Диагностика ЛЭП по оптическому волокну в грозозащитном тросе или фазном проводе

Page 1
background image

Алексей

 

ПРАВКОВ

,

начальник

 

ОЭВЛ

 

Аппарата

 

управления

 

филиала

 «

Россети

 

Урал

» — «

Пермэнерго

»

Диагностика

 

ЛЭП

 

по

 

оптическому

 

волокну

 

в

 

грозозащитном

 

тросе

 

или

 

фазном

 

проводе

Дмитрий

 

ГИБЕРТ

эксперт

 

ООО

 «

ЦТК

 

«

ВОЛС

.

Эксперт

»

П

оявлению

 

нового

 

инновационного

 

решения

 

всегда

 

предшествует

 

своя

 

предыс

 

тория

Вопрос

 

устойчивой

 

работы

 

ВЛ

 35–110 

кВ

 

в

 

Пермском

 

крае

 

в

 

пе

-

риод

 

погодных

 

условий

способствующих

 

образованию

 

гололедо

-

изморозе

-

вых

 

отложений

 (

ГИО

на

 

проводах

 

и

 

грозозащитных

 

тросах

наиболее

 

остро

 

обозначился

 

с

 2006 

года

С

 

этого

 

года

 

фиксировался

 

рост

 

технологических

 

нарушений

 

по

 

данной

 

причине

и

 

в

 2014 

году

 

количество

 

отключений

 

достигло

 

наибольшей

 

вели

-

чины

 (126 

отключений

). 

В

 

последние

 

годы

 

также

 

из

-

за

 

погодных

 

условий

 

участилось

 

образование

 «

куржака

» 

на

 

проводах

В

 

период

 

с

 2006 

по

 2018 

годы

 

по

 

причине

 

голо

-

ледообразования

 

произошло

 289 

случаев

 

аварийных

 

отключений

 

в

 

сетях

 35–110 

кВ

 

Пермэнерго

Практикой

 

эксплуатации

 

доказано

что

 

предотвращение

 

гололедных

 

аварий

 

и

 

су

-

щественное

 

повышение

 

надежности

 

ВЛ

 

возможно

 

с

 

помощью

 

применения

 

комплекс

-

ной

 

системы

 

мероприятий

Из

 

всех

 

составляющих

 

комплексной

 

системы

 

мероприятий

 

можно

 

выделить

 

следующие

 

и

 

выстроить

 

их

 

в

 

такой

 

последовательности

:

1) 

установка

 

изоляционных

 

междуфазных

 

распорок

 

и

 

гасителей

 

пляски

 

проводов

;

2) 

установка

 

дополнительных

 

опор

 

в

 

пролетах

 

более

 200 

метров

;

3) 

замена

 

голого

 

провода

 

на

 

провод

 

СИП

-3, 

на

 

провод

 

с

  «

гладкой

» 

конструкцией

 

верхнего

 

повива

на

 

провод

 

устойчивый

 

к

 

кручению

;

4) 

реконструкция

 

ВЛ

 35–110 

кВ

 

с

 

применением

 

технических

 

и

 

конструктивных

 

реше

-

ний

позволяющих

 

исключить

 

влияние

 

ГИО

 

на

 

их

 

нормальную

 

работу

;

5) 

внедрение

 

автоматизированной

 

информационной

 

системы

 

наблюдения

 

за

 

голо

-

ледом

6) 

внедрение

 

схем

 

плавки

 

гололеда

 

на

 

проводах

 

и

 

тросах

 (

в

 

случаях

когда

 

предыду

-

щие

 

мероприятия

 

не

 

дали

 

результата

с

 

учетом

 

реального

 

ущерба

 

от

 

последствий

 

отключений

).

