Общие сведения о ВЧ-заградителях

Высокочастотный заградитель (ВЧ-заградитель) — это устройство, устанавливаемое в рассечку фазного провода высоковольтной линии электропередачи и предназначенное для ограничения распространения высокочастотного сигнала за пределы защищаемого участка линии. Заградитель представляет собой параллельный колебательный контур, настроенный на рабочую частоту ВЧ-канала релейной защиты, противоаварийной автоматики или связи.

Заградитель типа АВС-3 (аппарат высокочастотный заградительный) широко применяется на подстанциях и линиях 35–750 кВ. Он состоит из следующих основных элементов:

• силовая катушка индуктивности, рассчитанная на протекание рабочего тока линии;
• элемент настройки (конденсаторный блок), образующий с катушкой параллельный резонансный контур;
• разрядник для защиты элемента настройки от перенапряжений;
• корпус и изоляционные элементы.

Цели и периодичность проверки

Проверка ВЧ-заградителя АВС-3 выполняется в следующих случаях:

1. при вводе оборудования в эксплуатацию (приёмо-сдаточные испытания);
2. при плановых проверках в соответствии с регламентом технического обслуживания;
3. после ремонта или замены элементов настройки;
4. при ухудшении параметров ВЧ-канала (рост затухания, ложные срабатывания защит).

Основная цель проверки — подтверждение того, что заградитель обеспечивает требуемое полное сопротивление на рабочих частотах и его активная составляющая соответствует нормам, а также настройка контуров на заданную частоту.

Проверяемые параметры

В ходе проверки ВЧ-заградителя определяются следующие характеристики:

• настройка параллельного и последовательного контуров элемента настройки (резонансные частоты);
• модуль полного сопротивления заградителя |Z| в полосе рабочих частот;
• активная составляющая полного сопротивления R;
• частотные характеристики сопротивлений (АЧХ) в заданном диапазоне частот;
• состояние разрядника и силовой катушки (визуальный контроль, измерение сопротивления постоянному току).

Необходимое оборудование

Для выполнения проверок применяется испытательный комплекс, например РЕТОМ-ВЧм производства НПП «Динамика», который заменяет 10–15 отдельных приборов. В состав комплекса входят:

• устройство РЕТОМ-ВЧ/25 (ВЧ-генератор);
• ВЧ-тестер ВЧТ-25 (измеритель напряжения и сопротивления);
• магазин RLC ВЧР-50М с балансировочным блоком и дифференциальным трансформатором;
• магазин затуханий ВЧА-75.

Допускается применение и других средств измерений: ВЧ-генератора, селективного вольтметра, магазинов сопротивлений и ёмкостей, обеспечивающих требуемую точность.

Методика проверки и настройки контуров

Подготовка

Перед началом работ заградитель отключается от линии (либо проверка выполняется на отключённом присоединении), оформляются необходимые организационные мероприятия по технике безопасности. Собирается схема проверки контуров: генератор подключается к элементу настройки, тестер — для регистрации амплитудно-частотной характеристики.

Настройка параллельного контура

Параллельный контур настраивается на максимум сопротивления на рабочей частоте канала. Плавно изменяя частоту генератора в окрестности номинальной, фиксируют частоту, при которой напряжение на контуре максимально. При отклонении резонансной частоты от заданной производится подстройка изменением ёмкости элемента настройки (переключением конденсаторов или подбором отпаек).

Настройка последовательного контура

Последовательный контур (при его наличии в схеме) настраивается на минимум сопротивления на частоте, определяемой техническими условиями. Результаты оформляются в виде графиков АЧХ параллельного и последовательного контуров и таблиц, что удобно выполнять средствами программного пакета «Виртуальная ВЧ-лаборатория».

Определение модуля полного сопротивления

Измерение выполняется по мостовой схеме с использованием дифференциального трансформатора и набора резисторов из магазина ВЧР-50М. Порядок работы:

1. Собрать мостовую схему измерения: в качестве генератора используется РЕТОМ-ВЧ/25, в качестве вольтметра — тестер ВЧТ-25.
2. Установить напряжение 100 мВ на образцовом резисторе R1 (100 Ом).
3. Подключить тестер параллельно заградителю — на дисплее отобразится величина модуля полного сопротивления |Z|.
4. Повторить измерения в полосе рабочих частот и построить частотную характеристику.

Полученное значение сопротивления на рабочей частоте должно соответствовать требованиям проекта ВЧ-канала и нормативным документам (как правило, не менее нормированного значения для данного типа заградителя).

Определение активной составляющей сопротивления

Особенность измерения активной составляющей состоит в том, что сопротивление заградителя может быть частично скомпенсировано реактивным сопротивлением шин подстанции. На практике применяются два основных метода:

• метод трёх вольтметров — измеряются напряжения на образцовом резисторе, на заградителе и общее напряжение цепи, после чего активная составляющая вычисляется расчётным путём;
• мостовая схема с балансировочным блоком — реактивная составляющая компенсируется элементами магазина RLC, после балансировки моста тестер непосредственно показывает активное сопротивление.

Применение балансировочного блока магазина ВЧР-50М существенно снижает трудозатраты и повышает точность измерений. Автоматизированные программы комплекса РЕТОМ-ВЧм позволяют снимать характеристики полного и активного сопротивления в автоматическом режиме с формированием готового протокола.

Оценка результатов и оформление протокола

По результатам проверки заградитель признаётся годным, если:

• резонансная частота параллельного контура соответствует рабочей частоте канала с допустимым отклонением;
• модуль полного сопротивления в полосе рабочих частот не ниже нормированного значения;
• активная составляющая сопротивления соответствует техническим условиям;
• отсутствуют механические повреждения, разрядник исправен.

Результаты измерений заносятся в протокол проверки, к которому прилагаются частотные характеристики (графики и таблицы). При несоответствии параметров нормам выполняется перенастройка элемента настройки либо выносится решение о ремонте или замене заградителя.

Регулярная проверка ВЧ-заградителей АВС-3 — необходимое условие надёжной работы ВЧ-каналов релейной защиты и противоаварийной автоматики. Применение современных автоматизированных комплексов, таких как РЕТОМ-ВЧм, позволяет сократить трудозатраты, повысить точность измерений и обеспечить объективное документирование результатов испытаний.