Способ дистанционного определения координат коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения местоположения повреждений в линиях передачи энергии или в сетях, в частности, для дистанционного определения координат места возникновения коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи.

Известен способ дистанционного контроля качества изоляции объектов высоковольтных электрических установок переменного тока (патент РФ №2402030, МПК G01R 31/12, опубл. 20.10.2010, бюл. №29), заключающийся в том, что излучение от исследуемого объекта пропускают через оптическую систему, обеспечивающую прохождение ультрафиолетового излучения в заданном солнечно-слепом диапазоне и подавление излучения волн другой длины, производят регистрацию отдельных фотонов, выполняют их счет, определяют время и координаты их прихода. На основании полученных данных определяют положение источника излучения, формируют время-амплитудную характеристику излучения, выделяют основную частоту переменного тока, вычисляют спектрограмму и определяют на основании ее анализа наличие частичных разрядов, частоту их следования и повторения. Затем устанавливают соответствие между интенсивностью счета фотонов и мгновенной фазой переменного напряжения, получая информацию о мгновенной мощности ультрафиолетового излучения на выбранной частоте, на основе этой информации строят фазовую интегральную характеристику и характеристику амплитудно-фазового распределения, анализируя эти характеристики, определяют относительную интенсивность излучения частичных разрядов в различных фазах, получая качественные и количественные характеристики качества изоляции объекта.

Недостатками данного способа является низкая точность определения координат места возникновения разряда на протяженном участке высоковольтной линии электропередачи.

Наиболее близким к предложенному способу дистанционного определения координат коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи является изобретение «Устройства, способы и системы для измерения и обнаружения электрического разряда» (патент РФ №2661976, МПК G01R 31/12, G01J 1/42, опубл. 23.07.2018, Бюл. №21), где описывается способ дистанционного измерения электрического разряда, предусматривающий сохранение в запоминающем устройстве заданной реперной точки калибровки для выходного сигнала детектора и/или электрического параметра, связанного с оптическим детектором, при этом электрический параметр связан с работой оптического детектора, сохранение в запоминающем устройстве заданных калибровочных данных, содержащих опорные количественные показатели, связанные с величинами электрических разрядов и соответствующими параметрами детектора, связанными с работой оптического детектора, при этом параметры детектора, образующие часть калибровочных данных, выбирают таким образом, чтобы сохранить выходной сигнал детектора и/или электрический параметр на уровне заданной реперной точки калибровки, получение данных, указывающих на контролируемый выходной сигнал детектора и/или электрический параметр, определение отклонений контролируемого выходного сигнала детектора и/или электрического параметра от связанной заданной реперной точки калибровки, хранящейся в запоминающем устройстве, возникающих в ответ на воздействие на оптический детектор оптического излучения, испускаемого при возникновении электрического разряда, при обнаружении отклонений, корректирование или регулирование параметра детектора, связанного с работой оптического детектора, в соответствии с поправочным параметром детектора таким образом, чтобы сохранить заданное отношение между выходным сигналом детектора и/или электрическим параметром и соответствующей реперной точкой калибровки, определение или измерение расстояния от оптического детектора до электрического разряда или его источника.

Недостатком данного способа является низкая точность определения координат места возникновения разряда на протяженном участке высоковольтной линии электропередачи.

Технической задачей изобретения является повышение точности определения координат мест возникновения коронного разряда.

Технический результат заключается в оперативном и точном определении координат места возникновения коронного разряда на протяженном участке высоковольтной линии электропередачи.

Это достигается тем, что в известном способе дистанционного определения координат коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи, заключающемся в пропускании излучения от исследуемого объекта через оптическую систему в солнечно-слепом диапазоне, обнаружении выходного сигнала детектора излучения, определении расстояния от детектора излучения до источника излучения, размещают детектор излучения в виде радиометра с узкопольной оптической системой на стационарном посту наблюдения относительно подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи, определяют географические координаты места размещения радиометра и фиксируют их в запоминающем устройстве, определяют географические координаты опор подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи и фиксируют их в запоминающем устройстве, перемещают поля зрения радиометра в пространстве по криволинейной траектории, обеспечивающей нахождение в его пределах только одного из проводов подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи, фиксируют угловые положение оптической оси радиометра, на которых им регистрируются сигналы, указывающие на наличие излучения, вычисляют географические координаты источников излучения, отображают вычисленные географические координаты источников излучения, последовательно повторяют операции сканирования, фиксации направлений на источники излучения, вычисления и отображения их координат для остальных проводов, подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана структурная схема устройства, обеспечивающего реализацию способа дистанционного определения координат коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи, на фиг. 2 показана схема, поясняющая процесс сканирования устройством контролируемого протяженного участка высоковольтной линии электропередачи, на фиг. 3 показана схема формирования исходных данных, необходимых для вычисления географических координат источников излучения.

