Способ определения места замыкания в кабельной линии и устройство для его осуществления

 

1. Способ определения места замыкания в кабельной линии, состоящий в том, что заземляют неповреждеиную жилу на одном из концов кабеля, воздействуют переменным током на неповрежденную и поврежденную жилы на другом конце кабеля, фиксируют сдвиг фаз сигналов, наведенных электромагнитными полями переменного тока, место замлкания определяют по резкому изменению угла фазового сдвига у места повреждения, отличающийся тем, что, с целью снижения электроэнергии , поврежденную дошу на другом конце кабеля заземляют через конденсатор , причем модулируют ток одной из жнл кабеля по амплитуде, а воздействие переменным током одной частоты на жилы осуществляют поочередно , за фазами сигналов, наведенньтх электромагнитными полями перемен ного тока одной частоты, поочередно следят и запоминают. 2. Устройство для осуществления способа по П.1, содержащее генератор переменного тока, блок приема, включающий индикатор, первый и второй селективные усилители, индика-. тор угла фазового сдвига, первый и второй индукционные магнитные преобразователи, выходы которых соединены с входами селективных усилителей , отличающееся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и улучшения условийтруда , в него введены амплитудный модулятор , элемент И, первый и второй делители частоты, первый коммутатор , выход генератора перег юнного (Л тока соединен с входом первого делителя частоты и первым входом первоCZ го коммутатора, выход первого делителя частоты соединен с входом второго делителя частоты и первым входом элемента И, выход второго делителя частоты соединен с вторым входом первого коммутатора и вторым ;о входом элемента И, выход элемента И QF1 соединен с входом амплитудного модусо лятора, выход амплитудного модулятоО DO ра соединен с входом генератора переменного тока, первый выход первого коммутатора соединен с клеммой для подключения неповрежденной жилы , а второй выход - соответственно с клеммой для подключения поврежденной жилы, а в блок приема введены амплитудный выпрямитель, амплитудный детектор, фильтр низких частот , формирователь, второй и третий коммутаторы, первый и второй интеграторы , первый и второй генераторы , фазовый детектор, выход

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 31/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ1ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 l ) 3746909/24-21 (22) 05.06. 84 (46) 30.11.85.Бюл.У 44 (71) Новосибирское пусконаладочное управление Треста "Сибэлектромонтаж" . (72) Н.Н.Легостаев и М.Я.Левин (533 621.317.333.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 750398, кл. G 01 R 31/08, 1980.

Электрические станции. Энергоатомнздат, 1983, Р 2, с.49-51. (54) СПОСОБ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ В КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ определения места эажкания в кабельной линии, состоящий в том„ что заэемляют неповрежденную жилу на одном из концов кабеля, воздействуют переменным током на неповрежденную и поврежденную жилы на другом конце кабеля, фиксируют сдвиг фаз сигналов, наведенных электромагнитными полями переменного тока, место замыкания опре. деляют по резкому изменению угла фазового сдвига у места повреждения, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнер. гии, поврежденную жилу на другом конце кабеля заземпяют через конденсатор, причем модулируют ток одной из жил кабеля по амплитуде, а воздействие переменным током одной частоты на жилы осуществляют пооче-, редно, за фазаны сигналов, наведенных электромагнитными полями переменного тока одной частоты, поочередно следят и запоминают.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее генератор переменного тока, блок приема, включающий индикатор, первый и второй селективные усилители, индика-. тор угла фазового сдвига, первый и второй индукционные магнитные преобразователи, выходы которых соединены с входами селективных усилителей, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода электI роэнергии и улучшения условий труда, в него введены амплитудный модулятор, элемент И, первый и второй делители частоты, первый коммутатор, выход генератора переменного тока соединен с входом первого делителя частоты и первым входом первого коммутатора, выход первого делителя частоты соединен с входом второго делителя частоты и первым входом элемента И выход второго делителя частоты соединен с вторым входом первого коммутатора и вторым входом элемента И, выход элемента И соединен с входом амплитудного модулятора, выход амплитудного модулятора соединен с входом генератора переменного тока, первый выход перво. го коммутатора соединен с клеммой для подключения неповрежденной жилы, а второй выход — соответственно с клеммой для подключения поврежденной жилы, а в блок приема введены амплитудный выпрямитель, амплитудный детектор, фильтр низких частот, формирователь, второй и третий коммутаторы, первый и второй интеграторы, первый и второй генераторы, фазовый детектор, выход перво i го селективного усилителя соединен с входом амплитудного выпрямителя, выход которого соединен с входом индикатора, выход второго селективного усилителя соединен с входом амплитудного детектора H первым входом фазового детектора, выход амплитудного детектора соединен с входом фильтра низких частот, выход которого соединен с входом формирователя, выход формирователя соединен с первыми входами второго и. третьего коммутаторов, выход фазового детектора соединен с вторым входом второго коммутатора, первый выход второго коммутатора соединен

