Обнаружение излучения в магистральных ЛЭП в верхней ионосфере по данным дистанционного зондирования с низкоорбитальных спутников: определение координат источника и оценка потерь на излучение

Существует несколько причин негармонических искажений тока в ЛЭП, которые делятся на внутренние (переход трансформаторов в нелинейный режим, усиление тока гармоник «нулевой последовательности» и т.п.) и внешние (геоиндуцированные токи, возбуждаемые в ЛЭП при сильных геомагнитных возмущениях). В случае нарушения баланса фаз и амплитуд, система передачи электроэнергии на дальние расстояния (в состав которой входит магистральная трехфазная ЛЭП) становится асимметричной (разбалансированной), что приводит к потерям передаваемой мощности из-за излучения электромагнитной энергии. Излучение ЛЭП является дискретным, в спектре проявляется в форме узких линий на основной частоте (50/60 Гц) и ее гармониках. При этом, излучение на высоких гармониках в диапазоне 1-5 кГц выделяют в отдельный класс, так как в заданном диапазоне частот длины волн становятся сравнимы с длиной ЛЭП (сотни километров), следовательно, ЛЭП можно рассматривать как простейший вариант антенны бегущей волны, также известной как «антенна Бевереджа».
Существуют наземные системы регистрации излучения ЛЭП в КНЧ/ОНЧ диапазоне, а также системы регистрации ГИТ, которые действуют в Финляндии и на Кольском п-ве. Подобные системы пригодны исключительно для локальных измерений, в заданной точке.
В докладе рассматривается альтернативный метод обнаружения и излучения магистральных ЛЭП с низкоорбитальных спутников, таких как китайские спутники семейства CSES и российские спутники семейства «Ионосфера-М». Возможности метода продемонстрированы на примере регистрации излучения магистральных ЛЭП Южной Кореи, Японии, Канады, а также российской ЛЭП «Севереный транзит», проходящей по Кольскому п-ву. Показано, что по спутниковым данным можно оценить координаты источника излучения с точностью до нескольких градусов по широте, а также оценить амплитуды электрической и магнитной компонент и скорость угасания амплитуды при удалении от источника, что позволяет оценить общие потери на излучения в ЛЭП.
Мы полагаем, что предлагаемый метод можно использовать для мониторинга магистральных ЛЭП, расположенных в труднодоступных районах на севере России, используя данные спутников семейства «Ионосфера-М».