RU205414U1 - HIGH-VOLTAGE DEVICE FOR REGISTRATION OF DAMAGE PLACES OF INSULATING MATERIALS OF POWER CABLE LINES BY REMOTE METHOD OF DIRECT CONNECTION TO THE CABLE LINE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к энергетике, преимущественно к электротехническим аппаратам, и может быть применена для дистанционного выявления места (зоны) отказа изоляции с высоким переходным сопротивлением в месте повреждения силовых кабельных линий по параметрам волнового процесса. Технический результат: повышение эффективности процесса дистанционного способа определения поврежденных участков изоляции силовых кабельных линий с высоким переходным сопротивлением в месте повреждения без дополнительных присоединительных высоковольтных устройств между кабельной линией и устройством определения места повреждения. Сущность: переносное высоковольтное устройство регистрации мест повреждения изоляционных материалов силовых кабельных линий состоит из высоковольтного блока согласования сигналов и блока расчета электромагнитной волны. Высоковольтный блок согласования сигналов включает высоковольтный разделительный конденсатор (на выпрямленном напряжении), делитель напряжения, высоковольтные резисторы согласования жил кабельной линии. Блок расчета электромагнитной волны включает аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорное устройство, блок визуализации рефлектограммы, блок питания. 2 ил.The utility model relates to power engineering, mainly to electrical devices, and can be used for remote detection of the place (zone) of insulation failure with high transient resistance at the place of damage to power cable lines according to the parameters of the wave process. EFFECT: increased efficiency of the process of a remote method for determining damaged sections of insulation of power cable lines with high transfer resistance at the point of damage without additional connecting high-voltage devices between the cable line and the device for determining the location of the damage. Essence: a portable high-voltage device for registering places of damage to insulating materials of power cable lines consists of a high-voltage signal matching unit and an electromagnetic wave calculation unit. The high-voltage signal conditioning unit includes a high-voltage blocking capacitor (at rectified voltage), a voltage divider, and high-voltage matching resistors of the cable line cores. The electromagnetic wave calculation unit includes an analog-to-digital converter, a microprocessor device, a reflectogram visualization unit, and a power supply unit. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к энергетике, преимущественно к электротехническим аппаратам, и может быть применена для дистанционного выявления места (зоны) отказа изоляции с высоким переходным сопротивлением в месте повреждения силовых кабельных линий по параметрам волнового процесса (относительный способ определения места повреждения методом колебательного разряда) во время диагностических работ повышенным напряжением отрицательной полярности постоянного тока, зафиксированной в начале кабельной линии в результате разряда короткого замыкания в изоляционном материале кабеля.The utility model relates to power engineering, mainly to electrical devices, and can be used for remote detection of the place (zone) of insulation failure with high transient resistance at the place of damage to power cable lines according to the parameters of the wave process (relative method for determining the location of damage by the method of oscillatory discharge) during diagnostic work with an increased voltage of negative polarity of direct current, fixed at the beginning of the cable line as a result of a short circuit discharge in the insulating material of the cable.

Известно устройство определения места повреждения кабельной линии относительными способами (Метод рефлектометрии https://www.eurostell.com), устройство является малогабаритным цифровым рефлектометром, предназначенного для обнаружения повреждений устойчивого характера в высоковольтных кабельных и воздушных линиях без рабочего напряжения, измерительная система позволяет выполнять измерения одним из трех методов: импульсной рефлектометрии, колебательного разряда и импульсно-дуговым методом. Устройство состоит из прибора - рефлектометра, проводов для подключения к кабельной линии.There is a known device for determining the location of cable line damage by relative methods (Reflectometry method https://www.eurostell.com), the device is a small-sized digital reflectometer designed to detect sustained damage in high-voltage cable and overhead lines without operating voltage, the measuring system allows measurements one of three methods: pulse reflectometry, oscillatory discharge and pulse-arc method. The device consists of an instrument - a reflectometer, wires for connecting to a cable line.

