RU2723372C1 - Method of cable fault location determining - Google Patents
Method of cable fault location determining Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723372C1 RU2723372C1 RU2019141774A RU2019141774A RU2723372C1 RU 2723372 C1 RU2723372 C1 RU 2723372C1 RU 2019141774 A RU2019141774 A RU 2019141774A RU 2019141774 A RU2019141774 A RU 2019141774A RU 2723372 C1 RU2723372 C1 RU 2723372C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- strands
- damage
- conductors
- damaged
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу определения места (района) повреждения силового кабеля на постоянном токе с количеством жил три и более, одинакового или разного сечения.The invention relates to a method for determining the location (region) of damage to a direct current power cable with three or more cores, of the same or different cross-section.
Известные методы определения места (района) повреждения силового кабеля на постоянном токе методом петли Варлея и петли Муррея (см., например: https://studopedia.ru/5_4385_metod-varleya.html) имеют низкую точность и требуют специальных кабельных мостов, которых зачастую на электростанциях не бывает. Низкая точность вышеназванных методов обусловлена и тем, что величины сечений жил, а, следовательно, и сопротивления жил кабелей и их соотношения определяются неэлектрическими методами. При этом правильно вычислить сечение кабельной жилы сегментного сечения весьма сложно.Known methods for determining the location (region) of damage to a direct current cable by the Varley loop and Murray loop (see, for example: https://studopedia.ru/5_4385_metod-varleya.html) have low accuracy and require special cable bridges, which often at power plants does not happen. The low accuracy of the above methods is also due to the fact that the cross-sections of the conductors, and, consequently, the resistance of the cable conductors and their ratios are determined by non-electric methods. At the same time, it is very difficult to correctly calculate the cross-section of a cable core of a segment section.
Выпускаемый промышленностью прибор, входящий в комплект приборов «Рейс – 205» (см., например: https://www.eurostell.com/products/reis-205/), является наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому способу, но имеет тот недостаток, что примененный в нем метод использует 2-х проводную схему замера и не учитывает переходное сопротивление между жилами. Данный прибор хорошо подходит для кабелей связи, жилы которых имеют значительно большее сопротивление по сравнению с силовыми кабелями. При применении существующего метода на силовых кабелях ошибка значительна. The device manufactured by the industry, which is included in the Flight-205 instrument set (see, for example: https://www.eurostell.com/products/reis-205/), is the closest analogue (prototype) to the proposed method, but has the disadvantage is that the method used in it uses a 2-wire measurement circuit and does not take into account the transition resistance between the conductors. This device is well suited for communication cables, the cores of which have significantly greater resistance compared to power cables. When applying the existing method on power cables, the error is significant.
Предлагаемым способом решается задача устранения многих недостатков вышеназванных способов Варлея и Муррея и метода, примененного в комплекте с “Рейс 205”. Заявляемый способ предполагает хорошую точность и рассчитан на применение широко распространенных мостов Р-4833, МО-62 и других по 4-х проводной схеме. The proposed method solves the problem of eliminating many of the shortcomings of the above methods of Varley and Murray and the method used in conjunction with “Flight 205”. The inventive method assumes good accuracy and is designed for the use of widespread bridges R-4833, MO-62 and others on a 4-wire circuit.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом методе путем проведения группы замеров (количество замеров – максимально возможное или достаточное для вычисления значений всех сопротивлений схемы замещения поврежденного кабеля, включая переходные сопротивления мостиков между жилами или между жилой и металлической оболочкой силового кабеля), выполненных с достаточной точностью, с помощью вычислений определяются значения всех сопротивлений схемы замещения поврежденного кабеля, включая переходные сопротивления мостиков между жилами или между жилой и металлической оболочкой силового кабеля, и истинные значения сопротивлений жил от места повреждения до концов жил, это существенно повышает точность определения района места повреждения (до долей процента от длины кабеля).The problem is solved in that in the proposed method by conducting a group of measurements (the number of measurements is the maximum possible or sufficient to calculate the values of all the resistances of the equivalent circuit of the damaged cable, including the transition resistances of the bridges between the cores or between the core and the metal sheath of the power cable), performed with sufficient accuracy, with the help of calculations, the values of all resistances of the equivalent circuit of the damaged cable are determined, including the transient resistances of the bridges between the conductors or between the core and the metal sheath of the power cable, and the true values of the resistances of the conductors from the place of damage to the ends of the wires, this significantly increases the accuracy of determining the area of the place of damage ( up to a fraction of a percent of the cable length).
