Исследование и разработка импульсного метода диагностики силовых кабелей

• Автор: Сахно, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 138 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Е МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИСКАЖЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА КОНЕЧНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ПО КОАКСИАЛЬНОМУ КАБЕЛЮ .
1.1. Уравнения коаксиального кабеля и его волновые параметры
1.2. Моделирование прямоугольного импульса конечной длительности
1.3. Методика оценки искажения прямоугольного импульса бесконечной длительности при его распространении по каналу жила-оболочка
1.3.1. Применение частотного метода
1.3.2. Метод, основанный на аппроксимации операторного коэффициента распространения
1.4. Методика определения искажения импульсов, основанная на разложении периодической последовательности импульсов в ряд Фурье
■ 1.4.1. Прямоугольный импульс
1.4.2. Импульс произвольной формы
1.5. Выводы по первому разделу
2. МЕТОДИКА РАСПОЗНАВАНИЯ МЕСТ РАСПОЛОЖЕНИЯ И ТИПА МУФТ
2.1. Упрощенная модель трехжильного кабеля с секторными жилами
2.2. Упрощенная модель кабельной муфты для трехжильного кабеля
2.3. Определение формы импульса, отраженного от одной муфты .
2.3.1. Зондирование прямоугольным импульсом бесконечной длительности
2.3.2. Зондирование прямоугольным импульсом конечной длительности
2.4. Определение формы импульса, отраженного от двух муфт
2.4.1. Зондирование прямоугольным импульсом бесконечной длительности
2.4.2. Зондирование прямоугольным импульсом конечной длительности
2.5. Выводы по второму разделу
3. МЕТОДИКА РАСПОЗНАВАНИЯ МЕСТ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ КАБЕЛЯ
3.1. Модель коаксиального кабеля с оболочкой, поврежденной коррозией
3.1.1. Первичные и волновые параметры коаксиальных кабелей
3.1.2. Влияние коррозии металлической оболочки на первичные и волновые параметры кабеля
3.1.3. Методика определения индуктивности корродирующего участка КЛ
3.2. Диагностика коаксиального кабеля с оболочкой, поврежденной коррозией
3.3. Выводы по третьему разделу
4. ДИАГНОСТИКА ВОДНЫХ ТРИИНГОВ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ
4.1. Модель водного триинга
4.1.1. Механизм образования водных триингов (обзор литературы)
4.1.2. Математическая модель водного триинга
4.2. Импульсная диагностика водных триингов
4.2.1. Волновые процессы в кабеле с изоляцией, содержащей водные триинги
4.2.2. Распознавание участков КЛ, содержащих водные триинги
4.3. Выводы по четвертому разделу
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ КЛ С НЕОДНОРОДНОСТЯМИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ПО их
ТРАССЕ
5.1. Модель длинной линии, содержащей несколько видов неоднородностей
5.2. Определение волновых параметров длинной линии и формы отраженных импульсов
5.3. Результаты экспериментов на радиочастотном коаксиальном кабеле
5.4. Выводы по пятому разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Важным фактором обеспечения надежности электроснабжения потребителей является диагностика электрооборудования. Своевременное определение дефектных элементов электрической системы позволяет предотвращать аварийные ситуации и связанные с ними перерывы в электроснабжении потребителей. В настоящее время электроэнергетика России испытывает острую необходимость обновления оборудования, однако, перспектива замены физически и морально устаревшего оборудования является долгосрочной. В свете этой проблемы становится особенно актуальным вопрос диагностики электрооборудования, в том числе и выработавшего свой ресурс.
Определение мест повреждений является наиболее сложной, а часто относительно наиболее длительной технологической операцией при восстановлении поврежденного элемента сети. Еще более сложной задачей обеспечения надежного электроснабжения потребителей является диагностика и предупреждение появления возможных мест повреждения изоляции.
Разнообразие видов и характера повреждений, а также структуры и условий эксплуатации электрических сетей не позволяет получить какой-либо универсальный метод определения мест повреждений [1-8]. Еще более сложно создать какую-либо универсальную аппаратуру. Поэтому необходимо рассматривать совокупность методов и средств определения мест повреждений как систему с единой структурой для всех типов линий и сетей при любом характере повреждений.
Электроснабжение городских, а также промышленных потребителей электроэнергии, расположенных в черте города, обеспечивается, в основном, по кабельным линиям (КЛ) средних классов напряжения (6-10 кВ). Главной причиной повреждения КЛ является наличие в них дефектов, которые возникают как в процессе изготовления и монтажа, так и во время эксплуатации. Дефекты принято разделять на распределенные и сосредоточенные. К первым относятся дефекты изготовления (несоответствие толщины изоляции и оболочки требова-

2. МЕТОДИКА РАСПОЗНАВАНИЯ МЕСТ РАСПОЛОЖЕНИЯ И ТИПА МУФТ
2.1. Упрощенная модель трехжильного кабеля с секторными жилами
Определение мест расположения муфт может потребоваться в кабельной сети, эксплуатируемой достаточно длительное время. В процессе эксплуатации и вырезании поврежденных участков КЛ число муфт существенно увеличивается. В том случае, если потребуется восстановить реальную карту кабельной сети, можно использовать импульсный метод, который позволит определить не только расположение муфт, но и тип их изоляции.
Соединительная муфта может моделироваться участком длинной линии, так как длина муфты практически всегда существенно больше ее диаметра. При таком моделировании информационным параметром, по которому можно идентифицировать муфту в КЛ, является ее волновое сопротивление.
Поперечный разрез трехфазного кабеля и упрощенная модель при включении зондирующего генератора по схеме три жилы - металлическая
оболочка
Рис. 2.
Зондирование кабелей трехфазного исполнения 6 кВ с секторными жилами целесообразно проводить по схеме три жилы в параллель - металлическая оболочка. В этом случае волновое сопротивление с небольшой погрешностью оп-