К недостаткам описанного устройства можно отнести: низкое входное напряжение до 50 В, метод колебательного разряда и импульсно-дуговой метод могут быть реализованы только при совместном использовании с дополнительным оборудованием, например, высоковольтного источника и устройства подключения к кабельной линии, находящейся под высоким испытательным напряжением, что усложняет процесс определения места повреждения и расширяет площадь полигона испытания, невозможность применения метода колебательного разряда при неустойчивых междуфазных повреждениях изоляции для трехфазных кабельных линий.The disadvantages of the described device include: low input voltage up to 50 V, the oscillatory discharge method and the pulse-arc method can be implemented only when used together with additional equipment, for example, a high-voltage source and a device for connecting to a cable line under a high test voltage, which complicates the process of determining the location of damage and expands the area of the test site, the impossibility of using the method of oscillatory discharge in case of unstable phase-to-phase insulation faults for three-phase cable lines.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и принятым автором за прототип, является устройство для определения повреждений кабельных линий с высоким переходным сопротивлением в месте повреждения, принцип работы которого основан на высоковольтном методе колебательного разряда со связью по напряжению (https://npp-tp.ru Руководство по эксплуатации рефлектометр высоковольтный осциллографический «И-4/00.00.00.00РЭ»), при котором контролируют изоляцию кабельной линии импульсами напряжения, принимают импульсы, отраженные от неоднородностей волнового сопротивления, выделяют отраженные от неоднородностей волнового сопротивления импульсы на индикаторе с временной разверткой луча, соответствующие месту повреждения кабеля. Конструктивно рефлектометр представляет собой малогабаритное переносное устройство с ЖК экраном для отображения на нем рефлектограммы, панелью управления устройством, аналого-цифровым преобразователем и контроллером расчета отраженного импульса, отдельно от устройства поставляются соединительные высоковольтные провода и высоковольтные датчики импульсного тока (ДИТ-1) и напряжения (ДИН-1) для подключения к силовой кабельной линии для работы под высоким напряжением.The closest to the claimed device in terms of technical essence and adopted by the author as a prototype is a device for determining damage to cable lines with high transient resistance at the point of damage, the principle of operation of which is based on a high-voltage oscillatory discharge method with voltage coupling (https: // npp-tp .ru Operation manual, high-voltage oscillographic reflectometer "I-4 / 00.00.00.00RE"), in which the insulation of the cable line is controlled by voltage pulses, pulses are received, reflected from wave impedance inhomogeneities, and pulses reflected from wave impedance inhomogeneities are isolated on the indicator with a time base beam corresponding to the place of damage to the cable. Structurally, the reflectometer is a small-sized portable device with an LCD screen for displaying a reflectogram on it, a device control panel, an analog-to-digital converter and a reflected pulse calculation controller; DIN-1) for connection to a power cable line for high voltage operation.

К недостаткам описанного устройства можно отнести высокую погрешность в случае измерения расстояния на высоком напряжении в режимах «заплывающего пробоя», холостого хода, короткого замыкания погрешность составляет от 1,5% до 2,5% от общей длины кабельной линии на расстоянии до 1 км кабеля, и от 2,0% до 4,0% от общей длины кабельной линии при расстоянии свыше 1 км кабеля. Точность измерений очень сильно зависит от точности, установленного в приборе коэффициента укорочения (скорости распространения волны напряжения в кабельной линии). Также к существенным недостаткам описанного устройства необходимо отнести отсутствие возможности прямого подключения устройства определения места повреждения к жилам кабельной при высоковольтном испытании изоляции выпрямленным напряжением, для подключения рефлектометра необходимо применять дополнительные присоединительные устройства в виде датчиков импульсного напряжения (ДИН-1), что усложняет схему определения места повреждения, расширяет площадь полигона испытания, что не всегда возможно, отсутствие возможности автономной работы, невозможность применения метода колебательного разряда при неустойчивых междуфазных повреждениях изоляции (любых сочетаниях жил) для трехфазных кабельных линий.The disadvantages of the described device include a high error in the case of measuring the distance at high voltage in the modes of "floating breakdown", open circuit, short circuit, the error is from 1.5% to 2.5% of the total length of the cable line at a distance of up to 1 km of cable , and from 2.0% to 4.0% of the total length of the cable line at a distance of more than 1 km of cable. The measurement accuracy depends very much on the accuracy of the shortening factor set in the device (the speed of propagation of the voltage wave in the cable line). Also, the significant disadvantages of the described device include the inability to directly connect the device for determining the location of the damage to the cable conductors during high-voltage insulation testing with rectified voltage; to connect the reflectometer, it is necessary to use additional connecting devices in the form of impulse voltage sensors (DIN-1), which complicates the location determination scheme damage, expands the area of the test site, which is not always possible, the lack of the possibility of autonomous operation, the impossibility of using the oscillatory discharge method in case of unstable phase-to-phase insulation damage (any combination of cores) for three-phase cable lines.