Предлагаемый способ определения района повреждения кабеля рассчитан на следующее: The proposed method for determining the area of cable damage is designed for the following:
- диагностируемый кабель может иметь, как минимум, две поврежденные жилы (прожженные между собой, но целые) и одну исправную жилу или отдельный исправный провод. - the diagnosed cable can have at least two damaged conductors (burnt together, but intact) and one operational core or a separate operational wire.
- кабель может иметь любое количество жил и несколько повреждений, но таких, чтобы при разведенных жилах на концах кабеля и не подключенных измерительных проводах, в кабеле не образовалось бы ни одного замкнутого контура.- the cable can have any number of cores and several damages, but such that in case of separated conductors at the ends of the cable and not connected test leads, no closed loop would form in the cable.
При указанных условиях во всех элементах схемы, по которым пойдет измерительный ток, он будет иметь одинаковую величину, равную току от измерительного прибора, которая в каждой схеме замера будет иметь своё значение. Повреждения могут находиться в одном месте или в разных местах. Сечения разных жил могут быть различны. Недлинные вставки кабеля другого сечения несколько снижают точность определения. Способ можно также использовать в том случае, если кабель состоит из нескольких кусков разных кабелей известных сечений, длин и материала.Under the indicated conditions, in all elements of the circuit through which the measuring current will flow, it will have the same value equal to the current from the measuring device, which in each measurement circuit will have its own value. Damage can be in one place or in different places. Cross sections of different cores may be different. Short cable inserts of a different section slightly reduce the accuracy of the determination. The method can also be used if the cable consists of several pieces of different cables of known sections, lengths and material.
Пример расчетного повреждения кабеля (для жил 1, 2, 3, …, n+5) показан на фиг. 1.An example of the calculated cable damage (for
На фиг. 2 – 7 показаны, для примера, схемы замещения трех жил кабеля 6 кВ марки ААБ трансформатора 6/0,4 кВ и схемы замеров (две поврежденные жилы, прожженные между собой, характер повреждения определяется известным способом) Каждая стрелка от прибора Rz0-Rz5 – это два провода, соединенные с каждой жилой раздельно.In FIG. Figures 2 - 7 show, for example, the equivalent circuit of the three cores of a 6 kV AAB cable of the 6 / 0.4 kV transformer and the measurement scheme (two damaged cores burned together, the nature of the damage is determined in a known manner) Each arrow from the device Rz0 -Rz5 - these are two wires connected to each residential separately.
Схемы замера включают жилы 1, 2, 3 повреждённого кабеля; концы жил обозначены соответственно 0-1 и 1-1, 0-2 и 1-2, 0-3 и 1-3. В процессе замеров и вычислений необходим получить значения следующих сопротивлений:Measurement schemes include
R0 – сопротивление жилы 2 от конца 0-2 до места повреждения кабеля;R0 - resistance of the
R1 – сопротивление жилы 2 от места повреждения до конца 1-2 кабеля;R1 - resistance of the
R2 – сопротивление жилы 3 от конца 0-3 до места повреждения кабеля;R2 - resistance of the
R3 – сопротивление жилы 3 от места повреждения до конца 1-3 кабеля;R3 - resistance of the
R4 – мостик между жилами 2 и 3 в месте повреждения кабеля;R4 - bridge between
R5 – сопротивление неповреждённой жилы 1.R5 - resistance of
Проводятся следующие замеры:The following measurements are carried out:
1. Rz0 = R0+R4+R2 (фиг. 2).1. Rz0 = R0 + R4 + R2 (Fig. 2).
2. Rz1 = R1+R4+R3 (фиг. 3).2. Rz1 = R1 + R4 + R3 (Fig. 3).
3. Rz2 = R5+R1+R4+R2 (фиг. 4).3. Rz2 = R5 + R1 + R4 + R2 (Fig. 4).
4. Rz3 = R5+R1+R0 (фиг. 5).4. Rz3 = R5 + R1 + R0 (Fig. 5).
5. Rz4 = R5+R3+R2 (фиг. 6).5. Rz4 = R5 + R3 + R2 (Fig. 6).
6. Rz5 = R5+R3+R4+R0 (фиг. 7).6. Rz5 = R5 + R3 + R4 + R0 (Fig. 7).
Результаты замеров представлены в таблице 1 (численные значения представляют собой реальные результаты для конкретного повреждённого кабеля). The measurement results are presented in table 1 (numerical values represent real results for a particular damaged cable).
