76
АНАЛИТИКА
СЕТИ РОССИИ
76
в
о
з
д
у
ш
н
ы
е
Л
Э
П
воздушные ЛЭП
А
ктуальность
предлагаемого
метода
об
-
условлена
тем
,
что
в
настоящее
вре
-
мя
перед
электроэнергетикой
России
стоит
серьёзная
техническая
пробле
-
ма
—
значительный
физический
и
моральный
износ
используемого
оборудования
.
Воздуш
-
ные
линии
,
имеющие
большую
протяжённость
,
являются
наименее
надёжными
элементами
энергосистемы
.
Значительная
часть
поврежде
-
ний
обусловлена
гололёдными
авариями
.
При
этом
возникают
массовые
провисания
и
обры
-
вы
проводов
,
разрушения
арматуры
,
поломки
опор
ЛЭП
.
Гололёдные
аварии
имеют
массовый
характер
и
приносят
большой
ущерб
.
При
этом
определение
места
повреждения
и
восстанов
-
ление
повреждённых
участков
ЛЭП
являются
наиболее
сложными
,
дорогостоящими
и
дли
-
тельными
технологическими
операциями
.
В
частности
,
в
2010
году
ущерб
от
гололёд
-
ных
аварий
на
территории
Республики
Татар
-
стан
для
ОАО
«
Сетевая
компания
»
составил
220
млн
рублей
.
В
2010—2011
годах
гололёд
-
ными
авариями
были
охвачены
территории
цен
-
тральной
части
России
,
которые
нанесли
огром
-
ный
ущерб
народному
хозяйству
страны
.
Имеется
большое
количество
авторских
сви
-
детельств
и
патентов
на
способы
и
устройства
обнаружения
гололёда
на
линиях
электропере
-
дачи
.
Но
предлагаемые
датчики
имеют
низкую
чувствительность
и
не
очень
надёжно
обнару
-
живают
появление
гололёда
на
проводах
линий
электропередачи
.
По
этой
и
другим
причинам
упомянутые
устройства
широкого
применения
не
получили
.
Ограниченное
практическое
применение
нашёл
только
метод
взвешивания
проводов
с
помощью
тензометрических
датчиков
,
уста
-
новленных
на
опорах
линий
электропередачи
,
показания
которых
через
специальный
теле
-
механический
канал
передаются
на
диспетчер
-
ский
пункт
[1—3].
Вес
провода
с
гололёдными
отложениями
измеряется
датчиком
только
на
том
пролёте
,
около
которого
он
установлен
.
Но
аварийно
опасные
массы
гололёдных
отложе
-
ний
могут
образоваться
и
на
других
неконтроли
-
руемых
участках
линии
,
где
их
не
удастся
обна
-
ружить
.
Поэтому
для
повышения
достоверности
измерений
необходимо
увеличивать
на
линии
количество
датчиков
и
устройств
,
передающих
их
показания
на
пункт
управления
,
что
является
достаточно
сложной
,
а
иногда
и
невыполнимой
технической
задачей
.
АППАРАТУРА
ЛОКАЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ
Метод
импульсной
локации
ЛЭП
известен
давно
[4].
В
60-
х
годах
прошлого
столетия
были
разработаны
устройства
для
локационного
зон
-
дирования
воздушных
линий
электропередачи
высокого
напряжения
как
в
СССР
,
так
и
за
рубе
-
жом
.
Устройство
ЛИДА
(
СССР
)
имело
мощность
зондирующего
импульса
25
кВт
,
устройство
Многоканальный
локационный мониторинг
гололёда на ЛЭП
В статье описываются принципиально новая ресурсосберегающая технология и
техника в виде локационного метода и аппаратуры обнаружения гололёда и по-
вреждений на воздушных линиях электропередачи (ЛЭП), не имеющие анало-
гов в мире и впервые внедрённые на подстанциях Татарстана. Кроме повыше-
ния надёжности ЛЭП путём предотвращения гололёдных аварий, локационный
метод позволяет сократить время перебоев в энергоснабжении потребителей за
счёт оперативного обнаружения повреждений проводов ЛЭП.
Ренат МИНУЛЛИН,
Казанский государственный энергетический университет (КГЭУ),
профессор, д. ф.-м. н.
77
№
5 (32) 2015
77
Р
5-7 (
СССР
) — 7
кВт
,
устройство
Toshiba (
Япония
)
10—15
кВт
,
устройство
Ferranti (
Великобритания
) —
1,25
кВт
[4].
Но
в
это
время
началось
бурное
развитие
систем
релейной
защиты
и
противоаварийной
автоматики
(
РЗА
и
ПА
),
которые
для
зондирования
воздушных
линий
использовали
импульсы
значительно
мень
-
шей
мощности
(
несколько
десятков
ватт
).
В
итоге
локационные
устройства
были
сняты
с
эксплуата
-
ции
,
т
.
к
.
они
создавали
непреодолимые
помехи
для
систем
РЗА
и
ПА
.
Сотрудникам
КГЭУ
удалось
возродить
метод
ло
-
кационной
диагностики
воздушных
линий
электро
-
передачи
благодаря
использованию
импульсов
со
-
измеримой
или
даже
меньшей
мощности
(
менее
30
ватт
),
чем
в
системах
РЗА
и
ПА
,
которые
не
способ
-
ны
нарушить
работу
этих
систем
.
При
этом
отражён
-
ные
локационные
импульсы
,
имеющие
амплитуду
меньше
амплитуды
сигналов
РЗА
и
ПА
,
успешно
вы
-
деляются
благодаря
использованию
современных
методов
цифровой
обработки
сигналов
и
современ
-
ных
компьютеров
,
которых
не
было
в
60-
х
годах
про
-
шлого
столетия
.
Локационные
исследования
были
начаты
в
КГЭУ
более
15
лет
тому
назад
,
в
1998
году
.
С
использо
-
ванием
современных
импульсных
рефлектометров
(
локаторов
)
РЕЙС
-105
Р
и
РЕЙС
-205
в
лабораторных
условиях
исследовались
макеты
электрических
ли
-
ний
,
а
в
полевых
условиях
исследовались
действу
-
ющие
линии
электропередачи
напряжением
10—
330
кВ
.
За
время
исследований
было
измерено
и
проанализировано
свыше
200
тысяч
рефлектограмм
линий
электропередачи
,
находящихся
в
отключён
-
ном
состоянии
или
под
рабочим
напряжением
в
ус
-
ловиях
отсутствия
гололёда
и
при
его
наличии
на
проводах
.
В
результате
многолетних
исследований
были
разработаны
методики
и
технологии
обнаружения
гололёдных
образований
на
проводах
линий
элек
-
тропередачи
,
а
также
методики
и
технологии
об
-
наружения
обрывов
и
коротких
замыканий
на
них
[5—8].
В
2009
году
КГЭУ
для
исследовательских
целей
были
спроектированы
и
изготовлены
специализиро
-
ванные
локационные
устройства
(
рис
. 1)
для
опера
-
тивного
непрерывного
наблюдения
за
состоянием
проводов
воздушных
линий
электропередачи
на
-
пряжением
110
кВ
и
введены
в
постоянную
эксплу
-
атацию
в
Татарстане
на
подстанциях
«
Кутлу
Букаш
»
(
Приволжские
электрические
сети
)
и
«
Бугульма
-110»
(
Бугульминские
электрические
сети
) [9—11].
В
2011
году
на
обеих
подстанциях
эти
локацион
-
ные
устройства
были
заменены
на
многоканальные
модернизированные
комплексы
,
которые
в
автома
-
тическом
режиме
функционируют
до
сегодняшнего
дня
.