195303 с входом первого интегратора, выход которогр соединен с входом первого генератора, выход первого генератора соединен с первым входом индикатора угла фазового сдвига и вторым входом третьего коммутатора, второй выход второго коммутатора соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с входом второго генератора, выход второго ге. нератора соединен с вторым входом индикатора угла фазового сдвига и третьим входом третьего коммутатора, выход третьего коммутатора соединен с вторым входом фазового детектора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения изоляции жилы в силовых кабельных линиях при однофазных, 5 или междуфазных замыканиях.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и улучшение условий труда.

На фиг.l представлена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - форма подавае. мых в жилы кабеля токов.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, делители 2 и 3 15 частоты, элемент И 4, амплитудный модулятор 5, первый коммутатор 6.

Высод генератора соединен с входом делителя 2 частоты и первым входом первого коммутатора 6, выход дели- . 20 теля частоты 2 соединен с первым входом элемента И 4 и с входом делителя 3 частоты, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора 6 и вторым входом элемента И 4, выход которого соединен с входом амплитудного модулятора 5, выход последнего соединен с входом генератора 1. Первый выход коммутатора 6 соединен с клеммой для 30 подключения неповрежденной жилы, а второй выход - с клеммой для подклю. чения поврежденной жилы. Блок 7 приема содержит два индукционных магнитных преобразователя 8 и 9, два селектквных усилителя 10 и 11, амплитудный выпрямитель 12, индикатор 13, амплитудный детектор 14 фильтр 15 низких частот, формирователь 16, фазовый детектор 17, второй и третий коммутаторы 18 и 19, два интегратора 20 и 21, два генератора 22 и 23, индикатор 24 угла фазового сдвига. Выход индукционного магнитного преобразователя 9 соединен с входом селективного уси- . лителя 10, выход которого соединен с входом амплитудного выпрямителя 12, выход амплитудного выпрямителя 12 — с входом индикатора 13.

Выход селективного усилителя 11 соединен с входом амплитудного детектора 14 и первым входом фазового детектора 17,, выход амплитудного детектора 14 соединен с входом фильт. ра.15 низких частот, выход которого соединен с входом формирователя 16, выход последнего — с первыми входами коммутаторов 18 и 19. Выход фазового детектора 17 соединен с вторым входом коммутатора 18, пер вый выход которого соединен с входом интегратора 20, выход которого соединен с входом генератора 22, выход последнего - с первым входом индикатора 24 угла фазового сдвига и вторым входом коммутатора 19. Второй выход коммутатора 18 соединен с вхо1195303 а

1О

25 дом интегратора 21, выход которого соединен с входом генератора 23, вы- ход последнего — с вторым входом индикатора 24 угла фазового сдвига и третьим входом коммутатора 19, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 17.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Пусть силовой электрический кабель имеет повреждение — замыкание одной из жил на оболочку кабеля.

Переменный ток с частотой основной гармоники 1 от генератора 1 переменного тока через коммутатор 6, управляемый сигналом с делителя 3, поочередно с частотой 1 (л.m воздействует на поврежденную и неповрежденную жилы кабеля по цепи жила-земля, Для обеспечения лучшего прохождения токов неповрежденная жила на другом конце кабеля может быть соединена с землей, а поврежденнаяс землей через конденсатор. Для разделения в блоке 7 приема сигналов от токов поврежденной и неповрежденной жилы ток генератора 1 во время воздействия на одну из жил модулируют амплитудным модулятором 5 с .частотой 1 п .

