2.2 Структура системи пошуку місць ушкоджень

Різноманітність видів і характеру ушкоджень, а також структури і умов роботи електричних мереж не дозволяє розробити який-небудь універсальний метод ОМП. Ще складніше створити яку-небудь універсальну апаратуру. Досить відмітити, що необхідно знаходити ушкодження як в надпотужних і наддалеких електропередачах, так і у внутрішніх проводках до окремих світильників при відстанях в декілька метрів.

До захисту ліній і мереж, а також різного типу ушкоджень до методів і облаштувань ОМП пред'являються різні вимоги, обумовлені техніко-економічними чинниками. Задовольнити ці вимоги вдається тільки при сукупному застосуванні методів і засобів ОМП як системи з єдиною структурою для усіх типів ліній і мереж при будь-якому характері ушкоджень.

Структурна схема системи ОМП, приведена на мал. 2.1, включає чотири послідовні операції: визначення пошкодженого елементу; пропалювання ізоляції в місці ушкодження; дистанційне ОМП; топографічне(трассовое) ОМП.

Виділення пошкодженого елементу у багатьох випадках здійснюється автоматично при спрацьовуванні селективного релейного захисту. Якщо при спрацьовуванні релейного захисту автоматично виділяється(відключається) група елементів(наприклад, послідовний ланцюжок ліній, РУ і трансформаторів), то виділення пошкодженого елементу входить в систему ОМП.

Рис.2.1. Структурна схема системи ОМП в електричних мережах

Визначення пошкоджених елементів доводиться здійснювати не лише при аваріях, т. е. раптових КЗ, але і при профілактичних випробуваннях. Це відноситься до випробувань, що одночасно охоплює ланцюжки елементів або навіть ділянки електричної мережі. Способи визначення пошкоджених елементів залежать від характеристик мереж і видів ушкоджень. Друга операція системи ОМП - пропалювання. По суті, це підготовча операція, що забезпечує можливість використання сукупності методів ОМП. Як буде показано нижче, багато методів ОМП застосовні тільки при перехідному опорі в місці ушкодження ізоляції не більше сотень і навіть одиниць Ом(в окремих випадках потрібно десяті долі Ома). Понизити перехідний опір - завдання пропалювання.

При профілактичному(під час випробувань) пробої ізоляції КЛ перехідні опори складають десятки МОм і більше. У багатьох випадках залишаються неприпустимо великими для ОМП перехідні опори і при аварійних ушкодженнях. Тому пропалювання ізоляції КЛ в місці ушкодження потрібне в переважній більшості випадків. Для цієї мети застосовуються спеціальні установки.

Як правило, пропалювання пошкодженої ізоляції ВЛ, РУ і трансформаторів не потрібно. Це передусім пов'язано з характером ушкоджень ізоляції названих елементів. Повторне подання робочої напруги на імовірно пошкоджений елемент - операція, аналогічна пропалюванню. Ця операція дозволяє підтвердити наявність ушкодження і може привести до зниження перехідного опору. Повторне або багатократне включення пошкодженого елементу - операція, що входить в систему ОМП. Для некабельної ізоляції її лише умовно можна називати пропалюванням. Спеціальні методи і засоби потрібні тільки для пропалювання кабельної ізоляції.

Загальними вимогами до ОМП усіх типів і класів ліній електропередачі є швидкість і точність. Найшвидше можна зробити дистанційне ОМП, що полягає у вимірі відстані до місця ушкодження від кінця або кінців лінії. Проте будь-хто дистанційне ОМП має обмежену точність.

Для КЛ, прокладеною в землі, не можна досить безперечно вказати місце розкопки траси, що відповідає ідеально точно виміряній відстані від кінця лінії. Відстані до характерних точок траси КЛ(поворотів, сполучних муфт і т. п.) у виконавчій документації вказуються в планах, т. е. у горизонтальній площині. Насправді КЛ змінює своє положення і по вертикалі, що не відбивається в документації.

Кабель укладається в траншеї без натягу, так званою змійкою. Міра подовження за рахунок такого непрямолінійного укладання врахувати скільки-небудь достовірно не можна. Тому, маючи в розпорядженні навіть повну документацію, не можна вказати на трасі точку, що відповідає точній відстані від кінця КЛ, з погрішністю, меншою 1.2 %. Для КЛ l = 3000 м відповідна абсолютна погрішність складе ± (30.60) м. В умовах вдосконалених(асфальтобетонних) покриттів розкопка ділянки протяжністю 60.120 м абсолютно недопустима.

У сучасних великих містах абсолютна погрішність для ОМП підземних КЛ не повинна перевищувати ±3м. Навіть для коротких КЛ з урахуванням не ідеальності самого дистанційного виміру задовольнити цій вимозі одним дистанційному ОМП не можна. Нехай, наприклад, погрішність дистанційного виміру складе 1 %, погрішність топографічного відліку на місцевості - 2 %, тоді для лінії завдовжки 200 м результуюча абсолютна погрішність Dl = ±200 + 0,022 = ±4,5 м. Таким чином, дистанційне ОМП дозволяє швидко вказати фактично не місце ушкодження, а зону його розташування. Вимозі точності дистанційне ОМП може задовольнити лише на дуже коротких лініях(l < 100м). Для переважної більшості довжин КЛ потрібний, отже, ще один метод ОМП - топографічний(трассовый).

Топографічне ОМП - це визначення шуканого місця на трасі, т. е. топографічної точки розташування місця ушкодження. Точність сучасних топографічних методів для КЛ не нижче ± 3 м. Але обмежитися використанням тільки топографічних методів, що забезпечують необхідну точність, теж не можна, оскільки при цьому не задовольняються вимоги швидкості ОМП(не більше декількох годин). При використанні топографічних методів необхідно переміщатися із спеціальною апаратурою по усій трасі КЛ. Знання ж вказаної дистанційної зони ушкодження дозволяє обмежитися межами цієї зони, т. е. різко скоротити час пошуку.

Рис.2.2. Схема класифікації методів ОМП

На мал. 2.2 представлена схема класифікації методів ОМП. Розрізняють наступні методи ОМП :

1) дистанційні і топографічні;

2) високочастотні і низькочастотні.

Низькочастотні методи ОМП пов'язані з принциповою відмінністю електричних процесів в об'єктах виміру(дротах і кабелях), в істотно різних частотних діапазонах.

Під низькочастотним діапазоном(fн) розумітимемо частоти від нуля(постійний струм) до декількох кілогерц. При цьому для повітряних ліній fн = 0.1 кГц, для кабельних ліній fн = = 0.10 кГц. До високочастотного діапазону(fв) віднесемо частоти, декілька десятків кілогерц, що перевищують. При цьому для повітряних ліній fв = 30.1000 кГц, для кабельних ліній fв = = 60.106 кГц. Діапазони частот 1.30 кГц для ВЛ і 10.60 кГц для КЛ не використовуються в практику ОМП. Це означає, що між двома використовуваними частотними діапазонами різниця дуже істотна.