В
2013
году
аналогичные
локационные
устрой
-
ства
были
установлены
на
подстанциях
«
Шкапово
»
(
ООО
«
Башкирэнерго
»,
Башкортостан
)
и
«
Баксан
»
(
ОАО
«
МЭС
Юга
»,
Северный
Кавказ
).
В
2012
году
по
заданию
ОАО
«
Федеральная
сетевая
компания
Единой
энергетической
систе
-
мы
» («
ФСК
ЕЭС
»)
совместно
с
сотрудниками
ОАО
«
Научно
-
производственное
объединение
«
Радио
-
электроника
»
им
.
В
.
И
.
Шимко
»
был
спроектирован
и
изготовлен
промышленный
опытный
образец
ав
-
тономной
и
автоматической
системы
мониторинга
гололёда
на
16
каналов
(
рис
. 2).
Были
организова
-
ны
его
успешные
всесторонние
испытания
на
реально
действу
-
ющих
линиях
,
образец
подготов
-
лен
к
промышленному
тиражи
-
рованию
[12].
С
каждой
контролируемой
подстанции
данные
зондиро
-
вания
после
предварительной
цифровой
обработки
передают
-
ся
в
реальном
времени
через
GSM-
каналы
или
Интернет
на
мониторы
Центра
управления
,
сбора
и
хранения
информации
(
рис
. 3),
расположенного
на
тер
-
Рис
. 1.
Локационное
устройство
для
диагностики
ЛЭП
Рис
. 2.
Промышленный
образец
системы
мониторинга
гололёда
на
16
каналов
78
СЕТИ РОССИИ
ритории
КГЭУ
.
На
мониторах
Центра
управления
ду
-
блируются
содержания
экранов
интерфейсов
опера
-
торов
на
контролируемых
подстанциях
.
МЕТОДИКА
ЛОКАЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ
Метод
локационного
зондирования
заключается
в
подаче
импульсного
сигнала
в
контролируемую
линию
и
определении
времени
,
затраченного
на
его
распространение
вдоль
провода
в
прямом
и
обрат
-
ном
направлениях
после
отражения
от
конца
линии
либо
от
высокочастотного
(
ВЧ
)
заградителя
[4, 7].
При
локационном
способе
об
-
наружения
гололёда
информа
-
цию
о
его
появлении
несут
зонди
-
рующие
импульсы
,
отражённые
от
любой
неоднородности
волно
-
вого
сопротивления
линии
(
далее
—
неоднородности
),
имеющейся
на
ней
.
Неоднородностями
явля
-
ются
концы
линий
или
ответвле
-
ний
от
них
,
ВЧ
-
заградители
,
ме
-
ста
присоединения
ответвлений
к
линии
электропередачи
,
места
соединения
воздушных
линий
с
кабельными
вставками
[8—10].
Гололёдные
образования
на
проводах
представляют
со
-
бой
неоднородный
диэлектрик
,
уменьшающий
скорость
распро
-
странения
сигнала
вдоль
линии
и
вызывающий
его
дополнитель
-
ное
затухание
,
обусловленное
диэлектрическими
потерями
энергии
электромагнитной
вол
-
ны
,
которая
расходуется
на
на
-
грев
слоя
гололёдного
покрытия
.
Локационный
метод
позволяет
определять
появление
гололёд
-
ных
образований
на
проводах
ЛЭП
путём
сравнения
времени
распространения
отражённых
сигналов
или
их
амплитуд
при
наличии
и
отсутствии
гололёд
-
ных
образований
[10, 11].
При
зондировании
линии
им
-
пульсным
локатором
(
рефлек
-
тометром
),
упрощённая
схема
подключения
которого
к
линии
показана
на
рис
. 4
а
,
совокупность
отражённых
импульсов
образует
рефлектограмму
.
Появление
го
-
лолёдных
отложений
на
линии
вызывает
изменения
рефлекто
-
граммы
.
Если
из
штатной
(
эта
-
лонной
)
рефлектограммы
(
рис
.
4
б
—
зелёная
линия
)
вычесть
текущую
рефлектограмму
(
рис
.
4
б
—
синяя
линия
),
то
разност
-
ные
изменения
надёжно
обнару
-
живаются
по
появлению
сигнала
,
соответствующего
концу
линии
(
рис
. 4
в
—
красная
линия
).
Чем
больше
волновое
сопротивление
линии
будет
изменяться
под
действием
толщины
гололёд
-
ных
отложений
из
-
за
изменения
диэлектрической
проницаемости
между
проводами
линии
,
тем
боль
-
ше
будет
разность
между
рефлектограммами
,
тем
больше
будут
уменьшение
амплитуды
импульса
∆
U
и
увеличение
задержки
импульса
Δ
τ
(
рис
. 4
б
).
На
рис
. 5
представлены
в
качестве
примера
су
-
точные
изменения
в
течение
недели
амплитуды
U
(
верхний
график
)
и
запаздывания
Δ
τ
(
нижний
график
)
Рис
. 3.
Мониторы
локационных
комплексов
в
Центре
управления
КГЭУ
Рис
. 4.
Обнаружение
гололёда
на
линии
110
кВ
«
Бугульма
-110 —
Бугульма
-500»:
а
—
схема
линии
;
б
—
рефлектограммы
линии
без
гололёда
(
—
)
и
при
наличии
гололёда
(
—
);
в
—
разность
(
—
)
рефлектограмм
линии
без
гололёда
и
при
наличии
гололёда
с
колебаниями
сигнала
в
точке
Б
,
обусловленными
наличием
гололёдных
отложений
(
обозначения
:
ВЧЗ
—
высокочастотный
заградитель
;
КС
—
конденсатор
связи
;
ФП
—
фильтр
присоединения
;
локатор
—
локационное
устройство
)
ВЧЗ
ФП
КС
КС
Локатор
ФП
ВЧЗ
∆
U
∆
U
U
l
,
м
а
б
в
А
А
Б
Б
ПС
«
Бугульма
-110»
11 800
м
Наличие
гололёда
ПС
«
Бугульма
-500»
∆
τ
79
№
5 (32) 2015
отражённых
импульсов
на
ЛЭП
110
кВ
«
Кутлу
Букаш
—
Рыбная
Слобода
».
При
появлении
гололёдных
отложений
величины
амплитуды
U
и
задержки
Δ
τ
изменяются
син
-
хронно
,
как
это
видно
на
рис
. 5
(
отмечено
штрих
-
пунктирными
контурами
).
Использование
двух
критериев
U (
или
∆
U)
и
Δ
τ
по
-
вышает
надёжность
и
достовер
-
ность
обнаружения
гололёда
на
проводах
ЛЭП
.
На
отсчёты
амплитуды
U
и
запаздывания
Δ
τ
отражённого
импульса
кроме
гололёдных
от
-
ложений
могут
влиять
погодные
условия
,
изменения
температу
-
ры
окружающей
среды
(
пунктир
-
ная
линия
на
рис
. 5,
шкала
темпе
-
ратур
с
правой
стороны
рисунка
),
ветровые
воздействия
и
т
.
д
.
ЛОКАЦИОННЫЕ
ПРОГРАММНО
-
АППАРАТНЫЕ
КОМПЛЕКСЫ
В
настоящее
время
сотруд
-
никами
КГЭУ
разработана
и
изготовлена
малая
серия
ис
-
следовательских
программно
-
аппаратных
комплексов
для
ло
-
кационного
зондирования
ЛЭП
,
которая
имеет
несколько
вари
-
антов
исполнения
:
настольный
,
настенный
,
мобильный
.
Эти
комплексы
успешно
ис
-
пользуются
на
действующих
подстанциях
для
иссле
-
дования
особенностей
зондирования
ЛЭП
при
нали
-
чии
и
отсутствии
гололёда
на
проводах
.