Задача полезной модели заключается в разработке мобильного устройства для дистанционного определения места (зоны) повреждения изоляции кабельных линий электропередачи, применение которого было бы возможно при любых сочетаниях фаз повреждений изоляции с высокой остаточной электрической прочностью изоляции кабеля.The task of the utility model is to develop a mobile device for remote determination of the location (zone) of damage to the insulation of cable power lines, the use of which would be possible for any combination of phases of insulation damage with a high residual electrical strength of the cable insulation.

Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности процесса дистанционного способа определения поврежденных участков изоляции силовых кабельных линий с высоким переходным сопротивлением в месте повреждения (неустойчивые повреждения), а именно отсутствие искажения формы волнового процесса и периода его распространения в канале кабельной линии при любых сочетаниях повреждений фаз кабеля методом колебательного разряда без дополнительных присоединительных высоковольтных устройств между кабельной линией под испытательным напряжением и устройством определения места повреждения, без изменения схемы и площади полигона испытания, а также в отсутствии необходимости применения трудоемкого и не энергоэффективного процесса прожигания изоляции дополнительными устройствами снижения переходного сопротивления в месте повреждения.The technical result of the utility model is to increase the efficiency of the process of a remote method for determining damaged sections of the insulation of power cable lines with high transient resistance at the point of damage (unstable damage), namely, the absence of distortion of the wave process shape and the period of its propagation in the cable line channel for any combination of cable phase damage by the method of oscillatory discharge without additional connecting high-voltage devices between the cable line under test voltage and the device for determining the location of the fault, without changing the circuit and the area of the test area, as well as in the absence of the need to use the laborious and inefficient process of burning the insulation with additional devices for reducing the transient resistance at the point of damage.

Технический результат достигается за счет применения переносного высоковольтного устройства регистрации мест повреждения изоляционных материалов силовых кабельных линий дистанционным способом основанного на методе колебательного разряда, состоящего из высоковольтного блока согласования сигналов и блока расчета электромагнитной волны.The technical result is achieved through the use of a portable high-voltage device for registering damage to the insulating materials of power cable lines remotely based on the method of an oscillatory discharge, consisting of a high-voltage signal matching unit and an electromagnetic wave calculation unit.

Высоковольтный блок согласования сигналов включает высоковольтный разделительный конденсатор (на выпрямленном напряжении), делитель напряжения, высоковольтные резисторы согласования жил кабельной линии.The high-voltage signal conditioning unit includes a high-voltage blocking capacitor (at rectified voltage), a voltage divider, and high-voltage matching resistors of the cable line cores.

Блок расчета электромагнитной волны включает аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорное устройство, блок визуализации рефлектограммы, блок питания устройства со схемой.The unit for calculating the electromagnetic wave includes an analog-to-digital converter, a microprocessor device, a reflectogram visualization unit, a device power supply unit with a circuit.

На фиг.1 представлена структурная схема высоковольтного устройства регистрации мест повреждения изоляционных материалов силовых кабельных линий дистанционным способом.Figure 1 shows a block diagram of a high-voltage device for registering places of damage to insulating materials of power cable lines remotely.

На фиг.2 представлена электромагнитная волна-рефлектограмма кабельной линии марки СБ-50 при неустойчивом междуфазном повреждении «жила-жила» в контролируемом кабеле на расстоянии 49,5 м от полигона испытания (зажимов кабельной лини).Figure 2 shows an electromagnetic wave reflectogram of the cable line SB-50 with unstable phase-to-phase damage "core-core" in the controlled cable at a distance of 49.5 m from the test site (cable line clamps).

Высоковольтное устройство регистрации мест повреждения (ВУРМП) 8 состоит из высоковольтного блока согласования сигналов (ВБС) 1, соединенного с блоком расчета электромагнитной волны (БРЭВ) 2.The high-voltage device for registration of places of damage (VURMP) 8 consists of a high-voltage signal matching unit (VBS) 1 connected to the unit for calculating an electromagnetic wave (EMW) 2.