Четыре

 

первых

 

пункта

 

с

 

успехом

 

были

 

применены

 

на

 

ВЛ

 35–110 

кВ

 

филиала

 

и

 

по

-

зволили

 

снизить

 

количество

 

отключений

 

с

 

пикового

 

значения

 2014 

года

 

до

 10–14 

от

-

ключений

 

с

 

УАПВ

 

в

 

год

Тогда

 

же

 

в

 2014 

году

 

на

 

совместной

 

встрече

 

по

 

вопросам

 

технического

 

взаимодействия

 

и

 

сотрудничества

 

представителей

 

ООО

 «

Инкаб

» 

и

 

глав

-

ного

 

инженера

 

филиала

 

Пермэнерго

 

впервые

 

со

 

стороны

 

технических

 

служб

 

филиала

 

прозвучало

 

предложение

 

рассмотреть

 

возможность

 

диагностирования

 

ГИО

 

по

 

опти

-

ческому

 

волокну

 

за

 

счет

 

улавливания

 

его

 

растяжения

 

под

 

действием

 

механической

 

нагрузки

 

от

 

гололеда

Удаленный

 

мониторинг

 

позволил

 

бы

 

снизить

 

нагрузку

 

на

 

персо

-

нал

эксплуатирующий

 

ВЛ

 35–110 

кВ

 

в

 

период

 

ОЗП

быстро

 

и

 

эффективно

 

реагировать

 

на

 

возникновение

 

очагов

 

ГИО

На

 

тот

 

момент

 

не

 

было

 

понимания

как

 

это

 

можно

 

реа

-

лизовать

но

 

идея

 

была

 

принята

 

специалистами

 

ООО

 «

Инкаб

». 

Прошло

 

сравнительно

 

немного

 

времени

и

 

современные

 

технологии

 

воплотили

 

эту

 

идею

 

в

 

жизнь

.

17


Page 2
background image

Развитие

 

электроэнергетики

 

в

 

ближайшие

 

годы

 

опре

-

деляется

 

на

 

основе

 

документа

  «

Энергетическая

 

страте

-

гия

 

России

 

на

 

период

 

до

 2020 

и

 2035 

года

». 

При

 

этом

 

ос

-

новными

 

аспектами

 

являются

 

повышение

 

надежности

 

снабжения

 

электроэнергией

;

 

повышение

 

эффективности

 

на

 

базе

 

современных

 

техно

-

логий

.

Очевидно

что

 

повышение

 

надежности

 

может

 

быть

 

достигнуто

 

за

 

счет

 

снижения

 

частоты

 

возникновения

 

аварийных

 

ситуаций

Это

 

комплексная

 

и

 

нетривиальная

 

задача

которая

 

затрагивает

 

множество

 

сфер

 

и

 

областей

 

и

 

включает

 

в

 

себя

:

 

использование

 

современных

 

и

 

качественных

 

материа

-

лов

 

при

 

строительстве

 

и

 

реконструкции

 

ЛЭП

;

 

грамотное

 

проектирование

;

 

соблюдение

 

норм

 

и

 

правил

 

при

 

монтаже

;

 

надлежащее

 

обслуживание

 

при

 

эксплуатации

;

 

непрерывный

 

мониторинг

 

и

 

своевременное

 

выявление

 

потенциально

 

аварийных

 

ситуаций

.

Таким

 

образом

мониторинг

 

состояния

 

линий

 

электро

-

передачи

 

является

 

важной

 

частью

 

стратегической

 

зада

-

чи

 

повышения

 

надежности

 

снабжения

 

электроэнергией

Реализация

 

такого

 

подхода

 

возможна

 

как

 

на

 

основе

 

уже

 

зарекомендовавших

 

себя

 

методов

вплоть

 

до

 

периодиче

-

ского

 

визуального

 

осмотра

 

каждого

 

километра

 

линии

так

 

и

 

с

 

применением

 

новых

 

решений

позволяющих

 

значи

-

тельно

 

снизить

 

временные

 

и

 

материальные

 

затраты

 

и

 

ис

-

пользующих

 

новейшие

 

технические

 

достижения

.

ОСНОВНЫЕ

 

ПРИЧИНЫ

СНИЖЕНИЯ

 

НАДЕЖНОСТИ

Согласно

 

статистике

 

центра

 

исследований

 

и

 

разработок

 

ФСК

 

ЕЭС

 

основными

 

причинами

 

возникновения

 

аварийных

 

ситуаций

 

на

 

линиях

 110–220 

кВ

 

являются

:

 

атмосферные

 

перенапряжения

 — 70%;

 

воздействие

 

ветра

 

и

 

льда

 — 12%;

 

птицы

 — 5%;

 

внешние

 

воздействия

 — 5%;

 

вибрация

 — 3%;

 

старение

 — 2%;

 

другие

 

факторы

 — 

менее

 1%.