В
программно
-
аппаратном
комплексе
модернизи
-
рованной
многоканальной
системы
мониторинга
го
-
лолёда
можно
выделить
основные
функциональные
узлы
(
рис
. 6):
•
устройство
локационного
зондирования
;
•
устройство
коммутации
;
•
компьютер
с
радиомодемом
и
интерфейсом
опе
-
ратора
;
•
центральный
сервер
с
радиомодемом
и
интер
-
фейсом
диспетчера
.
Устройство
локационного
зондирования
системы
мониторинга
гололёда
осуществляет
следующие
операции
[8—10]:
•
генерирование
и
ввод
в
линию
зондирующих
импульсов
;
•
приём
импульсов
,
отражённых
от
конца
линии
;
•
выделение
отражённых
импульсов
на
фоне
случайных
помех
и
помех
,
вызванных
работой
систем
связи
,
телемеханики
,
релейной
защиты
и
автоматики
;
•
определение
наличия
гололёда
по
задержке
и
уменьшению
амплитуды
отражённого
импульса
.
Устройство
коммутации
предназначено
для
под
-
ключения
к
выходу
/
входу
локационного
устройства
проводов
одной
из
16
контролируемых
воздушных
линий
подстанции
.
Компьютер
с
радиомодемом
и
интерфейсом
опе
-
ратора
управляет
работой
локационного
устройства
,
обеспечивает
передачу
данных
на
центральный
сер
-
вер
и
формирует
интерфейс
оператора
.
Центральный
сервер
через
радиомодем
прини
-
мает
информацию
с
устройства
локационного
зон
-
дирования
,
формирует
интерфейс
оператора
и
вы
-
полняет
функции
архиватора
.
Аппаратура
локационного
зондирования
обычно
устанавливается
на
подстанции
в
помещении
около
стойки
высокочастотной
связи
,
так
как
подключается
к
его
выходной
клемме
параллельно
с
высокочастот
-
ным
кабелем
.
На
всех
подстанциях
,
где
проходят
испытания
локационных
комплексов
,
была
выполнена
для
контролируемых
линий
электропередачи
предва
-
рительная
диагностика
их
состояния
,
определена
их
конфигурация
,
сняты
эталонные
рефлектограм
-
мы
,
выявлены
каналы
и
частоты
мешающей
высо
-
кочастотной
технологической
связи
,
определены
параметры
зондирующих
локационных
сигналов
,
установлены
режимы
зондирования
,
приняты
меры
для
выделения
отражённых
импульсов
сре
-
ди
помех
.
Рис
. 6.
Функциональная
схема
локационного
комплекса
мониторинга
гололёда
Устройство
локационного
зондирования
Устройство
коммутации
Интерфейс
диспетчера
Центральный
сервер
Радио
-
модем
Интерфейс
оператора
Компьютер
Радио
-
модем
1
2
n
Линии
Рис
. 5.
Суточные
изменения
в
течение
недели
амплитуды
U (
верхний
график
)
и
запаздывания
Δ
τ
(
нижний
график
)
отражённых
импульсов
на
ЛЭП
110
кВ
«
Кутлу
Букаш
—
Рыбная
Слобода
»
штрих
-
пунктирными
контурами
обозначены
регистрации
гололёдных
образований
[12.03—18.03.2012]
θ
,
о
C
t
,
часы
Δ
τ
,
мк
с
U
,
о
.
е
.
Дни
40
20
0
-20
-40
120
80
0,25
0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12
12.03.12 13.03.12 14.03.12 15.03.12 16.03.12 17.03.12 18.03.12
0,75
80
СЕТИ РОССИИ
В
настоящее
время
на
подстанции
«
Бугуль
-
ма
-110»
локационный
комплекс
обслуживает
семь
линий
электропередачи
протяжённостью
до
43000
м
,
из
них
шесть
линий
на
110
кВ
и
одна
линия
на
35
кВ
(«
Бугульма
-110 —
Соколка
»).
Схема
рас
-
положения
контролируемых
линий
электропередачи
по
отношению
к
подстанции
«
Бугульма
-110»
пред
-
ставлена
на
рис
. 7.
На
подстанции
«
Кутлу
Букаш
»
аналогич
-
ный
модернизированный
вариант
локационно
-
го
комплекса
осуществляет
контроль
четырёх
линий
напряжением
110
кВ
протяжённостью
до
70000
метров
.
Вышеупомянутые
комплексы
локационного
обна
-
ружения
гололёда
работают
в
непрерывном
автома
-
тическом
режиме
зондирования
через
30 (60)
минут
с
передачей
данных
в
Центр
управления
КГЭУ
,
а
также
дежурным
операторам
и
диспетчерам
контро
-
лируемых
подстанций
.
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ
ЛОКАЦИОННОГО
МОНИТОРИНГА
ЛИНИЙ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
В
составе
локационного
комплекса
используются
два
вида
визуализации
результатов
зондирования
линий
электропередачи
:
•
интерфейс
для
контроля
работоспособности
ком
-
плекса
и
контроля
текущей
гололёдной
обстанов
-
ки
на
проводах
отходящих
линий
(
для
оператора
,
обслуживающего
комплекс
);
•
интерфейс
для
контроля
появления
и
динамики
образования
гололёдных
отложений
,
а
также
для
определения
аварийной
опасности
гололёдных
отложений
на
конкретных
линиях
и
динамики
их
плавки
(
для
диспетчера
подстанции
).
На
экране
интерфейса
оператора
в
декартовой
системе
координат
регистрируются
в
текущем
ре
-
жиме
реальные
изменения
во
времени
удельного
запаздывания
δ
τ
(
или
средней
толщины
стенки
)
го
-
лолёдного
отложения
на
каждой
линии
контролируемой
подстан
-
ции
(
см
.
рис
. 10).
При
этом
чёт
-
ко
видна
корреляция
во
времени
нарастания
масс
гололёда
на
разных
линиях
,
что
позволяет
выделить
линию
,
где
гололёд
-
ные
отложения
достигают
крити
-
ческих
значений
,
требующих
его
плавки
.
По
данным
этого
интер
-
фейса
можно
прекратить
плавку
гололёда
,
когда
его
масса
пере
-
стаёт
быть
угрожающей
возник
-
новением
аварии
,
и
тем
самым
сократить
расходы
электроэнер
-
гии
на
плавку
,
так
как
они
весьма
велики
.
Кроме
того
,
интерфейс
оператора
является
своеобраз
-
ным
«
чёрным
ящиком
»,
так
как
позволяет
сохранять
и
демон
-
стрировать
при
необходимости
архивную
информацию
о
голо
-
лёде
на
проводах
в
заданном
ин
-
тервале
времени
(
неделя
,
месяц
,
год
и
более
).
Интерфейс
диспетчера
яв
-
ляется
мнемосхемой
линий
электропередачи
,
отходящих
с
подстанции
«
Бугульма
-110»
(
рис
. 8).
Контролируемые
линии
могут
быть
разбиты
на
участки
,
согласно
имеющимся
на
них
не
-
однородностям
волнового
сопро
-
тивления
[9, 13].
Величина
массы
гололёдного
отложения
на
линии
характеризуется
цветовой
града
-
цией
:
зелёный
цвет
—
отсутствие
гололёда
,
жёлтый
цвет
—
голо
-
лёд
в
пределах
нормы
;
красный
цвет
—
гололёд
выше
критиче
-
ской
нормы
(
опасность
аварии
).
Это
позволяет
диспетчеру
ви
-
деть
распределение
масс
голо
-
Рис
. 8.
