Анализ эффективности относительных методов поиска повреждений кабельных линий

Цель – оценить эффективность применения относительных методов определения мест повреждений кабельных линий 6/10 кВ, эксплуатируемых на промышленном предприятии, на основе сравнения рефлектограмм, полученных на поврежденных кабельных линиях, с эталонными. Объектом исследования служили три кабельные линии 6/10 кВ с бумажно-масляной изоляцией длиной 900–3000 м и со сроком эксплуатации более 30 лет. Тип повреждения всех кабельных линий – однофазный заплывающий пробой. В работе использовались различные методы поиска мест повреждений линий и применяемых испытательных установок: импульсный, импульсно-дуговой, метод колебательного разряда по току. В качестве оборудования для поиска мест повреждений выступали рефлектометр РЕЙС-305, ударная установка ГВИ 24.3000ИДМ и присоединительное устройство по току SDC50. Производились многократные зондирования исследуемых кабельных линий с целью получения рефлектограмм, имеющих информацию о расстоянии до места повреждения. В результате проведенных исследований были сняты рефлектограммы кабельных линий различной информационной ценности, среди которых удалось отобрать истинные. Выявлены серьезные расхождения в форме отображаемого зондирующего импульса в рефлектограммах по сравнению с эталонными, приведенными в технической литературе. Отмечены проблемы при применении импульсно-дугового метода, заключающиеся в ограничении по напряжению пробоя в месте повреждения. Также показано, что каждое место повреждения имеет свои особенности, причины которых являются сложновыявляемыми ввиду невозможности установить процесс и предпосылки протекания тока в момент возникновения короткого замыкания. По результатам проведенных исследований был составлен рекомендуемый алгоритм действий при определении расстоянии до места повреждения кабельной линии. Однако ввиду малого количества научно-исследовательских работ по данной тематике абсолютно универсального подхода к определению мест повреждения кабельных линий в настоящий момент не существует, и его создание требует поведения дальнейших исследований.

1. Shaalan E.M., Ward S.A., Youssef A. Analysis of a practical study for under-ground cable faults causes. In: 22nd International Middle East Power Systems Conference. 14–16 December 2021, Assiut. Assiut: IEEE; 2021, р. 208- 215. https://doi.org/10.1109/MEPCON50283.2021.9686288.

2. Kharchenko A.V. Fault locating equipment for underground cable lines. In: Vnedrenie sovremennyh tekhnologij na ob”ektah zhilishchno-kommunal’nogo hozyajstva Minoborony Rossii: sbornik dokladov kruglogo stola v ramkah nauchno-delovoj programmy Mezhdunarodnogo voenno-tekhnicheskogo foruma «Armiya-2022» = Implementation of modern technologies at the housing and communal services facilities of the Ministry of Defense of Russia: Collection of reports of the Round Table within the scientific and business program of the International Military and Technical Forum “Army-2022”. 18, August 2022. Saint Petersburg: Military Logistics Academy named after the Army General Andrey Khrulev; 2022, p. 122-127. (In Russ.). EDN: XAXJVP.

3. Kondratieva O.E., Borovkova A.M., Ryabchitskiy M.V., Kravchenko M.V. Modern approaches to fault location in high-voltage cable lines. Elektrichestvo. 2022;12:59-66. (In Russ.). https://doi.org/10.24160/0013-5380-2022-12-59-66. EDN: FHMGYT.

4. Diakonov V. Reflectometry and pulse reflectometers. Components and technologies. 2012;1:164-172. (In Russ.). EDN: OPOFPB.

5. Soldatov V.A., Fokin I.V. Criteria and errors for determining the fault location in 35 kV electric networks with transition resistance. Agrarian Bulletin of the Non-Chernozem region. 2022;1:36-42. (In Russ.). https://doi.org/10.52025/2712-8679_2022_01_36. EDN: CEZGLD.

6. Soldatov V.А., Zakharov V.С. Determination of failure location in the 35 kV network at transitional resistance in the location. Bulletin Bashkir State Agrarian University. 2021;1:119-123. (In Russ.). https://doi.org/10.31563/1684-7628-2021-57-1-119-123. EDN: ECANCA

7. Gorbunov I.N., Zakharenko S.G., Zakharov S.A., Malakhova T.F. Application of neural networks for determining the location of damage to air and cable electrical transmission lines. Mining equipment and electromechanics. 2019;4:48-55. (In Russ.). https://doi.org/10.26730/1816-4528-2019-4-48-55. EDN: FJSNCJ.