Предлагаемый способ может быть осуществлен с помощью сканирующего вычислительного устройства (СВУ), содержащего работающий в солнечно-слепом спектральном диапазоне (250-280 нм) радиометра 1 с узкопольной оптической системой, программируемое исполнительное устройство привода радиометра в горизонтальной и вертикальной плоскостях 2, датчик углового положения оптической оси радиометра 3, вычислительное устройство 4, запоминающее устройство 5, устройство отображения информации 6 (фиг. 1).

На схеме (см. фиг. 2), поясняющей процесс сканирования СВУ контролируемого протяженного участка высоковольтной линии электропередачи, показаны опоры 7 с проводами 10, а также формируемое радиометром 1 поле зрения 8, перемещаемое по криволинейной траектории 9 относительно одного из проводов 10.

На схеме (см. фиг. 3) обозначены: (x₁,y₁) - географические координаты места размещения радиометра 1, (x_7n,y_7n) - географические координаты опор 7 (где n - порядковый номер опоры), 11 - угловые положения α_m оптической оси радиометра 1 (где m - порядковый номер источника излучения), соответствующие максимальному значению сигнала, 12 - аппроксимированная проекция проводов 10, (x_pm,y_pm) - вычисляемые географические координаты источников излучения 13.

Предложенный способ реализуют следующим образом.

а) Размещают радиометр 1 на стационарном посту наблюдения относительно подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи (фиг.2), на расстоянии, обеспечивающем обнаружение радиометром маломощных источников излучения в спектральном диапазоне 250-280 нм.

б) Определяют географические координаты (х₁,у₁) места размещения радиометра 1 и фиксируют их в запоминающем устройстве 5.

в) Определяют географические координаты (x_7n,y_7n) опор 7 подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи и фиксируют их в запоминающем устройстве 5.

д) С помощью программируемого исполнительного устройства привода радиометра в горизонтальной и вертикальной плоскостях 2 осуществляют перемещение поля зрения 8 радиометра 1 в пространстве по криволинейной траектории 9 (фиг. 2), обеспечивающей нахождение в его пределах только одного провода из множества проводов 10, расположенных на подлежащем контролю протяженном участке высоковольтной линии электропередачи.

е) С помощью датчика углового положения оптической оси радиометра 3 фиксируют угловые положения α_m 11 оптической оси радиометра 1, на которых им регистрируются сигналы, указывающие на наличие излучения в спектральном диапазоне 250-280 нм.

ж) В вычислительном устройстве 4 производят вычисление географических координат (x_pm,y_pm) источников излучения в спектральном диапазоне 250-280 нм на исследуемом проводе и его изоляторах как точки пересечения оптической оси радиометра 1 и элементов протяженного участка высоковольтной линии электропередачи, используя в качестве исходных данных (фиг. 3): географические координаты (x₁,y₁) места размещения радиометра 1, географические координаты (x_7n,y_7n) опор 7 подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи, являющихся вершинами ломаной линии, звенья которой являются аппроксимированной проекцией провода 10 на подстилающую поверхность, угловые положения α_m 11 оптической оси радиометра 1, на которых им были зарегистрированы сигналы, указывающие на наличие излучения в спектральном диапазоне 250-280 нм.

з) С помощью устройства отображения информации отображают географические координаты (x_pm,y_pm) источников излучения в спектральном диапазоне 250-280 нм на исследуемом проводе 10 и его изоляторах.

Повторяют последовательно операции д) - з) для каждого из проводов 10 из множества проводов, расположенных на подлежащем контролю протяженном участке высоковольтной линии электропередачи.

Таким образом, предложенный способ позволяет оперативно и точно определять координаты места возникновения коронного разряда на протяженном участке высоковольтной линии электропередачи с точностью, определяемой угловым размером поля зрения узкопольного радиометра СВУ в горизонтальной плоскости.