Экран
интерфейса
диспетчера
,
на
котором
демонстрируются
цветовой
градацией
уровни
гололёдных
отложений
на
семи
линиях
подстанции
«
Бугульма
-110»:
зелёный
—
гололёд
отсутствует
,
жёлтый
—
гололёд
в
пределах
нормы
,
красный
—
гололёд
превысил
нормативное
значение
Рис
. 7.
Схема
расположения
семи
линий
электропередачи
подстанции
«
Бугульма
-110»,
контролируемых
локационным
комплексом
ПС
«
Бугульма
-110»
1. «
Бугульма
-110 —
Письмянка
»
2. «
Бугу
льма
-1
10 —
Караб
аш
»
6. «
Бугульма
-110 —
Бугульма
-500»
7. «
Бугульма
-110 —
Западная
»
3. «
Бугульма
-110 —
Бирючевка
»
4. «
Бугульма
-110 —
Соколка
»
5. «
Бугульма
-110 —
Каракашлы
»
81
№
5 (32) 2015
лёдных
отложений
по
лини
-
ям
,
чётко
выделять
линию
с
наибольшими
гололёдными
отложениями
и
принимать
решение
о
первоочередной
плавке
гололёда
на
ней
[14].
ОБНАРУЖЕНИЕ
ГОЛОЛЁДНЫХ
ОТЛОЖЕНИЙ
Экспериментальные
ис
-
следования
гололёдных
от
-
ложений
на
линиях
электро
-
передачи
ведутся
с
2009
го
-
да
в
непрерывном
автома
-
тическом
режиме
.
На
рис
. 9
представлены
в
качестве
примера
изменения
пара
-
метров
Δ
U
и
Δ
τ
на
линии
«
Бугульма
-110 —
Бугуль
-
ма
-500»
за
январь
2011—
2014
годов
.
По
данным
рис
. 9
наи
-
большие
гололёдные
об
-
разования
наблюдались
1
января
2014
года
,
когда
U
уменьшилось
до
25
от
-
носительных
единиц
,
а
Δ
τ
увеличилось
до
2
мкс
.
Эти
значения
U
и
Δ
τ
были
ниже
критических
,
как
и
все
остальные
,
поэтому
плавка
гололёда
на
линии
электро
-
передачи
«
Бугульма
-110 —
Бугульма
-500»
в
рассматри
-
ваемые
периоды
времени
не
производилась
.
Так
как
локационные
из
-
мерения
являются
инте
-
гральными
,
то
при
одинако
-
вой
гололёдной
обстановке
на
длинных
линиях
значе
-
ния
Δ
U
и
Δ
τ
оказываются
за
-
вышенными
по
отношению
к
коротким
линиям
.
Поэтому
более
объективными
пара
-
метрами
являются
удель
-
ные
значения
затухания
δ
K (
дБ
/
км
)
и
запаздывания
δ
τ
(
мкс
/
км
),
приведённые
к
единице
длины
линии
,
в
данном
случае
к
длине
ли
-
нии
в
1
км
.
Примеры
результатов
многоканального
зондирования
на
подстанции
«
Бу
-
гульма
-110»
за
период
ноябрь
—
декабрь
2014
г
.
с
измерениями
удельных
значений
δ
τ
приведены
на
рис
. 10.
Данные
сняты
непосредственно
с
экрана
ин
-
терфейса
оператора
.
В
это
время
удельные
запаздывания
достигали
δ
τ
= 0,3
мкс
/
км
на
линии
«
Бугульма
-110 —
Кара
-
баш
»
и
δ
τ
= 0,2
мкс
/
км
на
линиях
электропередачи
«
Бугульма
-110 —
Письмянка
», «
Бугульма
-110 —
Бирючевка
»
и
«
Бугульма
-110 —
Бугульма
-500».
На
остальных
линиях
эти
параметры
имели
меньшие
значения
.
Согласно
данным
рис
. 10
наибольшие
гололёд
-
ные
отложения
имели
место
на
линии
«
Бугульма
-110
—
Западная
»,
где
для
предотвращения
обрыва
про
-
водов
была
произведена
18
декабря
2014
года
плав
-
Рис
. 9.
Изменения
амплитуды
U
и
запаздывания
Δ
τ
отражённых
локационных
сигналов
при
образовании
гололёдных
отложений
(
обозначено
штриховыми
контурами
)
на
линии
«
Бугульма
-110 —
Бугульма
-500»
за
январь
2011—2014
гг
.
01.01.11
06.01.11
11.01.11
16.01.11
21.01.11
26.01.11 31.01.11
100
75
50
25
1,7
1,1
0,5
-0,1
U
,
о
.
е
.
Δ
τ
,
мкс
01.01.12
06.01.12
11.01.12
16.01.12
21.01.12
26.01.12 31.01.12
100
75
50
25
1,7
1,1
0,5
-0,1
U
,
о
.
е
.
Дни
Дни
Δ
τ
,
мкс
01.01.13
06.01.13
11.01.13
16.01.13
21.01.13
26.01.13 31.01.13
100
75
50
25
1,7
1,1
0,5
-0,1
U
,
о
.
е
.
Δ
τ
,
мкс
Дни
Дни
Январь
2014
год
01.01.14
06.01.14
11.01.14
16.01.14
21.01.14
26.01.14 31.01.14
100
75
50
25
1,7
1,1
0,5
-0,1
U
,
о
.
е
.
Δ
τ
,
мкс
Январь
2013
год
Январь
2012
год
Январь
2011
год
82
СЕТИ РОССИИ
ка
гололёда
(
отмечено
звездочкой
*)
при
значениях
δК
= 1,2
дБ
/
км
и
δ
τ
= 0,48
мкс
/
км
.
Небольшие
гололёдные
отложения
обнаружи
-
вались
на
линиях
«
Бугульма
-110 —
Каракашлы
»
и
«
Бугульма
-110 —
Соколка
».
Линия
«
Бугульма
-110
—
Каракашлы
»,
в
отличие
от
других
,
находится
по
отношению
к
подстанции
«
Бугульма
-110»
на
северо
-
востоке
,
где
гололёд
образуется
редко
и
не
очень
интенсивно
.
Линия
«
Бугульма
-110 —
Соколка
»
явля
-
ется
самой
нагруженной
и
поэтому
самой
устойчи
-
вой
к
гололёдообразованию
.
На
рис
. 11
приведён
фотоснимок
изморозевого
об
-
разования
на
проводах
линии
электропередачи
«
Бу
-
гульма
-110 —
Карабаш
» 1
декабря
2014
года
в
10
ча
-
сов
16
мин
,
которому
соответствовали
δК
= 0,3
дБ
/
км
и
δ
τ
= 0,1
мкс
/
км
(
момент
фотосъёмки
отмечен
на
рис
.
10
крестиком
).
Естественно
,
что
такое
изморозевое
об
-
разование
не
могло
вызвать
обрыва
проводов
ЛЭП
.
Разработана
методика
и
компьютерная
программа
пересчёта
регистрируемых
параметров
локационного
зондирования
:
амплитуды
U
и
запаздывания
Δ
τ
отражён
-
ных
импульсов
в
толщину
стенки
гололёдных
образо
-
ваний
[13].
Пример
опреде
-
ления
стенки
гололёдных
отложений
на
проводах
ли
-
нии
«
Кутлу
Букаш
—
Рыбная
Слобода
»
путём
пересчёта
значений
∆
τ
(
ось
ординат
справа
)
в
толщину
стенки
гололёда
(
ось
ординат
сле
-
ва
)
по
данным
измерений
в
течение
29.11—5.12.2012
представлен
на
рис
. 12.
Максимум
гололёдного
об
-
разования
толщиной
в
2
мм
наблюдался
1
декабря
2012
года
.