Высоковольтный блок согласования (ВБС) 1 имеет три высоковольтных вывода (проводника) для подключения к высоковольтным жилам силовой кабельной линии. Высоковольтный блок согласования (ВБС) 1 включает высоковольтный разделительный конденсатор (C_р) 9, создающий разрыв цепи подключения устройства на выпрямленном испытательном напряжении и через него (высоковольтный разделительный конденсатор 9) подключенный одним выводом к высоковольтной испытываемой жиле кабеля А(В)(С). Высоковольтный разделительный конденсатор (Cр) 9 вторым выводом последовательным соединением соединен с входом делителя напряжения (R_дi, R_дj) 10,11.The high-voltage matching unit (VBS) 1 has three high-voltage leads (conductors) for connecting to the high-voltage cores of the power cable line. The high-voltage matching unit (VBS) 1 includes a high-voltage isolating capacitor (C _p ) 9, which creates an open circuit for connecting the device at the rectified test voltage and through it (high-voltage isolating capacitor 9) connected by one terminal to the high-voltage test core of the cable A (B) (C) ... The high-voltage blocking capacitor (Cp) 9 is connected in series with the second output to the input of the voltage divider (R _di , R _dj ) 10.11.

Высоковольтный блок согласования (ВБС) 1 также содержит высоковольтные резисторы согласования волнового процесса (R_св1, R_св2) 12,13, соединенные одним выводом со свободными жилами контролируемого кабеля В(C)(А), C(А)(В), другим выводом к заземляющей шине устройства (на фиг.не обозначен). Второй вывод делителя напряжения (R_дj) 11 подключен к заземляющей шине устройства. К выходу делителя напряжения (R_дi, R_дj) 10,11 параллельно подключен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3 блока расчета электромагнитной волны (БРЭВ) 2.The high-voltage matching unit (HBS) 1 also contains high-voltage wave process matching resistors (R_sv1, R_sv2) 12,13, connected by one terminal to the free cores of the monitored cable B (C) (A), C (A) (B), by the other terminal to the grounding bus of the device (not indicated in the figure). The second terminal of the voltage divider (R_dj) eleven connected to the grounding bus of the device. To the output of the voltage divider (R_di, R_dj) 10.11 an analog-to-digital converter (ADC) 3 of an electromagnetic wave calculation unit (EMW) 2 is connected in parallel.

Блок расчета электромагнитной волны (БРЭВ) 2 устройства состоит из аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3, вход которого параллельно соединен с делителем напряжения (R_дi, R_дj) 10,11, выход последовательным соединением связан с входом микропроцессорного устройства 4, выход которого последовательно соединен с входом визуализации электромагнитной волны - рефлектограммы (ВР) 5. Выход визуализации рефлектограммы (ВР) 5 последовательным соединением связан с выходом блока питания (БП) 6, позволяющий устройству 8 работать как от сети 220 В переменного напряжения, так и от источника питания напряжением 12 В постоянного тока.The unit for calculating the electromagnetic wave (BREV) 2 of the device consists of an analog-to-digital converter (ADC) 3, the input of which is connected in parallel with a voltage divider (R _di , R _dj ) 10.11, the output is serially connected to the input of the microprocessor device 4, the output of which connected in series with the input of the visualization of the electromagnetic wave - the reflectogram (VR) 5. The visualization output of the reflectogram (VR) 5 is connected in series with the output of the power supply unit (PSU) 6, which allows the device 8 to operate both from a 220 V AC voltage network and from a power source voltage of 12 V DC.

Рассмотрим работу переносного высоковольтного устройства регистрации мест повреждения изоляционных материалов силовых кабельных линий дистанционным способом (фиг.1).Let us consider the operation of a portable high-voltage device for registering places of damage to insulating materials of power cable lines remotely (Fig. 1).

