close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Влияние электромагнитных полей формируемых коронными разрядами высоковольтных линий электропердач на точность показаний электронных геодезических приборов..pdf

код для вставкиСкачать
УДК 528.1: 631.4
С.С. Овчинников
СГГА, Новосибирск
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, ФОРМИРУЕМЫХ
КОРОННЫМИ РАЗРЯДАМИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЙ
ЭЛЕКТРОПЕРДАЧ, НА ТОЧНОСТЬ ПОКАЗАНИЙ ЭЛЕКТРОННЫХ
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
Рассмотрены некоторые вопросы учета помех, создаваемых линиями
электропередач, на электронную составляющую ГЛОНАСС/GPS-приемников, а
так же, возможные способы снижения электромагнитной нагрузки на приборы.
S.S. Ovchinnikov
SSGA, Novosibirsk
EFFECT OF ELECTROMAGNETIC FIELDS INDUCED BY CORONA
DISCHARGES OF HIGH-VOLTAGE LINES ON THE READING ACCURACY
OF ELECTRONIC GEODETIC INSTRUMENTS
Some problems of taking into account the effect of the transmission lines on the
electronic component of GLONASS/GPS-receivers are considered. The ways of
reducing the instruments electromagnetic load are also presented.
В последнее десятилетие значительное распространение получило
геодезическое и навигационное обеспечение геофизических съѐмок с
использованием электронных тахеометров и геодезических ГЛОНАСС/GPSприемников. Проведение измерений подобным приборами осуществляется, в
основном, с помощью среднеорбитальных спутниковых радионавигационных
систем, технология и особенности которых отражены в действующих
инструкциях и технических проектах, разрабатываемых в более сложных
случаях [1].
Подобная технология навигационно-геодезического обеспечения полевых
работ с использованием выбранного аппаратурно-измерительного комплекса в
общем виде включает в себя: подготовительные работы, геодезическое
сопровождение собственно съѐмки, то есть регистрацию координат точек
наблюдения на фактической линии маршрута, камеральную обработку
результатов и оценку точности определений координат. Очевидно, что
основным условием успешного выполнения съѐмки является выбор
рационального состава комплекса.
Рассмотрим особенности одних из наиболее употребимых приборов, таких
как тахеометр Leica TPS 400 и геодезический ГЛОНАСС/GPS - приемник Leica
GPS1200. К достоинствам данных приборов можно отнести: возросшую
точность, снижение влияния человеческого фактора на точность результатов
измерений и возможность повышения производительности труда [2].
При полевых измерениях отмечается, что в близи высоковольтных линий
электропередач (ЛЭП), полученные результаты могут искажаться, вследствие
близко расположенных работающих портативных радиостанций. Также была
выявлена высокая чувствительность измерительных геодезических приборов к
электромагнитным полям.
На сегодняшний день применяются два способа оценки влияния на
измерение поля радиопомех. Дадим их характеристику.
В лабораторных условиях измерения производятся с помощью
калиброванных антенн. Такие антенны используются в высоковольтных
лабораториях вблизи испытываемых образцов оборудования, что позволяет
измерить поле электромагнитных возмущений от коронных разрядов на
отдельных образцах оборудования или даже на его отдельных коронирующих
элементах.
На рис. 1 схематически представлен процесс измерения в лабораторных
условиях электромагнитного поля радиопомех от гирлянды изоляторов с
линейной арматурой, поддерживающей провода. Так как, измерению подлежит
поле радиопомех от данного испытуемого образца, только этот образец и
должен быть источником помех, а все остальные элементы испытательной
установки должны быть свободны от коронных разрядов во всем диапазоне
используемых напряжений.
Рис. 1. Измерение поля радиопомех от гирлянды изоляторов в лабораторных
условиях:
ИП – измеритель помех; Y – поле посторонних помех; ВШ – высоковольтная
шина
Одним из недостатков такого способа испытаний образца для определения
его мешающего действия является наличие в эфире поля посторонних помех,
обозначенного на рисунке 1 как поле Y. Устранение его возможно
электромагнитной экранировкой помещения.
Измерения поля радиопомех от действующей линии электропередачи в
полевых условиях проводятся в соответствии с ГОСТ 22012-82. Поскольку речь
идет об измерениях поля, необходимо использовать антенные устройства,
которые могут быть установлены вблизи эксплуатируемой коронирующей
линии электропередачи. При этом на калиброванную антенну наводится
интегральная э.д.с. помех от всех коронирующих элементов линии, а не от
одного какого-то элемента. Выше было показано, что для изучения изменений
интенсивности радиопомех целесообразна статистическая методика. Поэтому
антенное устройство должно быть соединено с калиброванным измерительным
приемником, на выход которого присоединяется регистрирующее устройство.