Масса
этих
гололёдных
отложений
не
представляла
угрозы
целостности
прово
-
дам
воздушных
линий
.
СРАВНЕНИЕ
ПОКАЗАНИЙ
ЛОКАЦИОННОГО
МЕТОДА
И
ВЕСОВЫХ
ДАТЧИКОВ
ПРИ
ОБНАРУЖЕНИИ
ГОЛОЛЁДА
С
помощью
исследова
-
тельских
комплексов
с
2013
года
происходят
сравнения
данных
локационного
зон
-
дирования
и
данных
метода
взвешивания
проводов
на
линиях
110
кВ
на
территории
подстанции
«
Баксан
»,
вхо
-
дящей
в
состав
ОАО
«
МЭС
Юга
» (
Северный
Кавказ
)
и
на
линии
330
кВ
на
территории
подстанции
«
Шкапово
»,
вхо
-
дящей
в
состав
ООО
«
Баш
-
кирэнерго
» (
Башкортостан
).
δ
τ
,
мкс
/
км
Рис
. 10.
Пример
изменения
удельного
запаздывания
δ
τ
отражённых
локационных
сигналов
при
образовании
гололёдных
отложений
на
контролируемых
линиях
подстанции
«
Бугульма
-110»
(
информация
с
экрана
интерфейса
оператора
) [1.11—22.12.2014]
0,3
0,2
0,1
0
-0,1
δ
τ
,
мкс
/
км
0,3
0,2
0,1
0
-0,1
δ
τ
,
мкс
/
км
0,3
0,2
0,1
0
-0,1
δ
τ
,
мкс
/
км
0,3
0,2
0,1
0
-0,1
δ
τ
,
мкс
/
км
0,3
0,2
0,1
0
-0,1
δ
τ
,
мкс
/
км
0,3
0,2
0,1
0
-0,1
δ
τ
,
мкс
/
км
0,3
0,2
0,1
0
-0,1
«
Бугульма
-110 —
Каракашлы
»
«
Бугульма
-110 —
Карабаш
»
«
Бугульма
-110 —
Западная
»
«
Бугульма
-110 —
Соколка
»
«
Бугульма
-110 —
Бугульма
-500»
«
Бугульма
-110 —
Бирючевка
»
«
Бугульма
-110 —
Письмянка
»
01.11.14
11.11.14
21.11.14
1.12.14
11.12.14
Дни
*
83
№
5 (32) 2015
Сравнительные
эксперименты
на
территории
подстанции
«
Шкапово
»
были
осуществлены
зимой
2013—2014
годов
на
линии
110
кВ
«
Шкапово
—
Че
-
годаево
» [15].
Предварительно
была
разработана
методика
пересчёта
значений
уменьшения
ампли
-
туды
Δ
U
и
увеличения
запаздывания
Δ
τ
отражён
-
ных
локационных
сигналов
в
эквивалентную
массу
гололёдных
отложений
на
ЛЭП
[13].
Эта
методика
позволяет
сравнивать
результаты
измерений
,
полу
-
ченных
локационным
методом
и
методом
взвешива
-
ния
,
в
сопоставимых
единицах
по
массе
гололёдных
отложений
.
На
рис
. 13
представлены
графики
изменения
массы
гололёда
на
проводе
фазы
A,
полученные
по
данным
устройства
локационного
зондирования
(
рис
. 13
а
)
и
по
данным
весовых
датчиков
,
которые
установлены
на
фазных
проводах
А
,
В
и
С
около
опоры
№
23 (
рис
. 13,
б
—
г
).
Иллюстрируются
два
слу
-
чая
образования
гололёда
на
линии
«
Шкапово
—
Че
-
годаево
»
за
периоды
вре
-
мени
: 28.11—4.12 2013
и
5.12—15.12 2013,
которые
обозначены
штриховыми
контурами
1
и
2
соответ
-
ственно
.
28.11.2013
начался
процесс
гололёдообра
-
зования
с
увеличением
массы
гололёда
на
всех
трёх
фазных
проводах
(
контур
1).
По
данным
ве
-
совых
датчиков
30.11.2013
на
проводах
трёх
фаз
на
-
блюдалось
по
45—65
кг
гололёдных
отложений
в
одном
пролёте
(
рис
. 13
б
,
в
,
г
).
При
локационном
зон
-
дировании
масса
голо
-
лёда
рассчитывается
по
данным
о
затухании
и
за
-
паздывании
отражённых
импульсов
согласно
мо
-
дальной
теории
распро
-
странения
сигналов
по
высокочастотным
трактам
воздушных
линий
[13].
Ло
-
кационный
метод
даёт
ус
-
реднённое
по
длине
линии
значение
массы
гололёда
.
Предполагая
равномерное
распределение
гололёд
-
ного
покрытия
,
по
длине
линии
,
можно
,
определить
значение
массы
гололёда
в
одном
пролёте
,
которое
может
быть
сопоставлено
с
данными
весовых
дат
-
чиков
.
Соответствующие
показания
локационного
Рис
. 11.
Изморозевое
образование
на
проводах
линии
«
Бугульма
-110 —
Карабаш
» 1
декабря
2014
года
в
10
часов
16
мин
,
которому
соответствовали
δК
= 0,3
дБ
/
км
и
δ
τ
= 0,1
мкс
/
км
(
момент
фотосъёмки
отмечен
на
рис
. 10
крестиком
)
Рис
. 12.
Контроль
локационным
методом
в
течение
7
дней
процесса
нарастания
толщины
стенки
гололёдного
образования
на
проводах
линии
110
кВ
«
Кутлу
Букаш
—
Рыбная
Слобода
» [29.11—5.12.2012]
Рис
. 13.
Динамика
изменения
массы
гололёдных
отложений
по
данным
локационного
устройства
,
подключённого
к
фазе
А
, (
а
)
и
по
данным
весовых
датчиков
на
фазах
А
,
В
и
С
(
б
—
г
)
на
проводах
линии
110
кВ
«
Шкапово
—
Чегодаево
»
штриховой
контур
1 —
период
28.11—4.12 2013;
штриховой
контур
2 —
период
5.12—15.12.2013 [22.11—23.12.2013]
90
60
30
0
-30
2
1,5
1
0,5
0
4
2
0
90
60
30
0
-30
90
60
30
0
-30
90
60
30
0
-30
Масса
,
кг
Толщина
стенки
гололёда
b,
мм
Запаздывание
Δ
τ
,
мкс
б
а
г
в
Локационное
устройство
Фаза
А
Фаза
В
Фаза
С
Дни
1
2
22.11.13
27.11.13
2.12.13
7.12.13
17.12.13
17.12.13 22.12.13
29.11.12
30.11.12
01.12.12
02.12.10
03.12.12
04.12.12 05.12.12
Дни
0
12
0
12
0
12
0
12
0
12
0
12
0
12
t
,
часы
84
СЕТИ РОССИИ
метода
,
пересчитанные
таким
образом
,
дают
зна
-
чения
массы
около
30
кг
для
одного
пролёта
линии
(
рис
. 13
а
).
Расхождение
показаний
локационного
метода
и
метода
весовых
датчиков
,
по
всей
видимости
,
вы
-
звано
тем
,
что
распределение
льда
вдоль
линии
электропередачи
было
неравномерным
,
т
.
е
.
на
участках
,
не
контролируемых
весовыми
датчика
-
ми
,
стенка
гололёда
могла
быть
меньше
,
чем
около
опоры
№
23.
Второй
период
гололёдообразования
начался
5.12.2013 (
контур
2
на
рис
. 13).
Согласно
показаниям
весовых
датчиков
провода
фазы
А
были
наиболее
подвержены
отложениям
гололёда
.
