Method for determining the locations of power cable damage
DOI:
https://doi.org/10.30977/VEIT.2023.23.0.6Keywords:
floating breakthrough, short circuit indicators, short circuit, transitional processes, Raman scattering, shock currentAbstract
Problem. Existing methods for remotely detecting cable damage locations, except in the case of cable breakage, have a common drawback. They are unable to accurately separate the cable core resistance from the transient resistance at the short-circuit location, leading to low accuracy in fault detection. The posterior transient resistance at the short-circuit location can vary widely, depending on when the repair crew arrives. Goal. The goal of this study is to propose a method for identifying the location of "floating breakdown" cable damage. Methodology. The method involves using short-circuit indicators to determine the type and area(s) of the short circuit. The UNI-TUT255A device, a current clamp type, is then installed on the damaged cable core. The Imax option with memory is set, and the cable is switched on at the rated voltage. By comparing the recorded shock current value with the values obtained from a short-circuit model of the cable in MATLAB, the location of the damage along the length of the cable is determined. The point where the shock current value of the model matches the recorded value corresponds to the location of the short circuit. Originality. The proposed method addresses the challenge of locating faults in power cables, specifically those of the "floating breakdown" type. This type of cable damage, which occurs when the cable is accidentally disconnected during a short circuit, poses difficulties in detection, as traditional methods may show normal readings. The method presented in this study overcomes these limitations and provides a practical solution for identifying "floating breakdown" faults. Practical value. The results obtained from this method allow for the accurate detection of faults at the nominal voltage, without the need for burning the cable. This reduces the probability of additional damage caused by overvoltage. Furthermore, the method requires only one operator to carry the necessary equipment, eliminating the need for transport with powerful burning installations typically used in traditional methods.
References
Казанський, С.В., Матеєнко, Ю.П., Сердюк, Б.М. (2011) Надійність електроенергетичних систем: навчальний посібник (НТУУ “КПІ”), 216 с. Kazanskyi, S.V., Mateienko, Yu.P., Serdiuk, B.M. (2011) Nadiinist elektroenerhetychnykh system: nachal-nyi posibnyk. [Kazansky, S.V., Mateyenko, Y.P., Serdyuk, B.M. (2011) Reliability of electric power systems: an initial guide (NTUU "KPI").]. Kyiv. NTUU “KPI”. Р. 216. [in Ukrainian].
Горященко, К.Л. (2012) Діагностика технічного стану провідникових кабельних ліній. Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. № 2. С. 61-64. Horyashchenko, K.L. (2012) Diahnostyka tekhnichnoho stanu providnykovykh kabelʹnykh liniy. Vymiryuvalʹna ta obchyslyuvalʹna tekhnika v tekhnolohichnykh protsesakh. № 2. S. 61-64. [Horyashchenko, K.L. (2012) Diagnostics of the technical condition of conductor cable lines. Measuring and computing equipment in technological processes. No. 2. P. 61-64.]
Wang, Y., Ma, X., Zhao, L., Li, H. and Liu J. (2020) Analysis of Power Cable Fault Diagnosis and Electric Field Detection Technology Based on Computer Control System. Journal of Physics: Conference Series, Volume 1574, First International Conference on Computer Applied Science and Information Technology (ICCASIT2020) 15-17 May 2020, Dalian, China.
Wanga, Q., Tang, Ch., Wua, G. and Chenc, G. (2014) Fault location in the outer sheath of power cables. Journal of Power Technologies 94 (4), P. 250–258.
Transients in Electric Power Supply Systems. Textbook for institutions of higher education: under the editorship of G.G.Pivnyak / G.G.Pivnyak, I.V.Zhezhelenko, Y.A.Papaika; Ministry of Education and Science of Ukranian, National Mining University –5-th edition, revised and expanded: Translation from Ukranian. Trans Tech Publications Ltd, Switzerland, 2016. 382 р.
A Fault location on land and submarine links (AC & DC). Cigre Technical Brochure № 773. 2019. 152 p.
