Система контроля состояния изоляции высоковольтной линии электропередачи и высоковольтная линия электропередачи с такой системой контроля

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена для автоматизированного контроля состояния изоляции высоковольтной воздушной линии электропередачи (ВЛ). Технический результат полезной модели - повышение точности и достоверности ОМП на контролируемой ВЛ. Подсистемы (1 и 2) установлены на концах участка 3. Каждая подсистема (1 и 2) снабжена датчиком (4) коронных разрядов (КР), контроллером (5), выполненным с возможностью приема сигналов точного времени от спутниковой навигационной системы (6), и блоком (7) регистрации. Блок (7) подключен аналоговым входом к выходу датчика (4), а входом синхронизации - к выходу контроллера (5) сигналов точного времени и выполнен с возможностью преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и обмена регистрируемыми данными через интерфейс (8) и информационную сеть (9) с другой подсистемой. Датчик (4) выполнен в виде катушки Роговского, охватывающий низкопотенциальный вывод разделительного конденсатора (10), подключающего блок (11) технологической ВЧ-связи к линии (3), и снабжен фильтром, отделяющим токи КР от сигналов ВЧ-связи. К сети 9 может быть дополнительно подключено средство (12) цифровой обработки (терминал оператора, сервер и т.п.). По меньшей мере, одна подсистема или средство (12) выполнены с возможностью выявления по заданному критерию зарегистрированного сигнала, вызванного дефектом изоляции, а также вычисления разности времени регистрации этого сигнала двумя подсистемами и определения по вычисленной разности места повреждения изоляции. По меньшей мере, одна подсистема или средство (12) могут быть выполнены с возможностью выявления по заданному критерию зарегистрированного сигнала, вызванного разрядом молнии на контролируемом участке ВЛ. ВЛ содержит опоры, провода и подключенную к ним систему контроля из двух указанных подсистем. 2. н.п.ф., 2 з.п.ф., 1 ил.

Область техники

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть применена для автоматизированного контроля состояния изоляции высоковольтной воздушной линии электропередачи (ВЛ).

Уровень техники

Известно устройство для определения состояния линейной изоляции распределительных сетей высокого напряжения и места ее повреждения, [пат. RU 2207581, МПК G01R 31/08, G01R 31/11 оп. 2003 г], которое выбрано в качестве прототипа предлагаемого технического решения.

Определение места повреждения (ОМП) устройством-прототипом основано на регистрации высокочастотных излучений от дефектных изоляционных элементов. Схема устройства содержит регистратор, снабженный широкодиапазонной антенной для приема сигналов коронного разряда (КР) и низкочастотной антенной для приема опорного сигнала, синфазного с напряжением промышленной частоты. Наличие, вид повреждения и местоположение дефекта относительно точки измерения определяются в процессе сравнения параметров сигнала КР, регистрируемого с привязкой к фазе опорного сигнала промышленной частоты, с аналогичными параметрами эталонных сигналов.

Сравниваемые параметры эталонных сигналов предварительно определяются для каждого вида и местоположения дефекта в изоляционном элементе, типа или конструктивного исполнения ВЛ, протяженности, конфигурации и класса напряжения экспериментальным путем при калибровке линии или расчетным путем с помощью математической модели.

Недостаток прототипа - низкая точность и достоверность ОМП, основанного на сравнении параметров принятого сигнала КР с параметрами эталонных сигналов, соответствующих возможным местам повреждения изоляции ВЛ.

Существо полезной модели

Технический результат полезной модели - повышение точности и достоверности ОМП на контролируемой ВЛ.

Предметом полезной модели является система контроля состояния изоляции участка высоковольтной линии электропередачи, содержащая две подсистемы, предназначенных для подключения к противоположным концам контролируемого участка, каждая подсистема снабжена датчиком коронных разрядов, контроллером, выполненным с возможностью приема сигналов точного времени от спутниковой навигационной системы, и блоком регистрации, который подключен аналоговым входом к выходу указанного датчика, а входом синхронизации - к выходу контроллера и выполнен с возможностью преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и обмена данными через информационную сеть с другой подсистемой, при этом, по меньшей мере, одна из подсистем или дополнительно подключенное к информационной сети средство цифровой обработки выполнены с возможностью выявления по заданному критерию сигнала коронного разряда, вызванного дефектом изоляции, вычисления разности времени регистрации этого сигнала двумя подсистемами и определения по вычисленной разности места повреждения изоляции.

Это позволяет получить указанный технический результат.

Полезная модель имеет развитие, согласно которому датчик КР выполнен в виде катушки Роговского, охватывающий низкопотенциальный вывод разделительного конденсатора ВЧ-связи, снабжен фильтром, отделяющим токи КР от сигналов ВЧ-связи;

Кроме того. полезная модель имеет другое развитие, направленное на расширение функциональных возможностей устройства и состоящее в том, что по меньшей мере, одна из подсистем или дополнительно подключенное к информационной сети средство цифровой обработки выполнены с возможностью выявления по заданному критерию сигнала, вызванного разрядом молнии на контролируемом участке линии электропередачи.

Предметом полезной модели, кроме того, является высоковольтная линия электропередачи, содержащая опоры, провода, подвешенные к опорам на изолирующий гирляндах, и подключенную к проводам на концах участка высоковольтной линии вышеописанную систему контроля.

Осуществление полезной модели с учетом ее развитии

Фиг.1 иллюстрирует структуру и работу предлагаемой системы.