При
этом
в
двух
полупролётах
около
опоры
№
23
масса
отложений
на
проводах
достигала
75—110
кг
(
рис
. 13,
б
—
г
).
По
показаниям
локационной
системы
средняя
мас
-
са
отложений
на
проводе
фазы
A
в
одном
пролёте
достигала
70
кг
(
рис
. 13
а
).
Масса
гололёдного
об
-
разования
на
линии
резко
уменьшилась
14.12.2013
естественным
путём
без
внешнего
вмешательства
,
и
плавка
гололёда
не
потребовалась
.
Из
сравнения
графиков
рис
. 13
а
—
г
видно
,
что
ди
-
намика
изменения
веса
провода
с
гололёдными
от
-
ложениями
при
гололёдообразовании
фиксируется
устройством
локационного
зондирования
и
весовы
-
ми
датчиками
достаточно
объективно
.
Однако
в
де
-
талях
есть
расхождения
их
показаний
,
обусловлен
-
ные
тем
,
что
эти
устройства
имеют
разные
принципы
действия
.
КОНТРОЛЬ
ПЛАВКИ
ГОЛОЛЁДА
ЛОКАЦИОННЫМ
МЕТОДОМ
И
ВЕСОВЫМИ
ДАТЧИКАМИ
Рассмотрим
примеры
регистрации
данных
лока
-
ционным
методом
и
методом
взвешивания
проводов
в
условиях
плавки
гололёда
на
проводах
линий
элек
-
тропередачи
на
подстанциях
«
Баксан
»
и
«
Шкапово
».
Плавка
гололёда
на
подстанции
«
Баксан
»
со
-
стоялась
на
ЛЭП
330
кВ
«
Баксан
—
Прохладная
2»
26.02.2013 [9].
Процесс
плавки
гололёдных
отложе
-
ний
иллюстрируется
рис
. 14,
где
представлены
за
-
паздывания
Δ
τ
отражённых
сигналов
по
результатам
локационного
зондирования
(
а
),
данные
Δ
P
весового
датчика
на
опоре
№
243
на
расстоянии
1,3
км
от
на
-
чала
линии
(
б
)
и
весового
датчика
на
опоре
№
240
на
расстоянии
2,0
км
от
начала
линии
(
в
).
Нарастание
гололёдного
отложения
согласно
временному
графику
Δ
τ
= f(t)
локационного
метода
(
рис
. 14
а
)
и
графикам
Δ
P = f(t)
метода
взвешивания
(
рис
. 14
б
,
в
)
началось
в
полночь
24.12.2013.
При
этом
по
данным
весовых
датчиков
гололёдные
образова
-
ния
на
фазных
проводах
имели
разные
скорости
на
-
растания
,
а
конечные
величины
отложений
гололёд
-
ных
масс
по
абсолютному
значению
не
совпали
между
собой
(
рис
. 14
б
и
14
в
).
Причём
около
опоры
№
243
максимум
массы
голо
-
лёдных
отложений
(1350
кг
)
наблюдался
на
проводе
фазы
C,
а
минимум
(450
кг
)
—
на
проводе
фазы
B,
в
то
время
как
у
опоры
№
240
максимум
массы
(400
кг
)
пришёлся
на
фазу
В
,
а
ми
-
нимум
(270
кг
) —
на
фазу
А
.
Опоры
находятся
на
рас
-
стоянии
0,7
км
друг
от
дру
-
га
,
а
фазные
провода
и
того
ближе
(
на
расстоянии
не
-
скольких
метров
),
поэтому
трудно
предположить
,
что
различия
в
абсолютных
ве
-
личинах
массы
гололёдных
отложений
на
фазных
про
-
водах
объясняются
нерав
-
номерностью
в
простран
-
стве
гололёдообразующего
потока
.
Обнаруженные
раз
-
личия
в
измерениях
массы
гололёда
,
видимо
,
являют
-
ся
следствием
разного
на
-
тяжения
фазных
проводов
в
пролёте
при
их
монтаже
и
разной
чувствительности
самих
датчиков
.
Плавка
гололёда
про
-
изошла
26.02.2013
в
Рис
. 14.
Изменения
со
временем
интенсивности
гололёдных
отложений
на
линии
330
кВ
«
Баксан
—
Прохладная
2»
(
Северный
Кавказ
),
обнаруживаемой
локационным
устройством
по
запаздыванию
сигнала
Δ
τ
на
проводе
фазы
A (
а
)
и
по
данным
весовых
датчиков
на
проводах
фаз
A, B
и
C
около
опоры
№
243 (
б
)
и
опоры
№
240,
где
* —
момент
плавки
гололёда
Локационное
устройство
22.02.13
23.02.13
24.02.13
25.02.13
26.02.13
27.02.13 28.02.13
Дни
Фаза
А
Фаза
А
Фаза
С
Фаза
С
Δ
τ
,
мкс
∆Р
,
кг
∆Р
,
кг
а
*
б
в
Фаза
В
Фаза
В
5
4
3
2
1
0
-1
1500
1200
900
600
300
0
500
400
300
200
100
0
-100
85
№
5 (32) 2015
полдень
.
Моменты
осво
-
бождения
проводов
от
голо
-
лёдных
отложений
(
отмече
-
но
звездочкой
)
на
графике
Δ
τ
= f(t)
локационного
ме
-
тода
по
проводу
фазы
A
(
рис
. 14
а
)
и
на
графиках
Δ
P = f(t)
показаний
весо
-
вых
датчиков
по
проводам
фаз
A, B, C
около
опоры
№
243 (
рис
. 14
б
)
и
опоры
№
240 (
рис
. 14
в
)
чётко
со
-
впадают
.
В
результате
плав
-
ки
фазные
провода
были
полностью
освобождены
от
гололёдных
отложений
,
как
это
видно
на
графи
-
ках
Δ
P = f(t)
метода
весо
-
вых
датчиков
на
рис
. 14
б
и
14
в
,
а
также
графике
Δ
τ
= f(t)
локационного
метода
на
рис
. 14
а
.
Но
про
-
цесс
гололёдообразования
продолжался
,
хотя
и
не
достиг
опасных
значений
и
завершился
после
полу
-
дня
27.02.2013,
что
хорошо
видно
на
всех
времен
-
ных
графиках
рис
. 14.
Согласно
рис
. 14
динамики
изменения
массы
го
-
лолёдных
отложений
до
и
после
их
плавки
по
реги
-
страциям
локационным
методом
и
методом
весовых
датчиков
полностью
совпадают
.
Плавка
гололёда
на
подстанции
«
Шкапово
»
состоялась
на
линии
110
кВ
«
Шкапово
—
Чегодае
-
во
» 28.12.2013 [15].
На
рис
. 15
представлена
дина
-
мика
нарастания
массы
гололёдных
образований
со
временем
и
их
последующей
плавки
за
период
времени
26.12—28.12.2013.
Вечером
26.12.2013
на
-
чалось
интенсивное
отложение
гололёда
на
прово
-
дах
,
значения
массы
гололёда
28.12.2013
достигли
375—400
кг
в
одном
пролёте
согласно
показаниям
как
локационной
системы
,
так
и
весового
датчика
на
проводе
фазы
А
.
Для
предотвращения
аварии
была
произведена
плавка
гололёда
на
проводах
трёх
фаз
линии
.
В
ре
-
зультате
плавки
28.12.2013
масса
гололёда
на
про
-
водах
была
уменьшена
до
допустимых
значений
,
как
это
видно
на
рис
. 15.
По
показаниям
весовых
датчиков
значения
мас
-
сы
гололёдных
отложений
на
фазных
проводах
по
абсолютной
величине
не
совпадают
между
собой
(
см
.
