Способ определения участка с пониженной по отношению к земле (корпусу) изоляцией в электрической сети постоянного тока

 

СПОСОБ ШРЕДЕЛЕНИЯ УЧАСТКА С ПОНИЖЕННОЙ ПО ОТНОШЕНИЮ К ЗЕМЛЕ (КОРПУСУ ИЗОЛЯЦИЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА путем принудительного периодического изменения напряжения смещения потенциала сети по отношению к земле (корпусу) и периодического разрщ а распределенной емкости сети через сопротивление изоляции , дифференцирования токов, протекающих по участкам сети, сравнения величин производных этих токов и выбора поврежденного участка по наибольшей из этих велцчин, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения участка с пониженной по отношению к земле корпусу) изоляцией в электрических сетях с большой распределенной емкостью, напр; ение смещения изменяют по линейному во времени или близкому к линейного/ закону, а сравнение проводят по средним а период значениям абсолютных величин первой или последующих производных токов по участкам сети.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аю (и) цц G 01 R 31/08

ОПИСАНИЕ: ИЗОБРЕТЕНИ1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВЪ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2764951/18-21

122) 17.05.79 (46> 15.06.83. Бюл. И 22 (72) В.А. Борухман и А.Н. Кулдыкин (71) Производственное объединение по наладке, совершенствованию техно" логик и эксплуатации электростанций и сетей (53) 621.317.333.4i,088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 43961, кл. О 01 Н 31/08, 1934.

2. Авторское свидетельство СгСР . и 53514, кл.. G 01 В 31/08, 1937 (прототип), (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УЧАСТКА

С ПОНИЖЕННОЙ ПО ОТНОШЕНИЮ К ЗЕИЛЕ (КОРПУСУ) ИЗОЛЯЦИЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ ПОСТОЯННОГО. ТОКА путем принудительного периодического изменения напряжения смещения потенциала сети по отношению к земле (корпусу) и йериодического разряда распределенной емкости сети через сопротивление изоляции, дифференцирования токов, протекающих по участкам сети, сравнения величин производных этих токов и выбора поврежденного участка по наибольшей из этих величин, о т л ич а io шийся тем, что, с целью обеспечения воэможности определения участка с пониженной по отноаениа к земле корпусу) изоляцией в злект2 рических сетях с больаой распреде-ленной емкостью, напряжение смещения изменяют по линейному во времени или близкому к линейному закону, а сравнение проводят по средним за период .Е значениям абсолютных величин первой или последующих производных токов по участкам сети С. :

° °

102 3260

Изобретение относится к определению мест повреждения в электрических сетях, точнее в сетях постоянного тока, питающих устройства управления, защиты, сигнализации на промышленных объектах, в том числе на электростанциях, Известны способы определения участка с пониженной изоляцией в электрической сети постоянного тока путем принудительного периодического изменения напряжения смещения потенциала сети относительно земли и измере" ния переменной составляющей токов, протекающих по участкам сети

Недостатком известного способа является низкая точность определения поврежденного участка в разветвленных электрических сетях с большой распределенной емкостью по отношение к земле.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения участка с пониженной изоляцией путем прину" дительного периодического изменения напряжения смещения потенциала сети по отношению к земле (корпусу) и периодйческого разряда распределенной емкости сети через сопротивление изоляции, дифференцирования токов, протекающих по участкам сети, сравнения величин производных этих токов и выбора поврежденного участка по наибольшей из этих величин (2j.

Недостатком этого способа является невозможность определения участка с пониженной по отношению к земле (корпусу) изоляцией в сетях с большой распределенной емкостью по отношению к земле. В сетях постоянного тока современных электростанций, например, собственная емкость на землю одной отходящей от шин постоянно" го тока линии может достигать единиц микрофарад. В этих условиях амплитуда импульса наложенного тока и максимальное значение его производной в неповрежденной линии с большой ем. костью будут больше, чем в поврежденной линии с малой собственной емкос" тью и сопротивлением изоляции or нескольких килоом и выше, что делает невозможным определение поврежденной линии.

Цель изобретения - обеспечение .возможностй определения участка с пониженной по отношению к земле (корпусу) изоляцией в электрических сетях с большой распределенной емкостbe.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения участка с пониженной по отношению к земле (корпусу) изоляцией в электрической сети постоянного тока путем принудительного периодического изменения напряжения смещения потенциала сети по отношению к земле (корпусу) и периодического разряда распределенной емкости сети через сопротивление изоляции, дифференцирования токов, протекающих по участкам сети, сравнения величин производных этих токов и выбора поврежденного участ15 ка по наибольшей из этих величин, напряжение смещения изменяют по линейному закону, а сравнение производят по средним за период значениям абсолютных величин первой или по2О следующих производных токов по участкам сети.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - диаграммы (а, о, 5, z, g, 25 6, Х, p ) напряжений, токов, производных этих токов, а также средние за период значения абсолютных величин производных этих токов для участков с пониженной и нормальной изоляцией при смещении потенциалов электрической сети по отношению к земле (диаграммы для участка с пониженной изоляцией выполнены сплошными линиями, а для участка с нормальной изоляцией

