Система и методы регистрации грозовых разрядов и определения мест перекрытия воздушной линии

Одной из важных задач эксплуатации линий является быстрое определение места повреждения (ОМП) и проведение ремонтновосстановительных работ. В случае большой протяженности и разветвленности сетей указанная задача может эффективно решаться только при использовании специальных технических средств, определяющих поврежденную линию и расстояние до места повреждения.

Для сетей среднего напряжения предусматриваются методы ОМП, основанные чаще всего на одностороннем измерении параметров аварийного режима (ПАР) (замер составляющих обратной последовательности тока и напряжения при междуфазных повреждениях).

Известен способ измерения сопротивления петли короткого замыкания для выявления места двухфазного повреждения (фиксатор ФМК-10). Авторами данного фиксатора также был предложен способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю разных линий, отходящих от устройства подстанции. Реализация рассмотренных фиксаторов заключается в том, что централизованный измеритель подключается к питающей устройство линии и определяет индуктивное сопротивление контура замыкания, пропорциональное расстоянию до места повреждения. Недостатком данного способа является то, что в данном методе двойное замыкание на землю разных линий измерительным органом воспринимается как однофазное повреждение, а измерительный орган сопротивления (ИОС) подключен к измерительным трансформаторам тока и напряжения, установленным на питающем вводе распределительного устройства подстанции, что осложняет определение поврежденных линий.

Для сетей среднего напряжения применялись фиксаторы повреждений типа ФПТ (ЛИФП), а также микропроцессорные устройства ИМФ-1Р. Однако вышеперечисленные фиксаторы повреждений использовались только для определения места междуфазных повреждений. Данные фиксаторы определяют возникновение замыканий на землю по регистрации токов нулевой последовательности, а двойные замыкания на землю воспринимаются как двухфазное короткое замыкание.

В целом методы ОМП разделяются на дистанционные и топографические методы, рис. 1.1. Кроме того, методы ОМП можно разделить на высокочастотные и низкочастотные. Такая классификация связана с принципиальным различием электрических процессов в объектах измерения (проводах и кабелях) в разных частотных диапазонах.

Высокочастотный диапазон (fв) – частоты, превышающие несколько десятков килогерц. При этом для линий fв = 30÷1000 кГц, для воздушных линий Гв = 60^106 кГц. К высокочастотным методам относятся все импульсные методы и метод стоячих волн.

Низкочастотный диапазон (Гн) - частоты от нуля (постоянный ток) до нескольких килогерц. При этом для линий Гн = 0^1 кГц, для воздушных линий Гн = 0^10 кГц.

Диапазоны частот 1÷30 кГц для линий и 10÷60 кГц для воздушных линий не используются в практике ОМП. Это означает, что между двумя используемыми частотными диапазонами разница весьма существенная.

Топографические методы требуют присутствия оператора в месте повреждения. Данные методы подразумевают определение искомого места непосредственно при движении по трассе и средства топографического определения места повреждения находятся в распоряжении поисковой бригады.

Дистанционные методы предполагают использование приборов и устройств, устанавливаемых на подстанции и указывающих расстояние до места повреждения.

Рассмотрим кратко особенности представленных методов.

Волновые методы определяют моменты прихода на подстанцию возникающих в месте повреждения линии электромагнитных волн.

Локационные методы основаны на измерении времени между моментом времени посылки в линию зондирующего импульса и моментом прихода к началу линии импульса отраженного от места повреждения. За указанное время импульсы проходят путь равный двойному расстоянию до места повреждения.

Метод стоячих волн использует измерение полного входного сопротивления, поврежденной линии в широком диапазоне частот. Расстояние между резонансными частотами, т.е. максимальное и минимальное входные сопротивления зависят от расстояния до места повреждения.

Диапазоны частот 1÷30 кГц для линий и 10÷60 кГц для воздушных линий не используются в практике ОМП. Это означает, что между двумя используемыми частотными диапазонами разница весьма существенная.

Топографические методы требуют присутствия оператора в месте повреждения. Данные методы подразумевают определение искомого места непосредственно при движении по трассе и средства топографического определения места повреждения находятся в распоряжении поисковой бригады.

Дистанционные методы предполагают использование приборов и устройств, устанавливаемых на подстанции и указывающих расстояние до места повреждения.

Рассмотрим кратко особенности представленных методов.

Волновые методы определяют моменты прихода на подстанцию возникающих в месте повреждения линии электромагнитных волн.

Локационные методы основаны на измерении времени между моментом времени посылки в линию зондирующего импульса и моментом прихода к началу линии импульса отраженного от места повреждения. За указанное время импульсы проходят путь равный двойному расстоянию до места повреждения.

Система мониторинга предназначена для получения статистических данных об ударах молнии в линию (количестве ударов и распределении их по линии), предупреждения о грозовой обстановке на трассе ВЛ, идентификации ударов молнии в линию и (или) аварийных отключений ВЛ по дате, времени, месту удара или коротких замыканиях (КЗ), причине отключения («грозовое» - «негрозовое»).

Мониторинг грозовых воздействий и отключений ВЛ основывается на регистрации импульсов перенапряжений, возникающих при ударах молнии в линию, ближних ударах в землю, а также при КЗ на линии.