К предварительно отключенной силовой трехфазной кабельной линии (КЛ) подключается высоковольтный источник (ВИ) 7 выпрямленного напряжения отрицательной полярности (VD) к испытуемой жиле А(В)(С) контролируемого кабеля. Свободные жилы кабельной линии В(С)(А) и С(А)(В) подключаются к вводу высоковольтного блока согласования (ВБС) 1 устройства регистрации мест повреждения 8. Оболочка силовой трехфазной кабельной линии заземляется, на конце силовой трехфазной кабельной линии жилы разомкнуты и отключены от потребителя электроэнергии. Ввод высоковольтного блока согласования (ВБС) 1 подключен к заземленным высоковольтным резисторам согласования волнового процесса (R_св1)12 и (R_св2) 13 соответственно, тем самым заземляя свободные жилы контролируемого кабеля во время высоковольтного испытания изоляции согласно правилам устройств электроустановок. Вывод высоковольтного блока согласования (ВБС) 1 связанного с разделительным конденсатором (C_р) 9 подключают к испытуемой жиле контролируемого кабеля А(В)(С) параллельно с источником высокого напряжения - высоковольтным источником (ВИ) 7. Высоковольтный источник (ВИ) 7 плавно заряжает кабельную линию (КЛ) выпрямленным напряжением (VD) до испытательного напряжения (U) с контролем тока утечки (А) в кабеле. В процессе заряда кабельной линии (КЛ) устройство 8 регистрации мест повреждения гальванически изолировано от испытательного напряжения (ТрП) за счет параллельно включенного высоковольтного разделительного конденсатора (C_р) 9. Разность потенциалов между высоковольтным источником (ВИ) 7 и высоковольтным блоком согласования (ВБС) 1 устройства равно нулю. В случае отказа изоляции (повреждения с высоким переходным сопротивлением) в контролируемой кабельной линии формируется электромагнитная волна, распространяющаяся от места отказа изоляции в обе стороны кабельной линии, имеющая характер затухающих колебаний. Набегающая электромагнитная волна кабельной линии через разделительный конденсатор (C_р) 9, емкостное сопротивление Х_с=1/2πfС в момент пробоя стремится к нулю и измерительный преобразователь напряжения (делитель) (R_дi,, R_дj) 10,11 оцифровывается в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) 3, аналого-цифровой преобразователь 3 передает оцифрованную электромагнитную волну в микропроцессорное устройство 4 для выполнения необходимых операций расчета и графического отображения электромагнитной волны - рефлектограммы в блоке визуализации рефлектограммы (ВР) 5 (фиг.2), отображающей расстояние до места пробоя изоляции в кабельной линии от места (полигона) испытания.A high-voltage source (HV) 7 of rectified voltage of negative polarity (VD) is connected to the previously disconnected power three-phase cable line (CL) to the tested core A (B) (C) of the controlled cable. Free conductors of the cable line B (C) (A) and C (A) (B) are connected to the input of the high-voltage matching unit (VBS) 1 of the fault location registration device 8. The sheath of the power three-phase cable line is grounded, at the end of the power three-phase cable line the conductors are open and disconnected from the electricity consumer. The input of the high-voltage matching unit (VBS) 1 is connected to the grounded high-voltage resistors for matching the wave process (R_sv1) 12 and (R_sv2) 13 accordingly, thereby grounding the free conductors of the monitored cable during the high-voltage insulation test in accordance with the rules for electrical installations. The output of the high-voltage matching unit (VBS) 1 connected to the blocking capacitor (C_R) 9 is connected to the tested core of the controlled cable A (B) (C) in parallel with a high voltage source - a high-voltage source (HV) 7. A high-voltage source (HV) 7 smoothly charges the cable line (CL) with a rectified voltage (VD) to the test voltage ( U) with monitoring of the leakage current (A) in the cable. In the process of charging the cable line (CL), the device 8 for registering fault locations is galvanically isolated from the test voltage (TP) due to the parallel connected high-voltage decoupling capacitor (C_R) 9. The potential difference between the high-voltage source (VI) 7 and the high-voltage matching unit (VBS) 1 of the device is zero. In the event of insulation failure (damage with high transient resistance), an electromagnetic wave is formed in the monitored cable line, propagating from the place of insulation failure to both sides of the cable line, having the character of damped oscillations. The incident electromagnetic wave of the cable line through the blocking capacitor (C_R) 9, capacitive resistance X_with= 1 / 2πfС at the moment of breakdown tends to zero and the voltage measuring transducer (divider) (R_di,, R_dj) 10,11 is digitized in the analog-to-digital converter (ADC) 3, the analog-to-digital converter 3 transmits the digitized electromagnetic wave to the microprocessor device 4 to perform the necessary calculation operations and graphically display the electromagnetic wave - the reflectogram in the reflectogram visualization unit (VR) 5 (Fig. .2), displaying the distance to the place of insulation breakdown in the cable line from the place (range) of testing.

Устройство 8 обладает невысокими массогабаритными показателями, что обеспечивает ему высокую мобильность в процессе эксплуатации. Возможность работы блока питания 6 устройства как от сети переменного напряжения, так и от аккумуляторных батарей, что повышает эксплуатационную мобильность устройства.Device 8 has low weight and dimensions, which provides it with high mobility during operation. Possibility of operation of the power supply unit 6 of the device both from the AC voltage network and from rechargeable batteries, which increases the operational mobility of the device.