рис
. 15).
Несовпадение
показаний
весовых
дат
-
чиков
при
образовании
гололёдных
отложений
на
фазных
проводах
наблюдается
и
на
линии
«
Баксан
—
Прохладная
2» (
рис
. 14),
что
может
объясняться
,
как
указывалось
выше
,
различной
степенью
натяжения
фазных
проводов
при
их
монтаже
и
не
одинаковой
чувствительностью
весовых
датчиков
.
Несовпаде
-
ние
по
абсолютной
величине
данных
весовых
дат
-
чиков
гололёда
,
установленных
на
разных
фазных
проводах
линии
электропередачи
,
снижает
досто
-
верность
показаний
весовых
датчиков
и
затрудня
-
ет
определение
критической
массы
гололёдных
от
-
ложений
,
которые
могут
вызвать
аварию
на
ЛЭП
,
и
вносит
неопределённость
в
принятие
диспетчером
оперативного
решения
о
начале
плавки
гололёдных
отложений
.
Поэтому
юстировка
показаний
локационной
ап
-
паратуры
при
обнаружении
гололёда
по
показаниям
весовых
датчиков
требует
предварительной
юсти
-
ровки
самих
весовых
датчиков
.
В
результате
многолетних
исследований
особен
-
ностей
отражения
локационных
сигналов
в
линиях
электропередачи
при
наличии
гололёдных
отложе
-
ний
и
повреждений
на
проводах
разработаны
прин
-
ципы
и
методики
их
обнаружения
.
С
использованием
полученной
физико
-
технической
информации
раз
-
работаны
и
изготовлены
программно
-
аппаратные
локационные
комплексы
.
Разработаны
технологии
их
использования
в
режиме
обнаружения
гололёд
-
ных
отложений
и
повреждений
линий
электропере
-
дачи
.
Разработанные
локационные
комплексы
вне
-
дрены
на
четырёх
подстанциях
России
и
в
течение
нескольких
лет
осуществляют
непрерывный
кругло
-
суточный
и
круглогодичный
мониторинг
состояния
линий
электропередачи
в
автоматическом
режиме
с
передачей
результатов
измерений
в
Центр
управ
-
ления
,
расположенный
в
КГЭУ
,
а
также
операторам
и
диспетчерам
подстанций
.
Разработанная
система
мониторинга
гололёда
на
проводах
линий
электро
-
передачи
может
быть
использована
на
территории
России
,
а
также
и
за
рубежом
[16].
Экономический
эффект
данной
работы
заклю
-
чается
в
разработке
и
внедрении
принципиально
новой
ресурсосберегающей
технологии
,
которая
не
имеет
аналогов
в
мировой
практике
,
предотвраща
-
ет
возможные
аварии
на
линиях
электропередачи
,
повышает
их
надёжность
и
обеспечивает
этим
вы
-
полнение
главной
задачи
энергоснабжающих
пред
-
приятий
—
бесперебойность
электроснабжения
по
-
требителей
.
Энергосбережению
способствует
также
возможность
оптимизации
продолжительности
плав
-
ки
гололёда
.
Социальный
эффект
предлагаемой
технологии
заключается
в
том
,
что
при
применении
локационно
-
Рис
. 15.
Динамика
изменения
массы
гололёда
по
данным
локационного
устройства
,
подключённого
к
фазе
А
,
и
по
данным
весовых
датчиков
на
опоре
№
23
на
проводах
линии
110
кВ
«
Шкапово
—
Чегодаево
» [26.12—28.12.2013]
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Локационное
устройство
Фаза
А
Фаза
С
Фаза
В
26.12.13
27.12.13
28.12.13
Дни
Масса
,
кг
86
СЕТИ РОССИИ
го
метода
обнаружения
гололёда
улучшаются
усло
-
вия
труда
обслуживающего
технического
персонала
,
так
как
аппаратура
зондирования
находится
в
ота
-
пливаемом
помещении
и
нет
необходимости
вне
-
дряться
на
открытом
пространстве
в
конструкцию
линии
электропередачи
при
её
монтаже
.
Предлагаемый
локационный
метод
обнаружения
гололёда
и
повреждений
на
ЛЭП
является
надёж
-
ным
,
достоверным
,
оперативным
,
дистанционным
,
обеспечивает
высокую
чувствительность
при
изме
-
рениях
,
обнаруживает
гололёдные
отложения
с
тол
-
щиной
стенки
,
равной
0,5
мм
.
Локационные
устройства
позволяют
надёжно
следить
в
реальном
времени
за
динамикой
обле
-
денения
проводов
,
чётко
определять
начало
необ
-
ходимой
плавки
гололёдных
отложений
для
предот
-
вращения
обрыва
проводов
линий
и
обусловленный
этим
недоотпуск
электроэнергии
потребителям
.
Ме
-
тод
позволяет
следить
за
эффективностью
плавки
гололёда
и
даёт
возможность
определять
момент
его
своевременного
прекращения
при
исчезновении
опасности
разрушения
линии
и
обрыва
проводов
.
Оптимизация
времени
плавки
гололёда
способ
-
ствует
энергосбережению
и
позволяет
сэкономить
значительные
финансовые
средства
,
так
как
плав
-
ка
гололёда
требует
дорогостоящих
энергетических
затрат
.
Важнейшим
преимуществом
локационного
спо
-
соба
обнаружения
гололёда
перед
методом
взве
-
шивания
проводов
является
то
,
что
вся
аппарату
-
ра
располагается
около
начала
или
конца
линии
электропередачи
в
производственных
помеще
-
ниях
подстанции
и
не
требует
вмешательства
в
конструкцию
ЛЭП
,
при
этом
линия
контролируется
по
всей
длине
.
Зондирующий
импульсный
сигнал
одновременно
выполняет
функции
датчика
и
но
-
сителя
информации
о
гололёдном
отложении
на
проводе
,
поэтому
нет
необходимости
в
установке
отдельных
гололёдных
датчиков
на
проводах
ЛЭП
и
телемеханической
аппаратуры
для
передачи
по
-
казаний
датчиков
на
диспетчерский
пункт
.
Благо
-
даря
этому
состав
диагностической
аппаратуры
значительно
сокращается
и
упрощается
его
экс
-
плуатация
.
Локационное
устройство
может
функционировать
при
аварийном
отключении
питающего
напряжения
на
ЛЭП
за
счёт
наличия
собственного
генератора
зондирующих
импульсов
,
на
что
не
способны
систе
-
мы
релейной
защиты
и
автоматики
.
Сигналы
локационного
зондирования
из
-
за
малой
энергетики
не
влияют
на
работу
аппаратуры
релей
-
ной
защиты
,
противоаварийной
автоматики
,
телеме
-
ханики
и
связи
,
как
показали
специальные
измере
-
ния
.
Данные
о
повреждениях
и
гололёдных
отложени
-
ях
могут
передаваться
через
GSM-
канал
или
Интер
-
нет
на
рабочее
место
диспетчера
без
ограничения
расстояния
,
обеспечивая
в
удобном
интерфейсе
в
реальном
времени
наблюдение
за
динамикой
голо
-
лёдообразования
на
проводах
ЛЭП
и
за
динамикой
освобождения
проводов
от
гололёдных
отложений
при
их
плавке
.
Информационный
поиск
и
анализ
советско
-
рос
-
сийской
и
зарубежной
технической
литературы
за
истекшие
40
лет
показал
,
что
локационный
метод
обнаружения
гололёда
уникален
и
не
имеет
анало
-
гов
ни
в
России
,
ни
за
ру
-
бежом
.
