltage source and hfctpd device | |
| US6130540A (en) | Measurement system for electric disturbances in a high-voltage switchboard plant | |
| CN116593842A (en) | Cable partial discharge detection system and method with broadband and filtering functions | |
| JP2002311080A (en) | Insulation degradation detector for electric motor | |
| JP2011252780A (en) | Detection method of partial discharge of electrical device using magnetic field probe | |
| Achatz et al. | Features and benefits of UHF partial discharge monitoring systems for GIS | |
| JPH04212076A (en) | Method and device for abnormal diagnostic method of electrical equipment | |
| KR102656937B1 (en) | Lightning Arrester Grounding Line Leakage Current Measurement Device using Automatic Switching of Measurement Current Section and Noise Removal Technology for Measuring Microcurrent | |
| KR200318656Y1 (en) | Power Condensor Diagnostic System Using Neutral Current | |
| JP2011252779A (en) | Detection method of partial discharge of electrical device using magnetic field probe | |
| CN217931886U (en) | Detecting and positioning device | |
| CN117783794B (en) | Method and equipment for detecting internal fault discharge quantity of transformer |