Где устанавливать ИКЗ?
Общий принцип размещения IPC показан на следующем рисунке.
У нас есть главная подстанция, от нее магистраль 6-10 кВ и краны для отделения КТП.
По этой схеме умные индикаторы с функцией передачи данных монтируются в зонах разграничения баланса или в контрольных точках основного фидера.
Они дороже, а следовательно, их не нужно вешать на всю ВЛ. Зная конечную точку триггера, координатор отправляет команду не по всей линии с самого начала, а в это место.
Более того, руководствуясь простыми ИКЗ (не «умными»), монтажники решают, в каком направлении идти и какую ветку осматривать.
Если у вас простая ВЛ без отводов, выстраивайте индикаторы с определенной периодичностью. Все зависит от длины.
Принцип монтажа индикаторов на разных ВЛ
Как часто нужно вывешивать индикаторы КЗ и на каком расстоянии друг от друга? Здесь нет жестких и быстрых правил.
Рекомендация производителя — каждые 1,5-2 км на прямых участках.
Есть еще одна функция магистральных воздуховодов, которую необходимо учитывать.
Очень часто линия сначала проходит по накатанной дороге, а потом резко отходит от нее. Итак, чтобы не объезжать этот «крюк» при осмотре и не терять драгоценное время, установите один ИКЗ перед поворотом воздушной магистрали, а другой на выходе ЛЭП обратно на дорогу.
Когда вы обнаружите короткое замыкание и отключите оба индикатора, вы хотите быть уверены, что вам не нужно проверять этот «хвост.
То же самое относится и к местам перехода ВЛ в кабельную линию (на стыке с железной дорогой, другой ВЛ или проезжей частью).
Один ИКЗ находится на въезде в КЛ, другой на выезде.
Если первое сработало, а второе нет, то повреждение произошло в самом кабеле. Позвони в лабораторию, сожги и разберись, воздушная магистраль не виновата.
О вспышках. Как правило, на каждый кран монтируется три комплекта. На основной воздуховод 2 штуки (до и после потери) и один комплект в первом пролете отвода.
Вы должны четко понимать, куда ушел ток короткого замыкания.
Виды индикаторов короткого замыкания
Типы индикаторов ИКЗ для ВЛ-6-10-35-110кВ рассмотрим на примере ведущего производителя Horstmann (Германия).
У них очень хорошо представлена целая линейка от самых простых моделей только с визуальной индикацией (вставать ногами — см.), до умных образцов с передачей данных и записью важнейших параметров в память.
Сводная таблица для всех вариантов представлена ниже.
Самым простым является индикатор Навигатор-ЛМ (до 46кВ).
Характеристики
Такое «странное» напряжение (46кВ) обусловлено необходимостью обеспечения универсальности датчиков для систем электроснабжения разных стран.
Датчик имеет только локальную индикацию (без возможности внешней передачи данных). Что называется, подошел — так.
Внутри крышки расположены светодиоды, которые при протекании тока короткого замыкания через устройство и его срабатывании начинают мигать с заданной частотой.
Одиночное мигание — короткое замыкание. В случае неудачного AR — двойная прошивка. Светодиоды хорошо видны даже в яркий солнечный день.
Заявленная видимость — до 50м (ночью до 150м). Такое свечение можно легко увидеть, даже не выходя из машины.
Сравните это с двумя едва заметными лампочками в американских индикаторах неисправностей.
Сброс сработавшего состояния может произойти:
- вручную
- через определенный промежуток времени после короткого замыкания
- когда ток нагрузки восстанавливается
- при восстановлении напряжения (подается U в сеть без подключения к самим потребителям)
На высокое напряжение 110кВ есть тип ВН (рассчитан до 161кВ).
Корпус IKZ изготовлен из полиамида, устойчивого к ультрафиолетовому излучению. Все металлические детали выполнены из нержавеющей стали.
Механизм крепления троса у всех моделей отличается высокой надежностью и протестирован производителем в аэродинамической трубе со скоростью воздуха 200 км/ч.
То есть индикатор не будет сползать в середину пролета при большом наклоне и вибрации проводов.
Минимальный диаметр проволоки, на которую можно «посадить» ИКЗ, начинается от 4-8 мм (в зависимости от модели). То есть на кабель АС-35 (d-8,4мм), не говоря уже о АС-50 (d-9,6мм) и выше индикатор сядет как влитой.