Mao, X., Xiang, B., Tu, S. (2022) Research on power penetration cable line fault location based on distributed traveling wave location technology. AIP Advances 12, 055024. doi: 10.1063/5.0093049.
Dmitriev, M.V. (2019) Methods or reducing the voltage induced on the cable line 6-500 kV. ELECTRIC POWER. Transmission and Distribution. no. 4(55). pp. 82-85.
Зайцев, Є.О., Блінов, І.В., Березниченко, В.О., Закусило, А.С. (2022) Засіб ідентифікації пошкодження лінії електропередавання в розподільчих електричних мережах. XVI міжнародна конференція «Вимірювання та керування в складних системах» (MCCS-2022). DOI https://doi.org/10.31649/mccs2022.21. Zaytsev, YE.O., Blinov, I.V., Bereznychenko, V.O., Zakusylo, A.S. (2022) Zasib identyfikatsiyi poshkodzhennya liniyi elektroperedavannya v rozpodilʹchykh elektrychnykh merezhakh. XVI mizhnarodna konferentsiya «Vymiryuvannya ta keruvannya v skladnykh systemakh» (MCCS-2022). DOI https://doi.org/10.31649/mccs2022.21. Zaitsev, E.O., Blinov, I.V., Bereznychenko, V.O., Zakusylo, A.S. (2022) A tool for identifying power line damage in electrical distribution networks. XVI International Conference "Measurement and Control in Complex Systems" (MCCS-2022). DOI https://doi.org/10.31649/mccs2022.21].
Індикатори пошкодження повітряних ліній 6 – 35 кВ Nortroll SICAME від Group. (n.d.). Retrieved from https://sicame.ua/posts?tltblog_id=119. Indykatory poshkodzhennya povitryanykh liniy 6 – 35 kV NORTROLL vid SICAME GROUP. [Indicators of damage to overhead lines 6 - 35 kV Nortroll from SICAME Group]. Retrieved from https://sicame.ua/posts?tltblog_id=119. [in Ukrainian].
Панченко, А.М. (2004) Спосіб визначення максимально можливого струму при несподіваному короткому замиканні. Збірник наукових праць. Харківський військовий університет, 12, с. 148-157. Panchenko, A.M. (2004) Sposib vyznachennia maksymalno mozhlyvoho strumu pry nespodi-vanomu korotkomu zamykanni. [Panchenko, A.M. (2004) A method for determining the maximum possible strum with an unsustainable short chirp.] Collection of scientific works. Kharkiv Viysk University. №12. рр.148-157. [in Ukrainian].
Панченко, А.М. (2005) Метод визначення максимальних кидків струму в трансформаторі при ви-никненні КЗ в фіксовані моменти часу. Збірник наукових праць. Харківський університет Повітряних Сил, 3, с. 78-86. Panchenko, A.M. (2005) Metod vyznachennia maksymalnykh kydkiv strumu v transformatori pry vynyknenni KZ v fiksovani momenty chasu. [Panchenko, A.M. (2005) The method of determining the maximum surge current in a transformer in the event of a short-circuit failure at a fixed moment and hour.] Collection of scientific works. Kharkiv University of Air Forces №3. рр.78-86. [in Ukrainian].
Khudyakov, M. M., Alekseev, V. V., Lipatov, D. S., Gur’yanov, A. N., Temyanko, V., Bubnov, M. M., Likhachev, M. E. (2020) Fiber with off-center core for SBS suppression. SOF., paper SoTu2H.5. https://doi.org/10.1364/SOF.2020.SoTu2H.5
Distributed Acoustic/Vibration Sensing (DAS/DVS) Retrieved from https://www.apsensing.com/technology/distributed-acoustic-sensing-das-dvs.
Gend, J., Staince, S., Blanke, M. and Jiang, Sh. (2007) Distributed fiber temperature and strain sensor using coherent radiofrequency detection of spontaneous Brillouin scattering. Apple. Opt. V. 46. P. 5928-5932. DOI: 10.1364/ao.46.005928
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Анатолій Панченко, Юлія Мусаїрова
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