Таблица 1Table 1
Для вычисления сопротивлений участков на кабеле 6 кВ составляем систему уравнений. (аналогично можно вычислять и на кабеле 0,4 кВ с разным сечением жил).To calculate the resistances of the sections on the 6 kV cable, we compose a system of equations. (Similarly, it is possible to calculate on a 0.4 kV cable with different cross-sections of conductors).
Мы имеем 6 замеров и хотим определить 6 неизвестных (с № 0 по № 5).We have 6 measurements and we want to identify 6 unknowns (from No. 0 to No. 5).
Для замера № 0 запишем:For measurement No. 0, we write:
Rz0= R0+R4+R2 Rz0 = R0 + R4 + R2
ИлиOr
Коэффициенты перед буквенным наименованием величин сопротивлений составят первую строкуCoefficients before the letter name of the resistance values will be the first line
матрицы А для вычисления величин сопротивлений участков жил кабеля. Первая строка матрицы А будет выглядеть так: (1 0 1 0 1 0 ).matrix A for calculating the resistance values of the cable core sections. The first row of matrix A will look like this: (1 0 1 0 1 0).
Аналогично записываем коэффициенты для каждого из следующих замеров: (№ 1, № 2, № 3, № 4, № 5). Similarly, write down the coefficients for each of the following measurements: (No. 1, No. 2, No. 3, No. 4, No. 5).
В результате получаем матрицу А.As a result, we obtain the matrix A.
Результаты замеров запишем в виде вектора-столбца матрицы Rz, начиная с замера № 0 и далее.We write the measurement results in the form of a column vector of the matrix Rz, starting from measurement No. 0 and beyond.
Составляем матричное уравнение: We compose the matrix equation:
Искомые значения сопротивлений участков жил кабеля обозначим как вектор-столбец R,где верхний элемент столбца имеет номер 0, второй № 1 и так далее. The desired values of the resistances of the cable core sections are denoted by the column vector R, where the top element of the column is
В Маткаде (Mathcad), для предотвращения ошибки, сразу после объявления вектора или матрицы следует их элементам присвоить какое-либо значение, которое будет позже заменено на результаты вычислений. In Mathcad, to prevent errors, immediately after the declaration of a vector or matrix, you should assign some value to their elements, which will be later replaced by the results of the calculations.
В результате решения матричного уравнения R=A-1 * RzAs a result of solving the matrix equation R = A -1 * Rz
(где A-1 – обращенная матрица А. ( Маткад сам ее вычисляет) )(where A -1 is the inverse matrix of A. (Matkad himself calculates it))
получаем вектор-матрицу искомых значений сопротивлений участков жил кабеля R.we get the vector matrix of the desired values of the resistance of the sections of cable conductors R.
Результаты вычислений сопротивления участков на кабеле трасформатора 6кВ представлены в табл. 2.The results of calculations of the resistance of the sections on the cable of the 6kV transformer are presented in table. 2.
Таблица 2table 2
Длина кабеля L_каб = 600.6 м. Cable length L_ CC = 600.6 m.
Расстояние L_0-2 от конца 0-2 до места повреждения жилы 2:The distance L_0-2 from the end 0-2 to the place of damage to the core 2:
Расстояние L_1-2 от конца 1-2 до места повреждения жилы 2:The distance L_1-2 from the end of 1-2 to the place of damage to the core 2:
Расстояние L_0-3 от конца 0-3 до места повреждения жилы 3:The distance L_0-3 from the end 0-3 to the place of damage to the core 3:
Расстояние L_1-3 от конца 1-3 до места повреждения жилы 3.The distance L_1-3 from the end of 1-3 to the place of damage to the
Разница определения расстояния между местами повреждения кабеля, определенными Difference in determining the distance between cable damage locations defined
по 2 и 3-й жилам составляет: on the 2nd and 3rd veins is:
ΔL2,3 = L_1-2 – L_1-3 = 68,2 – 67,6 = 0,6м ΔL2,3 = L_1-2 - L_1-3 = 68.2 - 67.6 = 0.6m
Разница определения расстояния между местом повреждения, определенным по предлагаемому способу замеров и досчета и фактическим местом повреждения:The difference in determining the distance between the place of damage determined by the proposed method of measurement and calculation and the actual place of damage:
- по жиле 2: расчетное значение L_1-2=68,2м, фактическое L_1-2 = 64,2м, разница (погрешность) – 4 м, или 0,67% от длины кабеля;- in core 2: the calculated value L_1-2 = 68.2 m, the actual L_1-2 = 64.2 m, the difference (error) is 4 m, or 0.67% of the cable length;
- по жиле 3: расчетное значение L_1-3р =67,6м, фактическое L_1-3 = 64,2м, разница (погрешность) – 3,4 м, или 0,57% от длины кабеля.- for core 3: the calculated value L_1-3p = 67.6 m, the actual L_1-3 = 64.2 m, the difference (error) is 3.4 m, or 0.57% of the cable length.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019141774A RU2723372C1 (en) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | Method of cable fault location determining |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019141774A RU2723372C1 (en) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | Method of cable fault location determining |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2723372C1 true RU2723372C1 (en) | 2020-06-10 |