Аварийные

 

ситуации

 

приводят

 

к

 

обрывам

 

линий

 

элек

-

тропередачи

перебоям

 

в

 

обеспечении

 

электроснаб

-

жения

выходу

 

из

 

строя

 

дорогостоящего

 

оборудования

 

и

 

длительному

 

и

 

затратному

 

ремонту

.

СОВРЕМЕННЫЕ

 

ВОЗМОЖНОСТИ

 

МОНИТОРИНГА

НА

 

ОСНОВЕ

 

ОПТИЧЕСКОГО

 

ВОЛОКНА

Оптическое

 

волокно

 

может

 

использоваться

 

не

 

только

 

как

 

линия

 

передачи

 

данных

но

 

и

 

как

 

протяженный

 

чувствитель

-

ный

 

элемент

способный

 

детектировать

 

изменения

 

различ

-

ных

 

величин

.

Для

 

этого

 

применяются

 

специальные

 

устройства

 

с

 

ла

-

зерным

 

источником

которые

 

посылают

 

импульсы

 

в

 

опти

-

ческое

 

волокно

 

и

 

на

 

основе

 

анализа

 

обратного

 

рассеива

-

ния

 

позволяют

 

определить

 

величину

 

воздействий

 

вдоль

 

всей

 

линии

.

Существует

 

несколько

 

типов

 

подобных

 

приборов

:

1.  DTS (Distributed Temperature Sensing)

 — 

система

 

рас

-

пределенного

 

мониторинга

 

температуры

Принцип

 

дей

-

ствия

 

основан

 

на

 

рассеянии

 

Рамана

 

и

 

изменении

 

его

 

величины

 

при

 

изменении

 

температуры

Блок

 

обработки

 

получает

 

данные

 

о

 

величине

 

рассеяния

 

по

 

длине

 

опти

-

ческого

 

волокна

При

 

этом

 

сама

 

волоконно

-

оптическая

 

линия

 

представляет

 

собой

 

по

 

сути

 

тысячи

 

точечных

 

датчиков

что

 

является

 

неоспоримым

 

преимуществом

 

таких

 

систем

Быстродействие

 

и

 

точность

 

измерений

 

находятся

 

в

 

обратной

 

зависимости

то

 

есть

 

чем

 

точнее

 

необходимо

 

измерять

 

температуру

тем

 

больше

 

време

-

ни

 

требуется

и

 

наоборот

если

 

достаточно

 

погрешности

 

в

 

несколько

 

градусов

то

 

быстродействие

 

увеличивает

-

ся

Конкретные

 

характеристики

 

определяются

 

произво

-

дителями

но

 

в

 

целом

 

возможно

 

определять

 

темпера

-

туру

 

с

 

погрешностью

 

в

 

десятые

 

доли

 

градуса

 

на

 

длине

 

в

 50–100 

км

В

 

качестве

 

распределенного

 

датчика

 

может

 

использоваться

 

обычное

 

одномодовое

 

волокно

.

2. DAS (Distributed 

Acoustic Sensing)

 — 

система

 

распре

-

деленного

 

мониторинга

 

акустических

 

сигналов

Принцип

 

действия

 

основан

 

на

 

рассеянии

 

Рэлея

 

и

 

его

 

изменении

 

при

 

различных

 

виброакустических

 

колебаниях

 

окружаю

-

щей

 

среды

Оптическое

 

волокно

 

при

 

этом

 

играет

 

роль

 

протяженного

 

виртуального

 

микрофона

По

 

сути

блок

 

обработки

 

сигналов

 

позволяет

 

понять

что

 

происходит

 

в

 

линии

когда

 

нет

 

возможности

 

увидеть

 

это

В

 

зависи

-

мости

 

от

 

необходимого

 

пространственного

 

разрешения

 

и

 

длины

 

линии

 

производители

 

выпускают

 

различные

 

типы

 

приборов

Система

 

также

 

может

 

работать

 

на

 

стан

-

дартном

 

одномодовом

 

волокне

 

на

 

длинах

 

до

 50 

км

.