Период распространения электромагнитной волны (фиг.2), позволяют определить расстояние до места (зоны) повреждения от зажимов высоковольтного источника 7 во время тестирования кабельной линии. Один полный период распространения электромагнитной волны в кабеле (собранный по диагностической схеме), а именно жилы кабеля и его оболочка заземлены в начале и разземлены в конце, согласно при испытании выпрямленным напряжением отрицательной полярности, определяется четырехкратным пробегом электромагнитного импульса пробоя изоляции в канале кабельной линии (между высоковольтным источником и дугой короткого замыкания).The period of propagation of the electromagnetic wave (figure 2), allow you to determine the distance to the place (zone) of damage from the clamps of the high-voltage source 7 during testing of the cable line. One full period of propagation of an electromagnetic wave in the cable (assembled according to the diagnostic scheme), namely, the cable cores and its sheath are grounded at the beginning and grounded at the end, according to the test with a rectified voltage of negative polarity, is determined by four times the run of the electromagnetic pulse of insulation breakdown in the cable line channel ( between the high-voltage source and the short-circuit arc).

Изменением знака (перезаряд) происходит в месте повреждения, тем самым формируя положительную и отрицательную полуволну: T=4⋅t_пр. Скорость распространения электромагнитной волны для данного класса кабельных линий известен и равен 160-165 м/мкс, необходимо отметить, что скорость распространения в канале кабеля зависти от параметров кабеля, а именно от его L (индуктивности) и С (емкости). Соответственно зная период распространения электромагнитной волны и время одного периода, можно с высокой точностью определить расстояние до места повреждения дистанционным методом по формуле:A change in sign (recharge) occurs at the site of damage, thereby forming a positive and negative half-wave: T = 4⋅t _pr . The speed of propagation of an electromagnetic wave for this class of cable lines is known and is equal to 160-165 m / μs, it should be noted that the speed of propagation in the cable channel depends on the parameters of the cable, namely, on its L (inductance) and C (capacitance). Accordingly, knowing the propagation period of the electromagnetic wave and the time of one period, it is possible to determine with high accuracy the distance to the place of damage by the remote method according to the formula:

, (1)

, (one)

где Тх - один периода волнового процесса (электромагнитной волны), υ - скорость распространения волны в канале кабеля, t_пр - время прохождения электромагнитной волны от места повреждения до места испытания.where Tx is one period of the wave process (electromagnetic wave), υ is the speed of wave propagation in the cable channel, t _pr is the time of passage of the electromagnetic wave from the place of damage to the place of testing.

Воспользовавшись формулой (1) и известными из фиг.2 данными Тх=1,24 мкс, υ=160 м/мкс определим расстояние до места повреждения 49,5 м, что соответствует искомому, т.к. электромагнитная волна - рефлектограмма, представленная на фиг. 2 получена при пробое в имитационной модели кабельной линии в режиме высоковольтной диагностики 4,6 кВ на расстоянии 1/2 длины 99 метрового кабеля от зажимов высоковольтного источника 7 и жилы кабельной линии А(В)(С). Наличие высоковольтных резисторов согласования волнового процесса (R_св1, R_св2) 12,13 в блоке согласования (ВБС) 1 позволяет фиксировать волновой процесс (электромагнитную волну) без искажения периода колебаний волны Tх в контролируемом кабеле при междуфазных повреждениях, отсутствие резисторов (R_св1, R_св2) 12,13 ведет к значительному искажению формы и периода рефлектограммы, что затрудняет определение места повреждения при неустойчивых междуфазных повреждениях в кабельных линиях методом колебательного разряда, сопротивление резисторов согласования (R_св1, R_св2) 12,13 должны превышать волновое сопротивление в кабеле минимум на один порядок и должны составлять не менее 300 Ом.Using the formula (1) and the data known from Fig. 2 Tx = 1.24 μs, υ = 160 m / μs, we determine the distance to the damage site 49.5 m, which corresponds to the desired one, since electromagnetic wave - reflectogram shown in Fig. 2 was obtained during a breakdown in the simulation model of a cable line in the high-voltage diagnostics mode of 4.6 kV at a distance of 1/2 of the length of a 99-meter cable from the clamps of the high-voltage source 7 and the core of the cable line A (B) (C). The presence of high-voltage resistors for matching the wave process ( _Rw1 , _Rw2 ) 12,13 in the matching unit (VBS) 1 allows you to record the wave process (electromagnetic wave) without distorting the period of oscillations of the Tx wave in the controlled cable with phase-to-phase damage, the absence of resistors ( _Rw1 , R _cv2 ) 12.13 leads to significant distortion of the shape and period of the reflectogram, which makes it difficult to determine the location of damage in case of unstable phase-to-phase damage in cable lines using the oscillatory discharge method, the resistance of the matching resistors (R _cv1 , R _cv2 ) 12.13 should exceed the wave impedance in the cable at least one order of magnitude and must be at least 300 ohms.

