При експлуатації повітряних ліній 10-35 кВ, до яких підключені силові трансформатори, можна виділити два характерних випадки порушення працездатності: дефекти в ізоляції ПЛ і дефекти в трансформаторах (обладнанні підстанції). Найменш надійними елементами ВЛ із залізобетонними і металевими опорами є ізолятори і проводи, а з обладнання - силові трансформатори в ТП, КТП, ЗТП. З літературних джерел також відомо, що при появі початкових дефектів до пробою (часткові розряди) і при пробої ізоляції в проводах ПЛ з'являються ВЧ коливання.
Найбільший інтерес для діагностування представляють ті спектри коливань, які несуть корисну інформацію про стан ізоляції. У кожному разі частота коливального процесу викликана коливаннями на власній частоті елементів ліній або трансформатора, в якому відбуваються обурення.
Розглянемо випадок - дефект в ізоляції ліній. Схема дефектного ізолятора на лінії 10-35 кВ показана на ріс.15.23. При розряді в дефектної ізоляції виникають серії імпульсів, що поширюються уздовж ЛЕП в обидві сторони від джерела розряду і впливають на найближчий трансформатор. Еквівалентна схема цієї лінії по високій частоті є паралельний контур з зосередженими параметрами.
Формування розряду в дефектному ізоляторі ВЛ відбувається через різкої зміни струму, тому через ударного збудження в самому трансформаторі, що знаходиться поблизу дефектного ізолятора (джерела розряду), виникають коливання, які з меншим загасанням, ніж імпульс розряду дефектного ізолятора, поширюються по ЛЕП і досягають районної підстанції. Для цілей діагностування інтерес представляє форма виник коливання і його частота.
При розгляді коливальних процесів і складанні еквівалентної схеми розподільної мережі з дефектним ізолятором вводять деякі спрощення, після чого еквівалентна схема набуває вигляду, наведений на ріс.15.24.
Для даної схеми струм розряду в дефектному ізоляторі визначається: вхідний ємністю шин ТП, ємностями вводів трансформатора С. обмоток ВН, НН і повітряної лінії Сл. а також хвильовим опором лінії і двох фаз трансформатора, індуктивністю обмоток ВН і НН, міжвиткової ємністю обмоток ВН і НН трансформатора, ємністю обмоток трансформатора на землю і напругою на вхідних ємності трансформатора. Всі процеси розглядаються щодо землі.
За параметрами еквівалентної схеми, що враховує вплив хвильового опору ліній на частоту коливань перехідного процесу в трансформаторі, за заданим значенням зосереджених параметрів ланцюга можна розрахувати частоту коливань, початкову амплітуду і швидкість загасання. Частоти власних коливань в системі "Лінія електропередачі - трансформатор - лінія" стосовно ріс.15.24. визначаються наступним чином:
Значення сумарної місткості визначається залежністю:
де С1 - ємність обмотки на землю; С12 - ємність між обмотками, віднесена до високовольтної обмотці; Сt - додаткова вхідна ємність фази на землю, обумовлена обладнанням підстанції.
Величина хвильового опору фази з дефектами ізоляції оцінюється формулою:
де Z2 - хвильовий опір фази зі стороною НН; n - відношення лінійних напруг.
За формулою (15.4) оцінюється діагностичний параметр для системи "Лінія-трансформатор-лінія" при наявності дефектного ізолятора в лінії 10-35 кВ. При дефектної ізоляції в лінії з'являються високочастотні коливання в широкому діапазоні частот.
Іншим найбільш пошкоджує елементом ВЛ є провід. Характерна причина пошкодження - обрив з подальшим падінням на землю, а супутнє явище - однофазне замикання на землю. Тривалість пошуку місця замикання на землю існуючими правилами експлуатації не нормується. При перемежовуються дугових замиканнях на землю дуга періодично гасне і знову спалахує, що викликає в ПЛ багаторазові перехідні процеси і поява в них (в проводах ПЛ) спектра ВЧ коливань зі значним рівнем. З'являються спектри струмів нульової послідовності, описуваних рівнянням:
де; - напруга на пошкодженій фазі в місці замфканія в момент, що передує пошкодження; . - моменти загоряння та гасіння дуги; - вхідний опір комплексної схеми заміщення мережі в результаті замикання.
Спектр струму на початку пошкодженої лінії в пошкодженій фазі (наприклад, на фазі А) і спектри лінійних напруг на шинах підстанції визначаються виразами:
;
де. . . - провідності і опору прямий і нульової послідовності мереж щодо місця пошкодження; . - провідності прямої і нульової послідовності неушкодженою частини мережі; R - перехідний опір в місці овреждение; ZC1. ZC0. . - хвильові опору і коефіцієнти ланцюгів прямої і нульовий послевователшьності ліній.
Таким чином, перемежовуються дугові замикання виробляють джерело інформації, характерний для них: в діапазоні частот 1-10 кГц рівень перешкод в 20-50 разів перевищує перешкоди в нормальному режимі роботи мережі. Місце замикання і потужність живильного трансформатора 35/10 кВ не впливають на рівні спектрів амплітуд струмів і напруг, а при збільшенні перехідного опору знижується рівень спектра амплітуд струму. Спектр напруги не залежить від його величини.