3.  DSS (Distributed Strain Sensing)

 — 

система

 

распреде

-

ленного

 

мониторинга

 

напряжений

возникающих

 

в

 

во

-

локне

Принцип

 

действия

 

основан

 

на

 

рассеянии

 

Ман

-

дельштама

-

Бриллюэна

 

и

 

изменении

 

его

 

величины

 

при

 

удлинении

 

волокна

Блок

 

обрабатывает

 

сигналы

 

и

 

опре

-

деляет

 

степень

 

удлинения

 

волокна

 

в

 

каждой

 

его

 

точке

 

по

 

длине

 

линии

Как

 

и

 

предыдущие

 

системы

работает

 

на

 

стандартном

 

одномодовом

 

волокне

 

с

 

высокой

 

разреша

-

ющей

 

способностью

что

 

позволяет

 

определить

 

удлине

-

ния

 

волокна

 

с

 

точностью

 

до

 

сотых

 

процента

Оптическое

 

волокно

 

на

 

линиях

 

электропередачи

 

может

 

присутствовать

 

в

 

виде

 

различных

 

оптических

 

кабелей

1. 

ОКСН

 — 

самонесущий

 

оптический

 

кабель

 (

рисунок

 1). 

Не

 

является

 

основным

 

элементом

 

на

 

высоковольтной

 

ли

-

нии

Служит

 

для

 

организации

 

канала

 

волоконно

-

оптической

 

линии

 

связи

  (

ВОЛС

). 

Подвес

 

ОКСН

 

приводит

 

к

 

дополни

-

тельным

 

нагрузкам

 

на

 

опоры

кроме

 

того

его

 

применение

 

18

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3(14), 

сентябрь

 2019

Диагностика

 

и

 

мониторинг


Page 3
background image

ограничено

 

на

 

линиях

 110 

кВ

 

и

 

выше

 

ввиду

 

возможного

 

образования

 

тре

-

кинговых

 

разрядов

 

на

 

поверхности

 

оболочки

 

кабеля

которые

 

приводят

 

к

 

ее

 

деградации

Статистические

 

дан

-

ные

 

ПАО

  «

Ростелеком

» 

показывают

что

 

ОКСН

 

наиболее

 

часто

 

выходит

 

из

 

строя

 

в

 

сравнении

 

с

 

другими

 

типами

 

кабелей

.

2. 

ОКГТ

 — 

оптический

 

кабель

встроенный

 

в

 

грозозащитный

 

трос

 

(

рисунок

 2). 

Сам

 

грозозащитный

 

трос

 

является

 

основным

 

элементом

 

ВЛ

 

на

-

пряжением

 

от

 35 

кВ

 

и

 

по

 

сути

 

является

 

продуктом

 «2 

в

 1»: 

предотвращает

 

уда

-

ры

 

молнии

 

в

 

провода

 

и

 

одновременно

 

является

 

каналом

 

связи

Не

 

создает

 

дополнительные

 

нагрузки

 

на

 

опоры

исключает

 

дополнительные

 

затраты

 

на

 

монтаж

 

и

 

обслуживание

Будучи

 

подвешенным

 

в

 

самой

 

высокой

 

точке

является

 

наиболее

 

надежным

 

решени

-

ем

согласно

 

статистике

 

ПАО

  «

Росте

-

леком

». 

Срок

 

службы

 

в

 

два

 

раза

 

выше

чем

 

у

 

ОКСН

 (50 

лет

). 

В

 

связи

 

с

 

тем

что

 

в

 2018 

году

 

произошел

 

резкий

 

рост

 

цен

 

на

 

арамид

используемый

 

в

 

ОКСН

применение

 

ОКГТ

 

на

 

ВЛ

 

стало

 

еще

 

бо

-

лее

 

экономически

 

целесообразным

3. 

ОКФП

 — 

оптический

 

кабель

встроенный

 

в

 

фазный

 

провод

  (

рису

-

нок

 3). 