8. Sorokin A.V., Shabanov V.A. A two-way method for calculating the distance to a single-phase earth fault according to the parameters of emergency and pre-emergency modes. Bulletin Nizhny Novgorod State Institute of Engineering and Economics. 2024;11:58-69. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/2227-9407-2024-11-58-69. EDN: LBFQUG.

9. Kashin Ya.M., Kirillov G.A., Sidorenko V.S., Gaydamashko A.I. A promising method for improving accuracy of determining the damage location in cable transmission lines and a device for its implementation. The Bulletin of the Adyghe State University. Series: Natural-Mathematical and Technical Sciences. 2020;3:52-58. (In Russ.). EDN: ZONFYR.

10. Maslov D.P. Review of cable fault locating devices. Tendencii razvitiya nauki i obrazovaniya. 2022;92-12:117- 118. (In Russ.). https://doi.org/10.18411/trnio-12-2022-581. EDN: JNZDCL.

11. Fedorov A.O., Petrov V.S., Razumov R.V., Petrov A.A. Features of traveling wave fault location on cable line. Relay Protection and Automation. 2023;4:36-45. (In Russ.). EDN: IWPEXS.

12. Zhang Ren, Liu Haoming. Fault section location in urban distribution network based on fault marking. iPolytech Journal. 2022;26(1):117-127. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/1814-3520-2022-1-117-127. EDN: HISDEK.

13. Sorokin A.V. The combined application of the symmetric component method and the overlay method to determine the location of a single-phase earth fault in a network with an isolated neutral. Bulletin Nizhny Novgorod State Institute of Engineering and Economics. 2025;2:53-66. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/2227-9407-2025-2-53-66. EDN: NICKCB.

14. Azzag E.-B., Touaibia I. Cable fault location in medium voltage of Sonelgaz underground network. Revue de Synthèse. 2019;25(1):33-44.

15. Soldatov V.A., Smirnov N.V. Determination of the point of damage in networks 6 kV at clock through the transition resistance. Bulletin Bashkir State Agrarian University. 2023;2:140-145. (In Russ.). https://doi.org/10.31563/1684-7628-2023-66-2-140-145. EDN: NXEODC.

16. Kotelenko S.V. Methods for fault location detection of cable lines. Proceedings of the Tula State University. Technical Science. 2021;12:81-84. (In Russ.). EDN: LOZDHH.

17. Aleksinsky S.O., Sharygin D.S. Study of influence of transient resistance on distance fault location based on one-sided method. Vestnik of the Ivanovo State Power Engineering University. 2023;3:25-33. (In Russ.). https://doi.org/10.17588/2072-2672.2023.3.025-033. EDN: QEAPPA.

18. Gu Jyh-Cherng, Huang Zih-Jhe, Wang Jing-Min, Hsu Lin-Chen, Yang Ming-Ta. High impedance fault detection in overhead distribution feeders using a DSP-based feeder terminal unit. IEEE Transactions on Industry Applications. 2021;57(1):179-186. https://doi.org/10.1109/TIA.2020.3029760. EDN: VUIAUN.

19. Xu Biao, Yin Xianggen, Zhang Zhe, Pang Shuai, Li Xusheng. Fault location for distribution network based on matrix algorithm and optimization algorithm. Automation of Electric Power System. 2019;43(5):152-158. https://doi.org/10.7500/AEPS20180115002.

20. Sun Kongming, Chen Qing, Gao Zhanjun. An automatic faulted line section location method for electric power distribution systems based on multisource information. IEEE Transactions on Power Delivery. 2016;31(4):1542- 1551. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2015.2473681.

21. Kong Pei, Liu Jianfeng, Zhou Jian, Zhou Yongliang, Song Ziheng. Fault-tolerant algorithm for fault location in distribution network based on integer linear programming. Power System Protection and Control. 2020;48(24):27-35. https://doi.org/10.19783/j.cnki.pspc.200073.

22. Zheng Tao, Ma Wenlong, li Wenbo. Fault section location of active distribution network based on feeder terminal unit information distortion correction. Power System. 2021;45(10):3926-3935. https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.1991.