Класс защиты IP68. Рабочая температура от -40°С до +85°С. Ограничение температуры вызвано наличием батареи внутри корпуса.
Конечно, сам полиамид выдерживает высокие температуры, а вот аккумулятор нет. Не беспокойтесь о замене батареи, срок службы составляет около 20 лет.
Замена батареи проста. Крышка сбоку откручивается, батарея вынимается и вставляется новая. Состояние заряда постоянно контролируется.
В целом световая индикация гораздо надежнее некоторых ИКЗ с поворотно-поворотным механизмом.
Никогда не знаешь наверняка, исправны ли они, или что-то заело или замерзло в наших суровых зимних условиях.
Светодиоды спрятаны в прозрачную полусферу из поликарбоната, также устойчивого к ультрафиолету. Он не исчезнет с возрастом.
Этот индикатор срабатывает по текущей характеристике. Есть три варианта настройки:
- 200А-100мс
- 200А-200мс
- 100А-100мс
Для каждой конкретной линии вы сами рассчитываете, заказываете и выбираете конкретные параметры.
Сброс индикации
После того, как операция состоялась, есть несколько способов убрать индикацию. Во-первых, вручную — с помощью стержня и магнита.
Прикоснитесь к магниту с одной стороны крышки, и предыдущее состояние ИКЗ сбрасывается.
Этим же магнитом умные ИПК (их мы рассмотрим позже) регистрируются в устройстве сбора данных. Только время прикладывания магнита к крышке здесь должно быть ок. 10 секунд, пока желтый светодиод внутри не начнет мигать.
Учтите, что для ручной разблокировки магнит нужно прикладывать к одной стороне, а для сброса — к другой!
Второй метод сброса автоматический по истечении времени. Он рассчитан на 2,4,8 или 24 часа (4 часа стандартно, другие по запросу).
Третий — при восстановлении номинального напряжения в линии или номинального тока.
На некоторых моделях после автоматического повторного включения загораются желтые светодиоды.
В этом случае через одну минуту после успешного автоматического перезапуска устройство оценивает ток.
Если все в порядке, красные светодиоды погаснут, а желтые светодиоды будут мигать в течение 4 часов. Проехав линию после этого, можно узнать, где было самоустраняющееся КЗ.
При стабильном коротком замыкании оба светодиода будут гореть до сброса.
Как установить на провода ВЛ?
При отключенном напряжении индикатор на ВЛ можно установить вручную. Только не забудьте установить ПЗ на рабочем месте.
Но проще всего использовать изолирующий стержень. При этом даже линии электропередач отключать не нужно, все делается под напряжением с использованием средств защиты.
На конце стержня должен быть крючок. Вы размещаете его на прозрачной полусфере снизу индикатора.
Ослабьте верхнюю опору рукой. Затем поднесите ИКЗ к проводу и упритесь в него, нажмите снизу, скоба после этого автоматически встанет на место.
Поворачиваем стержень вокруг оси, крючок ослабляется и освобождается.
Если у вас нет крюка, вам понадобится насадка для чаши.
Индикатор полностью помещается в него и фиксируется.
Этим же стержнем снимается ИЗК с воздуховода (фиксационная «собачка» на чаше предварительно переведена в другое положение).
ИКЗ Led + роторный механизм
Другой тип индикатора — Navigator Led+Flag.
Он снова не имеет функции передачи данных.
Характеристики
В дополнение к вышеперечисленным конструктивным элементам он имеет вращающийся флажок в нижней полусфере. Также доступна светодиодная индикация.
Сброс светодиодов запрограммирован на 4 часа, тогда как восстанавливать исходное положение флажок может гораздо дольше — 1,2 или 7 дней.
Работа происходит по времятоковой характеристике в зависимости от модели:
- 100А/200мс
- 100А/100мс
- 200А/100мс
- 50А/100мс
Такие вещи необходимо размещать в труднодоступных местах, где дорога до места повреждения занимает более суток, а электроснабжение завода переводится на резервную ВЛ.
Самым большим преимуществом этой модели является экономия заряда батареи. Перевернулся флажок — лампочки погасли через 4 часа.