Токи, протекающие по жилам кабельной линии, создают магнитные поля., которые преобразуются в электрические сигналы индукционными магнитными преобразователями 8 и 9.

Цепь преобразователь 9 — селективный усилитель 10 — амплитудный выпрямитель 12 — индикатор 13 настроена на прием импульсного сигнала с частотой основной гармоники 1 и благодаря вертикальному направлению магнитной оси преобразователя 9 обеспечивает точное определение трассы кабельной линии, Из усиленного сигнала преобразователя 8, магнитная ось которого ориентирована перпендикулярно оси кабельной линии, амплитудным детектором 14 и фильтром 15 низких частот выделяют модулирующий сигнал с частотой f, п, которым через формирователь 16 управляют работой коммутаторов 18 и 19, обеспечивая разделение сигналов от токов поврежденной и неповрежденной жил кабеля, слежение н запоминание фаз этих сигналов. Слежение за фазой принимаемых сигналов осуществляют .подстройкой фаз сигналов управ30

55 ляемых генераторов 22 и 23 при поочередном замыкании контуров фазоъой автоподстройки - фазовый детектор 17, коммутатор 18, интегратор 20, генератор 22, коммутатор 19, фазовый детектор 17, коммутатор 18, интегратор 21, генератор 23, коммутатор 19, фазовый детектор 17. Запоминание фазы принимаемых сигналов происходит при размыкании контуров автоподстройки коммутаторами 18 и 19.

Индикатор 24 фазового сдвига фиксирует сдвиг фаз сигналов генераторов 22 и 23.

До места повреждения сдвиг фаз постоянен и равен ; „-о1с1 Ы1 CR > где Я» — фаза тока неповрежденной жилы; С вЂ” емкость жила-оболочка участка кабеля за местом повреждения;

1 - частота основной гармоники генератора переменного тока; R - переходное сопротивление повреждения.

За местом повреждения сдвиг фаз изменяется и равен q = с у

2 И 2 °, следовательно, изменение фазового сдвига в месте повреждения Я - = g и

Равно Q =« -аi с 1Р 2 и î СК

Четкое различие в величине фазовых сдвигов до и после места повреждения, резкое его изменение в месте повреждения позволяют однозначно определять место повреждения — однофаэное замыкание.

Предлагаемый способ и устройство применимы также и для определения места повреждения при замыкании жи. лы с жилой..В этом случае общая точка источника тока подключается к соединенным между собой неповрежденной и одной поврежденной жилам, точка, служившая для подключения к неповрежденной жиле, соединяется с землей, а точка подключения поврежденной жилы — с второй поврежденной жилой. В этом случае ток в поврежденные жилы посыла тся пр цепи лжна— яаана. Так как жилы кабеля имеют скрутку, то магнитный поток, вызванный током поврежденных жил, меняет свое направление в соответствии со скруткой жил вдоль кабеля. Поэтому индикатор 24 угла фазового сдвига будет контролировать угол фазового сдвига p =+ g„ (н, где щп — фаза тока в поврежденных жилах, который меняет свой знак каждые полшага скрутки жил.

S 11

Изменение знака угла фазового сдвига прекращается сразу за местом повреждения, так как далее не проте. кает ток по цепи поврежденных жил и, следовательно, место повреждениямеждуфазовое замакание определяет„ся однозначно,1

Таким образом, предлагаемый способ и устройство позволяют снизить расход электроэнергии средней выходной мощности источника переменного тока .. не менее чем в Ч раэ (где ( скважность импульсов переменного то95303 б ка в жиле кабеля), уменьшить массу и габариты устройства, улучшить условия труда персонала, связанные с переноской устройства. Кроме того, снижение требований к спектральному составу переменного тока в жилах кабеля позволяет выбирать селективность блока приема только исходя иэ требуемой помехоэащищенности, ис10 пользовать в качестве источника тока генератор с высоким КЛД, например импульсный, что дополнительно уменьшает массу и габариты источника тока..

1195303

Составитель Е. Куш

Редактор M.Ïåòðîâà Техред А.Ач

Корректор И.Муска

Подписное,Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 7412/51 Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, каутская наб., д.4/5