Family
ID=71067485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019141774A RU2723372C1 (en) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | Method of cable fault location determining |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2723372C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU58861A1 (en) * | 1938-12-30 | 1940-11-30 | М.М. Тракс | Method for approximate determination of cable damage location |
SU728097A1 (en) * | 1977-02-01 | 1980-04-15 | Специализированное Конструкторско- Технологическое Бюро Строительной Техники Связи | Method of locating cable line wires insulation flaws |
SU1187110A1 (en) * | 1984-01-02 | 1985-10-23 | Предприятие П/Я А-1221 | Method of detecting location of cable damaged insulation |
JPS63210787A (en) * | 1987-02-27 | 1988-09-01 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Locating method for accident point of cable |
-
2019
- 2019-12-16 RU RU2019141774A patent/RU2723372C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU58861A1 (en) * | 1938-12-30 | 1940-11-30 | М.М. Тракс | Method for approximate determination of cable damage location |
SU728097A1 (en) * | 1977-02-01 | 1980-04-15 | Специализированное Конструкторско- Технологическое Бюро Строительной Техники Связи | Method of locating cable line wires insulation flaws |
SU1187110A1 (en) * | 1984-01-02 | 1985-10-23 | Предприятие П/Я А-1221 | Method of detecting location of cable damaged insulation |
JPS63210787A (en) * | 1987-02-27 | 1988-09-01 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Locating method for accident point of cable |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sargent et al. | Tower surge impedance | |
AU766993B2 (en) | Method and device for locating an insulation fault in an electric cable | |
Mata et al. | EMTP modeling of a triggered-lightning strike to the phase conductor of an overhead distribution line | |
US4400663A (en) | Shunt fault tester for multiconductor cable | |
JP2018535633A (en) | Improvement of DC distance protection controller or related improvements | |
Olejnik | Adaptive zero-sequence overcurrent criterion for earth fault detection for fault current passage indicators in resistor grounded medium voltage networks | |
de Magalhães Júnior et al. | Mathematical study on traveling waves phenomena on three phase transmission lines–part I: Fault-launched waves | |
RU2723372C1 (en) | Method of cable fault location determining | |
RU144337U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING EARTH RESISTANCE WITHOUT DISCONNECTING THE DARK-PROTECTED CABLE | |
Babaee et al. | On-line partial discharge defected phase selection and localization in cross-bonded single core cables | |
DE1052559B (en) | Procedure for determining the location of short-circuit points and cable sleeves in power cables laid underground | |
RU152421U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING RESISTANCE OF EARTH GROUNDERS OF U-SHAPED SUPPORTS OF ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES WITHOUT DISCONNECTING THE GROUND PROTECTION ROPE | |
Takami et al. | Lightning surge into a substation at a back-flashover and review of lightning protective level through the FDTD simulation | |
Lowe | A new method of determining the transmission line parameters of an untransposed line using synchrophasor measurements | |
US1958361A (en) | Method of locating faults in cable conductors | |
DE69925946T2 (en) | Apparatus and method for detecting faults in a cable insulation jacket and equipment using them | |
Dugan et al. | Surge propagation in three-phase pipe-type cablesߞPart II: Duplication of field tests including the effects of neutral wires and pipe saturation | |
Fisher et al. | Determination of Lightning Response of Transmission Lines by Means or Geometrical Models | |
Saied | On the transient response and the frequency analysis of transmission line towers | |
Liu et al. | The propagation of partial discharge pulses in a high voltage cable | |
DE102013203451A1 (en) | Coupling circuit for insulation monitoring device, has resistive coupling that is designed as resistor meander arrangement on carrier element, which comprises ceramic material, and resistor meanders with symmetrical geometric structure | |
DE855128C (en) | Process for temperature monitoring of electrical cables | |
Malewski | Measurements of transient skin effect within nonlinear conductors | |
RU2736328C1 (en) | Method for remote determination of insulation resistance reduction point in deenergised electric circuit | |
RU2739386C2 (en) | Method for determination of insulation resistance reduction point |