Умный ИКЗ с передачей данных
Умный IKZ — Smart Navigator используется для удаленного мониторинга.
Характеристики
Реагирует на повреждения не только фаза-фаза, как все предыдущие, но и фаза-ноль. То есть однофазное замыкание на землю.
Правда, зафиксировать однофазное КЗ в сети с изолированной нейтралью можно не на опоре, где висит датчик, а на внешнем столе.
Информация с устройства передается в виде отчетов в систему Scada или IHost.
Благодаря веб-интерфейсу IHost все данные можно легко проверить на обычном смартфоне или в веб-браузере.
По факту получается, что всю систему питания реального времени можно засунуть в карман куртки. А в случае аварийного отключения вы сразу же получите уведомление в виде СМС или сообщения на почту.
Помимо отключения при аварии, в штатном режиме происходит непрерывный контроль нескольких параметров ВЛ:
- средний, пиковый и минимальный ток нагрузки
- отчеты показывают температуру окружающей среды
- и температура самого проводника, на котором висит ИКЗ
Последнее очень важно при плавке гололеда на проводах ВЛ. Опция доступна в модификации HV за счет встроенного t-сенсора.
Как правильно подобрать рабочий ток для индикатора? Smart Navigator, в отличие от предыдущих моделей, может подстраиваться под текущую нагрузку ВЛ.
Если на линии I<20A, работа будет происходить в соответствии с фиксированным значением настройки 50A, 100A или 200A. Но если ток в линии был более 20А, то ИКЗ будет работать с 4-кратным превышением среднего значения за последние 72 часа.
Для передачи информации помимо индикаторов необходимо дополнительное оборудование Smart Reporter. Размещается в отдельном шкафу на опоре прямо под проводами.
Умный репортер изнутри
В целом максимальное расстояние от такого блока до самого длинного ИКЗ не должно превышать 30м.
Вся информация передается по радиосигналу от датчиков к устройству. Там через GSM-модуль со встроенной сим-картой все данные передаются либо в систему IHost, либо в SCAD.
К такому блоку или одной SIM-карте можно подключить до 4-х комплектов МПК. В первую очередь это относится к опорам с кранами в разных направлениях.
Самым большим недостатком всей этой конструкции является необходимость внешнего питания.
Именно поэтому для таких комплектов необходимо крепление солнечных батарей на одной опоре.
Читайте также: Импеданс это: что такое, в чем измеряется, формулы расчета
ИКЗ для ВЛ с двухсторонним питанием
Для линий с двухсторонним током нужны модели с функцией направленности — Smart Navigator HV DFCI.
Характеристики
Их устанавливают на ВЛ напряжением до 220 кВ. При этом их можно использовать как самостоятельно в качестве локальных пунктов обнаружения КЗ, так и совместно со Smart Reporter.
Направление проходящего тока короткого замыкания определяется красными или зелеными светодиодами.
Каждый показатель по этому вопросу имеет две стороны — А и Б.
При протекании тока в направлении от А к В загорятся красные лампочки, от В к А — зеленые.
Для обнаружения повреждения нужно найти два ближайших сработавших ИКД с разной цветовой индикацией — один красный, другой зеленый.
При двунаправленном питании короткое замыкание будет только между этими точками.
Умные ИКЗ без внешнего питания
Самая продвинутая модель на сегодняшний день – Smart Navigator 2.0МВ (до 46кВ) и ВН (до 220кВ).
Характеристики
Помимо тока, они контролируют и реагируют на напряжение. По ним можно однозначно сказать, в каком направлении от них расположено короткое замыкание.
Но самое главное, новое поколение IP-камер имеет встроенное подключение к глобальной сети. Это значит, что вам теперь не придется монтировать на опору какие-то дополнительные коробки и подавать туда питание.
Комплект состоит из 3-х частей. Один ИКЗ выступает в роли «мастера», два других — сателлиты.
Мастер имеет встроенный GSM-модуль с SIM-картой. Устройство питается от электромагнитного поля самой воздушной линии.
Но помимо своих преимуществ, у него есть и определенные ограничения. Для стабильной работы устройства ток в линии должен быть не менее 5А!
Поток выборки Smart Navigator 2.0 выбирается на основе двух параметров:
- фиксированные значения до 200А
- 4-кратный ток нагрузки номинального тока за последние 72 часа