На фигуре показаны подсистемы 1 и 2, предназначенные для регистрации КР на противоположных концах контролируемого участка 3 ВЛ. Каждая подсистема снабжена датчиком 4 коронных разрядов, контроллером 5, выполненным с возможностью приема сигналов точного времени от спутниковой навигационной системы 6, и блоком 7 регистрации. Блок 7 подключен аналоговым входом к выходу датчика 4, а входом синхронизации - к выходу контроллера 5 сигналов точного времени и выполнен с возможностью преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и обмена регистрируемыми данными через интерфейс 8 и информационную сеть 9 с другой подсистемой.

Датчик 4 может быть выполнен в виде катушки Роговского, охватывающий низкопотенциальный вывод разделительного конденсатора 10, подключающего блок 11 технологической ВЧ-связи к линии 3, и снабжен фильтром, отделяющим токи КР от сигналов ВЧ-связи.

К сети 9 может быть дополнительно подключено средство 12 цифровой обработки (терминал оператора, сервер и т.п.).

Одна или обе подсистемы или средство 12 выполнены с возможностью выявления по заданному критерию зарегистрированного сигнала, вызванного дефектом изоляции, а также вычисления разности времени регистрации этого сигнала двумя подсистемами и определения по вычисленной разности места повреждения изоляции.

Кроме того, по меньшей мере, одна подсистема или средство 12 могут быть выполнены с возможностью выявления по заданному критерию зарегистрированного сигнала, вызванного разрядом молнии на контролируемом участке ВЛ.

Система контроля, использующая полезную модель работает следующим образом.

Ток коронного разряда на поврежденном изоляторе линии 3, протекая от высоковольтного провода ВЛ через разделительный конденсатор 11, наводит вторичный ток КР в датчике 4. Датчик 4 каждой подсистемы 1 и 2, внося минимальные искажения в сигналы ВЧ-связи, отделяет (фильтрует) сигнал КР от сигналов ВЧ-связи.

Сигнал с датчика 4 поступает на аналоговый вход блока 7. В блоке 7 каждой подсистемы 1 и 2 сигнал КР преобразуется в цифровую форму и регистрируется.

На аналоговом входе блока 7 может быть установлен узел защиты от перенапряжений, опасных для аппаратуры подсистемы.

На синхронизирующий вход блока 7 от контроллера 5 поступают сигналы точного времени от системы 6.

В заранее определенное время блоки 7 обеих подсистем синхронно регистрируют преобразованный в цифровую форму сигнал КР в течение временного интервала, превышающего время распространения сигнала по участку 3. Блок 7 может также осуществлять обработку сигналов КР (например, предварительную). Регистрируемый блоком 7 сигнал сохраняется в соответствующем файле. Затем такой файл, сохраненный в одной подсистеме, перемещается через сеть 9 в другую подсистему или в дополнительно подключенное к сети 9 средство 12 цифровой обработки (терминал оператора, сервер и т.п.), которые выполняют анализ сигналов, зарегистрированных и сохраненных в файлах на противоположных концах участка 3. Результатом этого анализа является график распределения амплитуды сигнала КР при распространении вдоль участка 3.

Наличие дефекта изоляции на участке 3 линии определяется, например, по критерию превышения зарегистрированным сигналом некоторого порогового значения, устанавливаемого в зависимости от естественного фона электромагнитных помех.

Местоположение дефекта на линии определяется по разнице времени прихода регистрируемых сигналов КР на противоположные концы линии, вычисляемой с использованием сигналов точного времени, принимаемых контроллерами 5.

Для расширения функциональных возможностей, по меньшей мере, одна из подсистем или дополнительно подключенное к информационной сети 9 средство 12 цифровой обработки могут быть выполнены с возможностью выявления по заданному критерию сигнала, вызванного разрядом молнии на контролируемом участке ВЛ. В этом случае в качестве критерия может быть использовано, например, превышение регистрируемым сигналом другого (более высокого) порогового значения.

Синхронная регистрация (в соответствии с сигналами точного времени от спутниковой навигационной системы) сигналов КР на противоположных концах контролируемого участка линии, и обработка регистрируемых сигналов, осуществляемые предлагаемой системой, позволяют повысить точность и достоверность ОМП на контролируемом участке ВЛ.

1. Система контроля состояния изоляции участка высоковольтной линии электропередачи, содержащая две подсистемы, предназначенных для подключения к противоположным концам контролируемого участка, каждая подсистема снабжена датчиком коронных разрядов, контроллером, выполненным с возможностью приема сигналов точного времени от спутниковой навигационной системы, и блоком регистрации, который подключен аналоговым входом к выходу указанного датчика, а входом синхронизации - к выходу контроллера и выполнен с возможностью преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и обмена данными через информационную сеть с другой подсистемой, при этом, по меньшей мере, одна из подсистем или дополнительно подключенное к информационной сети средство цифровой обработки выполнены с возможностью выявления по заданному критерию сигнала коронного разряда, вызванного дефектом изоляции, вычисления разности времени регистрации этого сигнала двумя подсистемами и определения по вычисленной разности места повреждения изоляции линии электропередачи.

2. Система по п.1, в которой датчик коронных разрядов выполнен в виде катушки Роговского, охватывающий низкопотенциальный вывод разделительного конденсатора ВЧ-связи, и снабжен фильтром, отделяющим сигналы коронных разрядов от сигналов ВЧ-связи.

3. Система по п.1, в которой, по меньшей мере, одна из подсистем или дополнительно подключенное к информационной сети средство цифровой обработки выполнены с возможностью выявления по заданному критерию сигнала, вызванного разрядом молнии на контролируемом участке линии электропередачи.

4. Высоковольтная линия электропередачи, содержащая опоры, провода, подвешенные к опорам на изолирующих гирляндах, и подключенную к проводам на концах участка высоковольтной линии систему по любому из пп.1-3.