Фазные

 

провода

 

также

 

являют

-

ся

 

основным

 

элементом

 

ВЛ

но

 

ОКФП

 

в

 

настоящее

 

время

 

находит

 

ограничен

-

ное

 

применение

ОКФП

 

используется

 

как

 

резервный

 

канал

 

связи

 

там

где

 

уже

 

используется

 

ОКГТ

 

или

 

ОКСН

а

 

также

 

на

 

больших

 

спецпереходах

где

 

при

-

менение

 

ОКСН

 

или

 

ОКГТ

 

физически

 

невозможно

Основными

 

сдерживаю

-

щими

 

факторами

 

применения

 

ОКФП

 

являются

 

отсутствие

 

нормативной

 

документации

 

и

 

соответствующего

 

опыта

 

при

 

проектировании

монтаже

 

и

 

эксплуатации

Однако

например

в

 

энергетике

 

Китая

 

ОКФП

 

применяется

 

намного

 

шире

.

На

 

основе

 

различных

 

типов

 

систем

 

мониторинга

 

и

 

оптических

 

кабелей

ко

-

торые

 

могут

 

выступать

 

в

 

качестве

 

рас

-

пределенных

 

датчиков

рассмотрим

 

возможные

 

варианты

 

их

 

применения

 

на

 

высоковольтных

 

линиях

 (

рисунок

 4).

Рис

. 1. 

Поперечное

 

сечение

 

ОКСН

Рис

. 2. 

Поперечное

 

сечение

 

ОКГТ

Рис

. 3. 

Поперечное

 

сечение

 

ОКФП

Рис

. 4. 

Условное

 

изображение

 

распределенных

 

систем

 

мониторинга

 

ВЛ

19


Page 4
background image

Возможно

 

создание

 

двух

 

типов

 

систем

 

мониторинга

:

 

предупредительные

  (

П

) — 

система

 

предупреждает

 

о

 

возможности

 

возникновения

 

аварийной

 

ситуации

тем

 

самым

 

давая

 

возможность

 

оперативно

 

реагировать

 

и

 

предпринимать

 

необходимые

 

меры

 

для

 

ее

 

предотвра

-

щения

;

 

обслуживающие

  (

О

) — 

система

 

локализует

 

место

 

воз

-

никновения

 

аварийной

 

ситуации

тем

 

самым

 

снижая

 

временные

 

и

 

материальные

 

затраты

 

на

 

обнаружение

 

повреждений

.

Возможные

 

варианты

 

применения

 

систем

 

для

 

монито

-

ринга

 

на

 

ВЛ

 

сведены

 

в

 

таблицу

 1.

Цель

 

контроля

 

температуры

 

при

 

плавке

 

гололеда

 

на

 

грозозащитном

 

тросе

 

состоит

 

в

 

том

чтобы

 

не

 

допускать

 

перегрев

 

оптического

 

волокна

Для

 

этого

 

система

 

свое

-

временно

 

отключает

 

ток

 

плавки

Данные

 

системы

 

пред

-

ставлены

 

на

 

рынке

 

в

 

промышленном

 

исполнении

 

и

 

экс

-

плуатируются

 (

в

 

частности

в

 

МЭС

 

Юга

).

Контроль

 

температуры

 

фазного

 

провода

 

актуален

 

на

 

ВЛ

где

 

зачастую

 

необходимо

 

увеличивать

 

передаваемую

 

мощность

 

и

 

токовую

 

нагрузку

 

для

 

потребителей

При

 

за

-

данных

 

климатических

 

условиях

 

возможно

 

эффективное

 

использование

 

всех

 

ресурсов

 

ВЛ

не

 

допуская

 

при

 

этом

 

воз

-

никновения

 

аварийных

 

ситуаций

 

и

 

соблюдая

 

требуемые

 

габариты

 

проводов

 

до

 

пересечений

 (

ВЛ

ж

/

д

автомагистра

-

ли

). 