Таким образом, высоковольтное (прямого подключения) устройство 8 регистрации мест повреждения изоляционных материалов силовых кабельных линий позволяет выявлять с высокой точностью неустойчивые повреждения изоляции в разных сочетаниях жил (фаз) кабеля дистанционным способом методом колебательного разряда, исключая длительный, трудоемкий и не энергоэффективный процесс прожига изоляции, а также без дополнительного подключения присоединительных устройств между контролируемым высоковольтным кабелем и устройством регистрации, что ведет к упрощению схемы определения места повреждения и как следствие сокращению времени готовности схемы испытания, уменьшении площади полигона испытания, снижению ошибок оперативного персонала и повышению эффективности процесса дистанционного способа определения поврежденных участков изоляции силовых кабельных линий с высоким переходным сопротивлением в месте повреждения, а возможность работы от аккумуляторной батареи дополнительно повышает эксплуатационную маневренность устройства в полевых условиях.Thus, the high-voltage (direct connection) device 8 for registering places of damage to the insulating materials of power cable lines allows you to identify with high accuracy unstable insulation damage in different combinations of cores (phases) of the cable remotely using the oscillatory discharge method, excluding the long, laborious and inefficient process of burning the insulation , as well as without additional connection of connecting devices between the monitored high-voltage cable and the recording device, which leads to a simplification of the fault location circuit and, as a consequence, a reduction in the test circuit readiness time, a decrease in the test area, a decrease in operating personnel errors and an increase in the efficiency of the remote method for determining damaged areas of insulation of power cable lines with a high transient resistance at the point of damage, and the ability to operate from a battery additionally increases the operating maneuver the reliability of the device in the field.

Claims (1)

Высоковольтное устройство регистрации мест повреждений изоляционных материалов силовых кабельных линий дистанционным способом прямого подключения к кабельной линии, состоящее из блока расчёта электромагнитной волны с микропроцессорным устройством и высоковольтного блока согласования сигналов с делителем напряжения, отличающееся тем, что высоковольтный блок согласования сигналов выполнен высоковольтным прямого подключения к силовой жиле контролируемого кабеля и дополнительно содержит высоковольтные резисторы согласования волнового процесса и высоковольтный разделительный конденсатор, вход которого выполнен с возможностью подключения к силовой жиле контролируемого кабеля, а выход связан с делителем напряжения, параллельно соединенным с аналого-цифровым преобразователем, причем блок расчёта электромагнитной волны дополнительно содержит блок питания устройства, последовательно подключенный к блоку визуализации рефлектограммы и выполненный с возможностью подключения через высоковольтный блок согласования сигналов к жилам контролируемого кабеля, электрически связанных с высоковольтными резисторами согласования волнового процесса, параллельно включенных делителю напряжения.A high-voltage device for registering damage points of insulating materials of power cable lines by a remote method of direct connection to a cable line, consisting of an electromagnetic wave calculation unit with a microprocessor device and a high-voltage signal matching unit with a voltage divider, characterized in that the high-voltage signal matching unit is made by a high-voltage direct connection to the power the conductor of the monitored cable and additionally contains high-voltage resistors for matching the wave process and a high-voltage decoupling capacitor, the input of which is configured to be connected to the power core of the monitored cable, and the output is connected to a voltage divider connected in parallel with an analog-to-digital converter, and the electromagnetic wave calculation unit additionally contains device power supply unit connected in series to the reflectogram visualization unit and made with the possibility of connecting through a high-voltage unit to the matching of signals to the veins of the monitored cable, electrically connected with high-voltage resistors for matching the wave process, connected in parallel with the voltage divider.

Images