Исследования
и
раз
-
работки
аппаратуры
обнаружения
гололёда
и
повреждений
на
лини
-
ях
электропередачи
вы
-
полнены
при
финансовой
поддержке
ОАО
«
Сете
-
вая
компания
» (
Рес
-
публика
Татарстан
),
Академии
наук
Респуб
-
лики
Татарстан
и
ПАО
«
Федеральная
сетевая
компания
Единой
энерге
-
тической
системы
» (
Мо
-
сква
),
а
также
при
тех
-
нической
поддержке
со
стороны
Бугульминских
электрических
сетей
(
ОАО
«
Сетевая
компа
-
ния
»),
Приволжских
элек
-
трических
сетей
(
ОАО
«
Сетевая
компания
»,
ООО
«
Башкирэнерго
»,
Башкортостан
)
и
ОАО
«
Магистральные
элек
-
трические
сети
юга
»
(
Северный
Кавказ
).
87
№
5 (32) 2015
ЛИТЕРАТУРА
1.
Дьяков
А
.
Ф
.
Эксплу
-
атация
ВЛ
330—500
кВ
в
условиях
интен
-
сивных
гололёдно
-
ветровых
воздей
-
ствий
.
Внедрение
системы
автома
-
тического
наблю
-
дения
за
гололёдом
//
Энергетик
. 2005.
№
6.
2.
Левченко
И
.
И
,
За
-
сыпкин
А
.
С
.,
Алли
-
луев
А
.
А
.,
Сацук
Е
.
И
.
Диагностика
,
рекон
-
струкция
и
эксплуа
-
тация
воздушных
линий
электропере
-
дачи
в
гололёдных
районах
.
Учеб
.
по
-
собие
.
М
.:
Изд
.
дом
МЭИ
, 2007. 446
с
.
3.
Костиков
И
.
Систе
-
ма
мониторинга
«
САТ
-1» —
эффективная
за
-
щита
ВЛЭП
от
гололёда
//
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
. 2011.
№
1.
С
. 32—35.
4.
Шалыт
Г
.
М
.
Определение
мест
повреждений
ли
-
ний
электропередачи
импульсным
методом
.
М
.:
Энергия
, 1968. 216
с
.
5.
Минуллин
Р
.
Г
.,
Закамский
Е
.
В
.
Определение
мест
повреждения
в
электрических
сетях
на
-
пряжением
6—35
кВ
импульсным
методом
//
До
-
клады
Российского
национального
симпозиума
по
энергетике
, 3-
го
Международного
симпозиу
-
ма
по
энергетике
,
окружающей
среде
и
экономи
-
ке
.
Казань
:
КГЭУ
, 2001.
Т
. 2.
С
. 62—64.
6.
Минуллин
Р
.
Г
.,
Закамский
Е
.
В
.,
Андреев
В
.
В
.
Исследования
условий
отражения
импульсных
сигналов
в
распределительных
электрических
сетях
с
древовидной
топологией
//
Электро
-
техника
. 2003.
№
10.
С
. 39—44.
7.
Минуллин
Р
.
Г
.,
Фардиев
И
.
Ш
.
Локационная
диа
-
гностика
воздушных
линий
электропередачи
.
Казань
:
Казан
.
гос
.
энерг
.
ун
-
т
, 2008. 202
с
.
8.
Минуллин
Р
.
Г
.
и
др
.
Обнаружение
гололёдных
об
-
разований
на
линиях
электропередачи
локаци
-
онным
зондированием
.
Казань
:
Казан
.
гос
.
энерг
.
ун
-
т
, 2010. 207
с
.
9.
Минуллин
Р
.
Г
.
Локационный
метод
обнаружения
гололёда
на
проводах
воздушных
ЛЭП
//
ЭЛЕК
-
ТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
. 2014.
№
1(22). C. 74—82.
10.
Минуллин
Р
.
Г
.,
Касимов
В
.
А
.,
Филимонова
Т
.
К
.,
Яруллин
М
.
Р
.
Локационное
обнаружение
гололёда
на
воздушных
линиях
электропередачи
.
Часть
1.
Способы
обнаружения
гололёда
//
Научно
-
тех
-
нические
ведомости
Санкт
-
Петербургского
го
-
сударственного
политехнического
университе
-
та
.
Серия
«
Информатика
.
Телекоммуникации
.
Управление
». 2014.
№
2 (193).
С
. 61—73.
11.
Минуллин
Р
.
Г
.,
Касимов
В
.
А
.,
Филимонова
Т
.
К
.,
Яруллин
М
.
Р
.
Локационное
обнаружение
голо
-
лёда
на
воздушных
линиях
электропередачи
.
Часть
2.
Предельная
чувствительность
и
вы
-
бор
уставок
//
Научно
-
технические
ведомости
Санкт
-
Петербургского
государственного
по
-
литехнического
университета
.
Серия
«
Инфор
-
матика
.
Телекоммуникации
.
Управление
». 2014.
№
2 (193).
С
. 74—84.
12.
Минуллин
Р
.
Г
.,
Борщевский
А
.
И
.,
Четвергов
А
.
Б
.,
Касимов
В
.
А
.,
Яруллин
М
.
Р
.,
Бикмаметов
А
.
Д
.,
Лютик
К
.
П
.,
Масленников
Г
.
Г
.,
Невметов
М
.
М
.,
Каримов
Д
.
О
.
Программно
-
аппаратный
ком
-
плекс
локационного
мониторинга
гололёда
на
линиях
электропередачи
//
Энергетика
Татар
-
стана
. 2014.
№
2 (34).
С
. 48—55.
13.
Касимов
В
.
А
.,
Минуллин
Р
.
Г
.
Методика
опреде
-
ления
толщины
стенки
гололёдных
отложений
вдоль
проводов
воздушных
линий
электропере
-
дачи
при
их
локационном
зондировании
//
Энер
-
гетика
Татарстана
. 2014.
№
2 (34).
С
. 56—61.
14.
Чернухин
Р
.
С
.,
Минуллин
Р
.
Г
,
Филимонова
Т
.
К
.
Отображение
результатов
локационного
зон
-
дирования
состояния
линий
электропередачи
//
Межвузовский
научный
сборник
«
Электротех
-
нические
комплексы
и
системы
».
Уфа
. 2014.
С
. 61—65.
15.
Минуллин
Р
.
Г
.,
Аскаров
Р
.
Р
.,
Касимов
В
.
А
.,
Яруллин
М
.
Р
.,
Елизарьев
А
.
Ю
.,
Семенов
О
.
Е
.,
Салимгареев
А
.
И
.
Обнаружение
локационным
зондированием
гололёда
на
воздушных
линиях
Республики
Башкортостан
//
Энергетика
Та
-
тарстана
. 2014.
№
3—4 (35—36).
С
. 42—46.
16.
Minullin R.G., Goryushin Yu.
А
., Chereshnyuk
S.V., Kasimov V.
А
., Yarullin M.R., Borschevskiy
A.I. Multichannel radar monitoring of ice on power
transmission lines // Proc. 16th International Work-
shop on Atmospheric Icing of Structures. Uppsala,
Sweden. June 2015.
Оригинал статьи: Многоканальный локационный мониторинг гололёда на ЛЭП
В статье описываются принципиально новая ресурсосберегающая технология и техника в виде локационного метода и аппаратуры обнаружения гололёда и повреждений на воздушных линиях электропередачи (ЛЭП), не имеющие аналогов в мире и впервые внедренные на подстанциях Татарстана. Кроме повышения надёжности ЛЭП путём предотвращения гололёдных аварий, локационный метод позволяет сократить время перебоев в энергоснабжении потребителей за счёт оперативного обнаружения повреждений проводов ЛЭП.