Системы

 

контроля

 

температуры

 

и

 

токовых

 

нагрузок

 

силовых

 

кабелей

 

широко

 

распространены

 

и

 

применяются

 

повсеместно

Для

 

этого

 

в

 

броню

 

силового

 

кабеля

 

вместо

 

одной

 

из

 

проволок

 

помещается

 

стальной

 

оптический

 

мо

-

дуль

 

с

 

волокном

по

 

которому

 

производится

 

мониторинг

Аналогично

 

данную

 

систему

 

можно

 

применять

 

и

 

для

 

воз

-

душных

 

ВЛ

 

и

 

фазных

 

проводов

где

 (

как

 

показано

 

на

 

рисун

-

ке

 3) 

стальной

 

модуль

 

с

 

волокном

 

также

 

заменяет

 

собой

 

одну

 

из

 

проволок

При

 

этом

 

механические

 

и

 

электрические

 

характеристики

 

ОКФП

 

практически

 

соответствуют

 

характе

-

ристикам

 

фазного

 

провода

 

без

 

оптического

 

волокна

.

Контроль

 

состояния

 

изоляторов

 

на

 

ВЛ

 

возможен

 

при

 

помощи

 

оптического

 

волокна

встроенного

 

как

 

в

 

грозоза

-

щитный

 

трос

так

 

и

 

в

 

фазный

 

провод

При

 

этом

 

использу

-

ется

 

система

 

акустического

 

мониторинга

когда

 

волокно

как

 

распределенный

 

виртуальный

 

микрофон

, «

слышит

» 

характерный

 

треск

 

неисправных

 

изоляторов

требующих

 

замены

Возможность

 

создания

 

подобных

 

систем

 

иссле

-

дована

 

теоретически

 

и

 

нуждается

 

в

 

экспериментальной

 

проверке

В

 

связи

 

с

 

этим

 

в

 

настоящее

 

время

 

прорабаты

-

вается

 

вопрос

 

проведения

 

научно

-

исследовательских

 

и

 

опытно

-

конструкторских

 

работ

 

по

 

данной

 

тематике

.

Обнаружение

 

места

 

удара

 

молнии

 

и

 

коротких

 

замы

-

каний

 

на

 

ВЛ

 

особенно

 

актуально

 

для

 

эксплуатирующих

 

подразделений

Каждое

 

аварийное

 

событие

 

требует

 

визу

-

ального

 

осмотра

 

места

 

возможного

 

повреждения

Имею

-

щиеся

 

средства

 

диагностики

 

не

 

позволяют

 

с

 

достаточной

 

степенью

 

точности

 

локализовать

 

событие

 

на

 

ВЛ

В

 

свя

-

зи

 

с

 

этим

 

аварийно

-

восстановительные

 

бригады

 

тратят

 

большое

 

количество

 

времени

 

на

 

обследование

 

ВЛ

За

-

частую

 

доступ

 

к

 

линии

 

затруднен

 

болотами

лесами

и

 

не

 

всегда

 

удается

 

быстро

 

обнаружить

в

 

какое

 

место

 

грозо

-

защитного

 

троса

 

произошел

 

удар

 

молнии

 

или

 

где

 

произо

-

шло

 

короткое

 

замыкание

.

Системы

 

акустического

 

мониторинга

 

по

 

ОКГТ

 

позво

-

ляют

 

по

 

характерным

 

звуковым

 

событиям

 

достоверно

 

локализовать

 

место

 

удара

 

молнии

 

или

 

возникновения

 

КЗ

вплоть

 

до

 

нескольких

 

метров

Благодаря

 

этому

 

значи

-

тельно

 

сокращается

 

время

 

работы

 

бригад

позволяя

 

бы

-

стро

 

и

 

оперативно

 

восстанавливать

 

работоспособность

 

линий

В

 

настоящее

 

время

 

запланировано

 

проведение

 

экспериментальных

 

испытаний

которые

 

позволят

 

отка

-

либровать

 

и

 

настроить

 

системы

 

на

 

максимально

 

эффек

-

тивную

 

работу

.

Обнаружение

 

активности

 

вблизи

 

ВЛ

 

актуально

 

для

 

предотвращения

 

несанкционированных

 

работ

 

в

 

охран

-

ной

 

зоне

Система

 

акустического

 

мониторинга

 

может

 

работать

 

как

 

по

 

ОКГТ

так

 

и

 

по

 

ОКФП

, «

слыша

» 

подъезд

 

техники

воздействие

 

на

 

опоры

выстрелы

 

из

 

ружья

 

и

 

т

.