При этом по действующим нормам измерительный приемник типа с антенной
высотой 1 м должен быть установлен на высоте 40 см над уровнем земли и на
расстоянии 50 м от линии. На линиях напряжением свыше 220 кв расстояние
должно быть увеличено до 100 м. На рис. 2 схематически изображена методика
измерений в полевых условиях.
Рис. 2. Измерение поля радиопомех от гирлянды изоляторов, на антенну сигнал
от которой передается к измерителю кабелем, в полевых условиях:
ИП – измеритель помех
Для возможности правильной интерпретации результатов измерений место
установки измерителей и регистрации уровней радиопомех должно
удовлетворять следующим требованиям: 1) оно должно быть удалено не менее
чем на 10км от концевых подстанций, иначе результаты измерений могут быть
завышены из-за радиопомех, распространяющихся по линии от коронирующего
подстанционного оборудования; 2) измеритель должен устанавливаться на
прямолинейном участке, вдали от мест резкого поворота линии и от
транспозиционных опор, чтобы влияние этих неоднородностей не сказалось на
измерениях; 3) антенное устройство должно быть установлено вблизи середины
пролета с тем, чтобы оно воспринимало среднюю величину уровня помех без
пиков и впадин в картине поля, которые имеют место вдоль линии
электропередачи на частотах, близких к 0,5–1,6 Мгц.
Частота, на которой производится регистрация радиопомех, должна быть
свободна от сигналов радиостанций как можно большую часть времени.
При измерениях значительная часть времени регистрации порой
занимается посторонними записями сигналов радиостанций, эффективно
отстроиться от которых при невысоких уровнях радиопомех от линии часто не
представляется возможным.
Поэтому с целью увеличения длительности непрерывной записи, особенно
на линиях с невысокими значениями градиента, около 24–26 кв/см, должна
применяться следующая методика: антенное устройство устанавливается
вблизи середины пролета, под крайней фазой; сигнал от антенны по
коаксиальному кабелю передается к регистрирующей аппаратуре,
расположенной в специальном помещении (рис. 2) [3].
Определение уровня радиопомех на любом другом расстоянии от линии
может быть произведено путем пересчета уровня радиопомех, измеренного под
крайней фазой, с помощью найденных экспериментально коэффициентов
пересчета, тщательно проверенных в различных погодных условиях, также с
использованием технологий компьютерного моделирования с использованием
программ SEMCAD v1.8 или аналогичных.
Автором проведен анализ информации по выявлению влияния
высоковольтных ЛЭП и иных источников на работу электронных приборов
работающих в радиодиапазоне. Исследования помех в радиодиапазоне,
создаваемых высоковольтными ЛЭП проводились в ряде стран, и на основании
полученной информации был составлен график на рис. 3.
Рис. 3. Результаты усредненного сравнения уровней радиопомех от линий
электропередачи. По оси ординат напряженности поля по отношению к 1кгц
полосы пропускания измерителя ∆ƒ
На основании того, что частотный диапазон GPS приемника составляет
850/1900МГц и данных, приведенного выше графика, следует что пик
напряженности приходится на 100гц, при частоте электромагнитного поля
порядка 70 гц у высоковольтных ЛЭП а номинальное напряжение может
доходить до 750 кв и выше. На основании этих данных можно сделать вывод о
возможности влияния электромагнитных полей [4].
Видимо, самым простым способом исключения влияния помех на
измерительные приборы – является тот, который позволит избегать проведения
измерений в районе воздействия электромагнитных полей. Однако, в таком
случае необходим прибор для измерения напряженности поля и выявления его
пороговой величины.
Подобный измерительный комплекс, тем не менее, не сможет решить все
проблемы проведения измерений в сложных условиях. Очевидной становится
необходимость разработки способов защиты геодезических приборов.
На данный момент представляется, что наиболее перспективными
направлениями в этой области является следующее: применение фильтров для
подавления «белого шума» в радиодиапазоне; использование экранов для
снижения воздействия электромагнитных полей на элементную базу приборов.
Очевидно, что применяемые на данный момент методики измерения
электромагнитных полей не могут считаться достаточно эффективными.
В заключении можно сделать следующие выводы:
1. Учет влияния ЭП на результаты геодезических измерений современных
приборов еще не изучен.
2. Игнорирование влияния ЭП может привести к значительному
искажению результатов измерений.
Актуальность данному направлению придают существующие в настоящий
момент проблемы с высокопроизводительным методами измерений в сложных
условиях, в сравнении с традиционными методами.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ГОСТ 22268-76
2. http://www.geometer-center.ru/default.aspx?page=88
3. Цицикян Г.Н. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике СПб. 2006.
4. Журавлев Э.Н. Радиопомехи от коронирующих линий электропередачи.
– М.: Энергия,1971. - 4 с.
© С.С. Овчинников, 2011
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа