Распознавание локационным методом гололёдных и изморозевых отложений на проводах воздушных линий электропередачи

Василь Амирович Касимов; Ренат Гизатуллович Минуллин

Распознавание локационным методом гололёдных и изморозевых отложений на проводах воздушных линий электропередачи

Василь Амирович Касимов, Ренат Гизатуллович Минуллин

Аннотация

Исследуется влияние гололёдно-изморозевых отложений на распространение локационных сигналов по воздушным линиям электропередачи. Обсуждаются результаты продолжительных многолетних экспериментальных исследований. Описываются диэлектрические характеристики льда и гололёдно-изморозевых отложений. Моделируются влияния толщины стенки, плотности и температуры гололёдно-изморозевых отложений на затухание и запаздывание импульсных локационных сигналов. Предлагается способ решения обратной задачи, при котором по изменениям затухания и запаздывания локационных сигналов определяются толщина стенки и плотность гололёдно-изморозевых отложений на проводах. Производится сравнение показаний локационного устройства с показаниями весового датчика при контроле образования гололёдно-изморозевых отложений на действующей линии электропередачи. Разработанная методика способствует определению оптимальных режимов своевременной плавки гололёдно-изморозевых отложений на проводах воздушных линий электропередачи для предотвращения аварийных ситуаций.

Ключевые слова

воздушные линии электропередачи, провода, гололёдно-изморозевые отложения, толщина стенки, плотность, локационный метод, импульсный сигнал, затухание, запаздывание.

Полный текст:

PDF

Литература

Минуллин, Р.Г. Современные методы обнаружения гололеда на проводах воздушных линий электропередачи. Часть 1. Методы прогнозирования и взвешивания проводов [Текст] / Р.Г. Минуллин, Э.Ю. Абдуллазянов, В.А. Касимов, М.Р. Яруллин // Известия ВУЗ. Проблемы энергетики.-- 2013. -- № 7 – 8. -- С. 68 – 78.

Минуллин, Р.Г. Современные методы обнаружения гололёда на проводах воздушных линий электропередачи. Часть 2. Локационный метод [Текст] / Р.Г. Минуллин, Э.Ю. Абдуллазянов, В.А. Касимов, М.Р. Яруллин // Известия ВУЗ. Проблемы энергетики. -- 2013. -- № 9 – 10. -- С. 50 – 58.

Минуллин, Р.Г. Локационное обнаружение гололёда на воздушных линиях электропередачи. Часть 1. Способы обнаружения гололёда [Текст] / Р.Г. Минуллин, В.А. Касимов, Т.К. Филимонова, М.Р. Яруллин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. --2014. -- № 2 (193). -- С. 61 – 73.

Минуллин, Р.Г. Локационная диагностика воздушных линий электропередачи [Текст]: монография / Р.Г. Минуллин, И.Ш. Фардиев. -- Казань: КГЭУ, 2008. -- 202 с.

Минуллин, Р.Г. Обнаружение гололёдных образований на линиях электропередачи локационным зондированием [Текст]: монография / Р.Г. Минуллин [и др.]. -- Казань: КГЭУ, 2010. -- 208 с.

Минуллин, Р.Г. Локационный мониторинг гололедно-изморозевых отложений и повреждений на проводах воздушных линий электропередачи [Текст]: в 3-х частях / Р.Г. Минуллин. — М.: НТФ Энергопрогресс, 2017.

Шалыт, Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях [Текст] / Г.М. Шалыт. -- М.: Энергоиздат, 1982. -- 312 с.

Микуцкий, Г.В. Высокочастотная связь по линиям электропередачи [Текст] / Г.В. Микуцкий, В.С. Скитальцев. -- М.: Энергия, 1977. -- 440 с.

Шкарин, Ю.П. Упрощённый расчёт затухания линейных трактов каналов связи по воздушным линиям при гололёде/ Ю.П. Шкарин // Электричество. -- 1987. -- № 2. -- C. 12 – 15.

Методические указания по расчёту параметров и выбору схем высокочастотных трактов по линиям электропередачи 35 – 750_кВ переменного тока [Электронный ресурс]: стандарт ПАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-33.060.40.052-2010. -- (http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/sto_56947007-33.060.40.052-2010_red.pdf).

Паундер, Э. Физика льда [Текст] / Э. Паундер. -- М.: Мир, 1967. -- 188 с.

Богородский, В.В. Лёд. Физические свойства, современные методы гляциологии [Текст] / В.В. Богородский, В.П. Гаврило. -- Л.: Гидрометеоиздат, 1960. -- 384 с.

Костенко, М.В. Волновые процессы и электрические помехи в многопроводных линиях высокого напряжения [Текст] / М.В. Костенко, А.С Перельман, Ю.П. Шкарин. -- М.: Энергия, 1973. -- 271 с.