п

события

Благодаря

 

этому

 

возможен

 

оперативный

 

выезд

 

бригады

 

для

 

предотвращения

 

аварийной

 

ситуации

 

на

 

ВЛ

Табл

. 1. 

Показания

 

прибора

 

ВАФ

 

при

 

снятии

 

векторных

 

диаграмм

Мониторинг

Система

Тип

 

кабеля

Тип

системы

DTS

DAS

DSS

ОКГТ ОКФП

1

Контроль

 

температуры

 

при

 

плавке

 

гололеда

 

на

 

грозозащитном

 

тросе

+

+

+

+

П

2

Контроль

 

температуры

 

фазного

 

провода

+

+

+

+

П

3

Контроль

 

состояния

 

изоляторов

 

ВЛ

+

+

+

О

4

Обнаружение

 

места

 

удара

 

молнии

+

+

О

5

Обнаружение

 

места

 

КЗ

 

на

 

ВЛ

+

+

+

О

6

Обнаружение

 

активности

 

вблизи

 

ВЛ

+

+

+

П

7

Контроль

 

начала

 

гололедообразования

+

+

+

П

20

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3(14), 

сентябрь

 2019

Диагностика

 

и

 

мониторинг


Page 5
background image

В

 

настоящее

 

время

 

система

 

также

 

находится

 

в

 

состоянии

 

экспериментального

 

тестирования

.

Контроль

 

начала

 

гололедообразования

 

возможен

 

с

 

по

-

мощью

 

систем

 

распределенного

 

мониторинга

 

напряженно

-

го

 

состояния

 

волокна

Для

 

этого

 

в

 

ОКГТ

 

или

 

ОКФП

 

одно

 

из

 

волокон

 

помещают

 

в

 

преднатянутом

 

состоянии

В

 

то

 

время

 

как

 

волокна

предназначенные

 

для

 

связи

укладываются

 

в

 

стальной

 

модуль

 

с

 

небольшой

 

избыточной

 

длиной

Де

-

лается

 

это

 

для

 

того

чтобы

 

при

 

возникновении

 

нагрузок

 

на

 

грозотрос

 

или

 

фазный

 

провод

 

в

 

результате

 

воздействия

 

льда

 

или

 

ветра

 

волокно

 

не

 

подвергалось

 

удли

 

нению

Пред

-

натянутое

 

волокно

 

при

 

любом

 

изменении

 

нагрузки

 

сразу

 

же

 

начинает

 

удлиняться

что

 

своевременно

 

фиксирует

 

систе

-

ма

Таким

 

образом

даже

 

небольшое

 

удлинение

 

ОКГТ

 

или

 

ОКФП

 

при

 

гололедообразовании

 

регистрируется

 

и

 

пред

-

принимаются

 

дальнейшие

 

превентивные

 

меры

например

 

плавка

 

гололеда

Весной

 2018 

года

 

на

 

территории

 

завода

 

«

Инкаб

» 

был

 

смонтирован

 

стенд

на

 

котором

 

между

 

дву

-

мя

 

опорами

 

подвешен

 

ОКГТ

 

с

 

преднатянутым

 

волокном

а

 

система

 

производства

 VIAVI 

на

 

основе

 

бриллюэновского

 

рефлектометра

 

определяет

 

изменение

 

нагрузки

 

на

 

грозо

-

трос

 (

рисунки

 5 

и

 6).