55 прерывистыми линиями), Для иллюстрации эффективности предлагаемого способа параметры участков по соотношению сопротивлений изоляций и распределенных емкостей выбраны близкими к предельным, а именно: сопротивление изоляции участка с пониженной изоляцией принято вдвое меньшим, чем участка с нормальной изоляцией, а сопротивление изоляции остальной сети для упрощения принято равным бесконечности. Распределенная емкость участка с нормальной изоляцией принята равной 0,5, а поврежденного 0,1 распределенной емкости всей сети, Участок 1 сети с пониженной изоляцией (фиг. 1) представлен нагрузкой, а также емкостью и сопротивлением изоляции каждого полюса по отношению к земле. Сниженная изоляция одного из полюсов представлена эквивалентным сопротивлением 2. участок 3 сети с нормальной изоляцией представлен аналогично участку 1, Остальная

3 1023 часть 4 электрической сети представ" лена ее эквивалентной нагрузкой, а также эквивалентными емкостью и сопротивлением изоляции каждого полюса по отношению к земле. Источник 5 изменяющегося линейно во времени напряжения смещения потенциалов сети одним выводом подсоединен к земле, а другим через ключ 6, управляемый, например, генератором импульсов, подсоединен к полюсу сети, имеющему пониженную изоляцию по отношению к земле. Для измерения производных токов, протекающих по участкам сети, могут .использоваться, например токоизмерительные клещи 7 и измерительный элемент 8> подключенный к выхо"

1ду клещей непосредственно или через усилитель 9.

Определение участка c noH eHHoA по отношению к земле изоляцией производят следующим образом.

Периодически подключают и отключают источник 5 ключом 6 к полюсу сети, имеющему пониженную изоляцию.

В подключенном состоянии источника

5 напряжение смещения изменяют по линейному во времени закону от нуля до максимума, Отключением источника 5 ключом 6 обеспечивают разряд

L 30 распределенной емкости сети только через ее сопротивление изоляции. Ивкладывают токоизмерительные клещи поочередно на провода участков сети, отходящие от общей шины полюса сети с пониженной изоляцией, и по наиболь"35 шему показанию измерительного элемента 8, оценивающего среднее за период значение абсолютной величины первой или последующих производных, протекающих по участкам токов, опре- 4О деляют участок с пониженной изоляцией, В интервале ТА (см. фиг. 2) источник смещения обеспечивает линейное нарастание напряжения смещения потен45 циала сети, в интервале Т осуществ.ляют разряд распределенной емкости сети через сопротивление ее изоляции.

На фиг. 2а показано линейное во времени нарастание напряжения смещения потенциала сети по отношению к земле "Ug (интервал Т„ ) и экспонен" циальный характер снижения потенциала смещения сети до заданного значения (интервал Т ).

На фиг. 2о показано изменение тока и разряда i распределенных емкос" тей каждого участка сети. Величина

260 .4 тока заряда при этом постоянна во времени и пропорциональна распреде" ленной емкости участка.

На фиг. 2 Ь показано линейное во времени нарастание токов i через сопротивление изоляции участков сети и распределение этих токов при разря" де распределенной емкости, сети. Величина токов определяется сопротивлением изоляции участков сети, т.е. ток неповрежденного участка составляет 0,5 тока поврежденного.

На фиг. 2 показано изменение среднего значения суммарного тока

i =i +i, протекающего по участкам.

Из диаграммы видно, что в интервале

Т. среднее значение суммарного тока, протекающего по участку с нормальной изоляцией, несущественно отличается от среднего значения тока, протекающего по участку с пониженной изоляцией. Крутизна же нарастания этих токов пропорциональна сопротивлению изоляции этих участков. Амплитуда и крутизна снижения тока i в интервале Т2 на участке с пониженной изоляцией существенно выше, чем на поврежденном участке.

На фиг. 2q показаны значения первой производной суммарного тока i участков. Значение первой производной суммарного тока участка с пониженной изоляцией в интервале Т4 превышает в два раза значение первой производной суммарного тока участка с нормальной изоляцией.

На фиг. 2е показаны значения вто-. рых производных токов i . Значения вторых производных суммарных токов в интервале Т1 при уменьшении напряжения смещения по линейному или близкому к нему закону соответственно ,равны или близки к нулю. В интервале Т2 существенно большее значение производных токов i протекающих по участку с понижейной изоляцией, обусловлено более резким характером снижения его тока.

На фиг. 2 си р показаны соответственно средние за период (Т +Т2) абсолютные значения величин первой и второй производных токов i<, протекающих по участкам с пониженной и нормальной изоляцией.

Напряжение смещения может быть

f представлено как

U = К1+13д, %, 10232бО 4 где 11@ " начальное значение напряже dig К, Мс у — 3- О. ния смещения; . dt В„dt

К - тангенс угла наклона напря-, Таким образом, при линейном измежения смещения. нении напряжения смещения потенциаТок в участке с пониженным сопро- з лов сети по отношению к земле (корпутивлением изоляции В равен су} исключается мевающее влияние собственных емкостей участков сети на

"и результат определения поврежденной ц . и линии, что позволяет использовать данТок в неповрежденном участке с собственной емкостью С равен деленной емкостью, облегчить ее обС с С ° К . служивание и снизить трудозатраты

- "С К = const. с,-С, СК персонала за счет возможности быстро"

Соответственно производные этих го отыскания места снижения изоляции

/, токов равны И и устранения повреждения.

Йг и

Ф à)g ьниипи оаказ 4205/30 Тираж 710 Подписное

Ф Ю

Филиал ППП "Патент". г, Ужгород, ул. Проектная, 4