Шимко, Г.И. Исследование диэлектрических свойств гололёда и изморози на линиях связи [Текст] / Г.И. Шимко // Электросвязь. -- 1956. -- № 7. -- С. 21 – 29.

Костенко, М.В. Методика расчёта параметров волновых каналов воздушных многопроводных линий с приближенным учётом гололёдных образований на проводах [Текст] / М.В. Костенко, Л.С. Перельман, Г.И. Шимко // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. -- 1969. -- № 1.

Armand, N.A. Radio Propagation and Remote Sensing of the Environment [Text] / N.A. Armand, V.M. Polyakov. -- CRC Press, 2004. – 448 p.

Зацепина, Г.Н. Свойства и структура воды [Текст] / Г.Н. Зацепина. -- М.: Изд-во МГУ, 1974. -- 168 с.

Маэно, Н. Наука о льде [Текст]: пер. с яп. / Н. Маэно. -- М.: Мир, 1988. -- 231 с.

Petrenko, V.F. Electrical Properties of Ice [Text] / V.F. Petrenko. -- Special rept., 1993. --81 p.

Evans, S. Dielectric properties of ice and snow-A review [Text] / S. Evans // Journal of Glaciology. -- 1965. -- Vol. 5. -- P. 773 -- 792.

Artemov, V.G. Water and Ice Dielectric Spectra Scaling at 0оC [Text] / V.G. Artemov, A.A. Volkov // Ferroelectrics. -- 2014. -- Vol. 466:1. -- P. 158 -- 165. DOI: 10.1080/00150193.2014.895216.

Von Hippel, A. The Dielectric Relaxation Spectra of Water, Ice, and Aqueous Solutions, and their Interpretation (in 3 parts) [Text] / A. von Hippel // IEEE Transactions on Electrical Insulation. – 1988. -- Vol. 23. -- No. 5. -- P. 801 -- 840.

Takei, I. Dielectric and mechanical alterations of snow properties near the melting temperature [Text] / I. Takei, N. Maeno // Canadian Journal of Physics. -- 2003. -- Vol. 81. -- P. 233 -- 239.

Stiles, W.H. Dielectric properties of snow / W.H. Stiles, F.T. Ulaby // Proc. of the Workshop on the Properties of Snow, Snowbird, Utah, April 8–10, 1981. U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory. Special report. № 82–18. -- P. 91 -- 103.

Hallikainen, M. Dielectric properties of snow in the 3 – 37 GHz range [Text] / M. Hallikainen, F.T. Ulaby, M. Abdelrazik // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -- 1986. -- Vol. 34(11). -- P. 1329 – 1340.

Yosida, Z. Physical Studies on Deposited Snow. Dielectric properties [Text] / Z. Yosida [et al.] // Contributions from the Institute of Low Temperature Science. – 1958. -- Vol. 14. -- P. 1 -- 33.

Sihvola, A. Mixing Formulae and Experimental Results for The Dielectric Constant of Snow [Text] / A. Sihvola, E. Nyfors., M. Tiuri // Journal of Glaciology. – 1985. -- Vol. 31. -- No. 108. -- P. 163 -- 170.

Sihvola, A. Electromagnetic mixing formulas and applications [Text] / A. Sihvola. -- IEE, 1999. -- 284 p.

Правила устройства электроустановок [Текст]. – 7-е изд., перераб. и доп. -- М.: НЦ ЭНАС, 2003. -- 299 с.

Кессельман, Л.М. Основы механики воздушных линий электропередачи [Текст] / Л.М. Кессельман. -- М.: Энергоатомиздат, 1992. -- 352 с.

Касимов, В.А. Многоканальный локационный метод контроля гололёдообразования на проводах воздушных линий электропередачи [Текст]: дис. … канд. техн. наук: защищена 28.12.15: утв. 01.06.16 / Касимов Василь Амирович. -- Казань, 2015. --176 c.

Minullin, R.G. Analysis of radar equipment indications and weight sensors indications during detecting ice deposits on power lines [Text]: Proceedings 16th International Workshop on Atmospheric Icing of Structures (IWAIS-2015), Uppsala, 28 June to 3 July / R.G. Minullin, V.A. Kasimov, M.R. Yarullin. -- P. 105 -- 107.

Minullin, R.G. Comparison of radar equipment readings and weight sensors indications during ice deposits detection on overhead transmission lines [Text]: 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM) / R.G. Minullin, V.A. Kasimov, M.R. Yarullin IEEE Conference Publications, 2016. -- P. 1 -- 6. -- DOI: 10.1109/ICIEAM.2016.7911426.