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

Пермэнерго

 

проводятся

 

работы

 

по

 

организации

 

опытно

-

промышленной

 

эксплуатации

 

по

-

добной

 

системы

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Волоконно

-

оптические

 

линии

 

связи

 

на

 

ВЛ

 

прошли

 

трансфор

-

мацию

 

от

 

простой

 

функции

 

передачи

 

данных

 

от

 

точки

 

А

 

до

 

точки

 

В

 

к

 

цифровизации

когда

 

с

 

помощью

 

этих

 

линий

 

стано

-

вится

 

возможным

 

дистанционное

 

управление

 

и

 

диспетчери

-

зация

 

различных

 

систем

 

и

 

оборудования

 

в

 

электроэнергети

-

ке

Очевиден

 

дальнейший

 

тренд

 

перехода

 

от

 

цифровых

 

ЛЭП

 

к

 

умным

 

ЛЭП

позволяющего

 

развернуть

 

распределенные

 

системы

 

мониторинга

 

по

 

всей

 

длине

 

линии

Несмотря

 

на

 

то

что

 

стоимость

 

самих

 

систем

 

в

 

настоящее

 

время

 

достаточ

-

но

 

велика

неизбежно

 

их

 

массовое

 

применение

 

в

 

будущем

 

и

следовательно

снижение

 

стоимости

Ровно

 

такой

 

же

 

путь

 

прошли

 

системы

 

мониторинга

 

силовых

 

кабельных

 

линий

от

 

редких

 

и

 

дорогих

 

первых

 

систем

 

к

 

повсеместному

 

ис

-

пользованию

 

на

 

линиях

 110 

кВ

 

и

 

выше

И

 

здесь

 

в

 

выигрыше

 

оказались

 

те

 

компании

которые

 

заранее

при

 

модернизации

 

линий

приобретали

 

силовые

 

кабели

 

с

 

оптическим

 

волокном

 

внутри

а

 

в

 

дальнейшем

 

достаточно

 

легко

 

оснащали

 

их

 

си

-

стемами

 

мониторинга

.

Именно

 

поэтому

 

важно

 

уже

 

сейчас

 

при

 

строительстве

 

но

-

вых

 

линий

 

и

 

реконструкции

 

существующих

 

использовать

 

воз

-

можности

 

и

 

сразу

 

закладывать

 

оптическое

 

волокно

 

и

 

в

 

гро

-

зозащитный

 

трос

 

на

 

всей

 

длине

 

ВЛ

и

 

в

 

фазный

 

провод

 

на

 

особо

 

ответственных

 

участках

Даже

 

не

 

приобретая

 

систему

 

мониторинга

 

сразу

компания

 

закладывает

 

возможность

 

ее

 

применения

 

в

 

дальнейшем

без

 

капитальных

 

затрат

 

на

 

мо

-

дернизацию

 

самой

 

инфраструктуры

 

ЛЭП

Строительство

 

ВЛ

 

с

 

использованием

 

оптических

 

волокон

 

перспективно

 

и

 

эко

-

номически

 

оправдано

так

 

как

 

позволяет

 

решать

 

сразу

 

три

 

задачи

передача

 

данных

цифровизация

 

и

 

мониторинг

.  

Рис

. 6. 

Стенд

 

на

 

заводе

 «

Инкаб

» 

для

 

тестирования

 

системы

 

контроля

 

начала

 

гололедообразования

Рис

. 5. 

Диаграмма

напряженного

 

состояния

 

волокна

 

на

 

стенде

завода

 «

Инкаб

»

21


Читать онлайн

Появлению нового инновационного решения всегда предшествует своя предыстория. Вопрос устойчивой работы ВЛ 35–110 кВ в Пермском крае в период погодных условий, способствующих образованию гололедо-изморозевых отложений (ГИО) на проводах и грозозащитных тросах, наиболее остро обозначился с 2006 года. С этого года фиксировался рост технологических нарушений по данной причине, и в 2014 году количество отключений достигло наибольшей величины (126 отключений). В последние годы также из-за погодных условий участилось образование «куржака» на проводах. В период с 2006 по 2018 годы по причине гололедообразования произошло 289 случаев аварийных отключений в сетях 35–110 кВ Пермэнерго.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(75), ноябрь-декабрь 2022

Перспективы цифровизации подстанций: многоканальный измеритель электрической энергии МИРТЕК-134-РУ

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии Диагностика и мониторинг
ГК «МИРТЕК»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(75), ноябрь-декабрь 2022

Система непрерывного контроля горючести газа из газовых реле силовых трансформаторов. Часть 1. Актуальность и функциональное назначение

Диагностика и мониторинг
АО «Техническая инспекция ЕЭС» ПАО «Россети Ленэнерго»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»