СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ВОЗДУШНЫХ ПРОВОДНЫХ ЛИНИЯХ Советский патент 1958 года по МПК G01R31/08 

В эксплуатации воздушных проводных линий электропередачи и связи важное значение имеет быстрое нахождение места и характера повреждений. Особенно важно это для обеспечения бесперебойного действия существующих и строящихся высоковольтных линий дальней электропередачи.

В настоящее время широкое распространение получили различные устройства для обнаружения повреждений в таких линиях, основанные на использовании отражения электрического импульсного сигнала от неоднородности в проводной линии.

Во всех устройствах этого типа нахождение неисправности осуществляется путем посылки в обесточенную линию короткого импульса напряжения (зондирующего импульса), распространяющегося с постоянной скоростью в однородных участках линии. В месте нарушения однородности (где имеет место изменение волнового сопротивления линии ) зондирующий импульс частично отражается и возвращается на вход линии. По времени запаздывания отраженного импульса можно определить расстояние до повреждения, а по изменению при отражении формы зондирующего импульса можно судить о характере повреждения.

Существенными недостатками этих известных устройств являются необходимость обесточивания линии при нахождении повреждения и возможность использования их для обнаружения только сравнительно резких неоднородностей в линии (больших шунтирующих утечек или больших последовательных сопротивлений).

Первый недостаток связан с тем, что обычно применяемый зондирующий видеоимпульс (импульс постоянного напряжения) обладает широким спектром частот, начиная от самых низких, и, вследствие этого, трудно «развязать» искатель повреждений от воздействий электрических процессов в действующей линии, если она не обесточена.

Второй недостаток обусловливается законами отражения электрических сигналов в длинных линиях.

Как известно, коэффициент отражения непосредственно связан с изменением волнового сопротивления линии ( - комплексное сопротивление линии в месте повреждения; - напряжение посланного импульса; Иотр - напряжение отраженного импульса). В то же время, волновое сопротивление слабо чувствительно к изменению погонных сопротивлений R и утечки по сравнению с погонными емкостью С и индуктивностью G поскольку для основной части спектра зондирующего импульса имеют место неравенства

Использование в качестве зондирующего импульса радиоимпульса (импульса, имеющего высокочастотное заполнение) позволяет «развязать» локатор повреждений от воздействия высокого напряжения в 110-киловольтной линии электропередачи и, следовательно, избавиться от первого недостатка. Однако при этом снижается чувствительность прибора.

Согласно изобретению, предлагается в качестве зондирующего импульса использовать импульс поверхностной симметричной (кабельной) электромагнитной волны. Характерной особенностью такой волны является то, что она может распространяться вдоль одиночного провода, и структура ее, а также скорость распространения сильно связаны с поверхностной проводимостью δ привода. Более того, такая волна существует и распространяется вблизи поверхности провода только благодаря конечной величине проводимости провода.

Известно, что такие волны распространяются вдоль однородного провода без излучения в пространство, а затухание их происходит только за счет потерь энергии на нагревание провода. Потери высокочастотной энергии при этом оказываются значительно меньшими, чем при распространении внутри однородного волновода или коаксиального кабеля.

Опыты с возбуждением поверхностных волн на частотах 10⁹ и 10¹⁰ гц показали, что такие волны действительно можно возбудить, и они распространяются вдоль провода со сравнительно слабым затуханием. Опыты также показали, что местные нарушения поверхностной проводимости создают значительные отражения и рассеяния первоначальной поверхностной электромагнитной волны.

Следовательно, используя в качестве зондирующих импульсов короткие импульсы поверхностной (кабельной) волны, можно создать устройство для обнаружения неисправностей в воздушных проводных линиях, лишенное вышеуказанных недостатков.

Способ обнаружения повреждений в воздушных проводных линиях без снятия с них напряжения путем посылки в линию зондирующих импульсов, отражающихся от места нарушения ее однородности, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности обнаружения слабых нарушений однородности, в качестве зондирующих импульсов используют импульсы поверхностной симметричной (кабельной) электромагнитной волны.