Устройство для определения расстояния до места замыкания за землю в сетях с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может использоваться для определения расстояния до места замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Цель изоб-- ретения - упрощение устройства и повьпиение точности определения расстояния , достигается путем упрощения аппаратуры и установки комплекта устройства на одном конце линии, а также независимости результатов измерений от наличия ответвлений от линии и других неоднородностей. Для этого в устройство введены амплитудный детек тор 3, компараторы 4 и 5 и резистор 6. Кроме того, устройство содержит индуктивный датчик 1, токопроводы 2 и счетчик времени. Индуктивный датчик используется для получения ЭДС от фронта электромагнитной вс)лны, возникающей в месте замыкания на землю, а амплитудный детектор фиксирует ее максимальное значение. 3 ил. Q 9 ( ABC (риг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСГ)УБЛИН (19) (И) (51) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Й датсн Сном а СвидвтЕЛЬСтв (21) 37597 1.8/24-21 (22). 26 ° 06.84 (46) 15.06.86.Бюл. Ф 22 (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров. сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина (72) В.И.Сукманов, И.Г.Беляков и А.A.Èâàíîâ .(53) 621.317..3(088.8) (56) Клачков A.È. Исследование переходного процесса замыкания на землю в сельских сетях 6-10 r

Шалыт Г.М. Определение мест повреждения линий электропередач импульсными. методами. М.: Энергия, 1968, с. 157-158. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ .НА ЗЕЮПО

В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может исполь-. зоваться для определения расстояния до места замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Цель изобретения — упрощение устройства и повышение точности определения расстояния, достигается путем упрощения аппаратуры и установки комплекта устройства на одном. конце линии, а также независимости результатов измерений от наличия ответвлений от линии и других неоднородностей. Для этого в устройство введены амплитудный детек-. тор 3, компараторы 4 и 5 и резистор

6. Кроме того, устройство содержит индуктивный датчик l токопроводы 2 и счетчик времени. Индуктивный датчик используется для получения ЭДС от . фронта электромагнитной волны, возникающей в месте замыкания на землю, а амплитудный детектор фиксирует ее максимальное значение. 3 ил.

Ф 12380

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения расстояния до места замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. 5

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности определения расстояния путем упроще- . ния аппаратуры и установки комплекта устройства на одном конце линии, а также независимости результатов измерения от наличия ответвлений от линий, или других неоднородностей.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — вре- 15 менные зависимости ЭДС, наводимой в индуктивном датчике, и напряжений, поступающих на положительные входы первого и второго компараторов; на фиг.З вЂ” зависимость времени изменения 2О наводимой в индуктивном датчике ЭДС от значения Е, „,до 0,1 E „св функции от расстояния до места замыкания на землю.

Устройство содержит индуктивный датчик 1, расположенный непосредственно у токопроводов 2, амплитудный детектор 3, первый 4 и второй 5 компараторы, резистор 6 и счетчик 7 времени.

Первый вывод- индуктивного датчика

1 соединен с общей шиной, а второй— с входом амплитудньго детектора 3 и первыми входами первого 4 и второго

5 компараторов, выход амплитудного З5 . детектора 3 соединен с вторым входом первого компаратора 4 и первым выводом резистора 6, второй вывод резистора соединен с вторым .входом второго компаратора 5, выходы первого 4 и -40 второго 5 компараторов соединены с соответствующими входами счетчика 7 времени.

При этом индуктивный датчик 1 служит для получения ЭДС от фронта элек- 45 тромагнитной волны, возникающей в месте замыкания на землю. Амплитудный детектор 3 фиксирует максимальное значение этой ЭДС. Первый компаратор 4 предназначен для запуска 50 счетчика 7 времени в момент достижения ЭДС максимального значения Е второй компаратор 5 служит для остановки счетчика времени в момент, когда ЭДС снизится до значения, равного 55

0,1 E,„ . С помощью резистора 6 устанавливается порог срабатывания.smporo компаратора 5.

04 2

Устройство работает следующим образом.

В момент замыкания на землю в месте повреждения возникают электромагнитные волны, которые начинают распространяться к концам линии. При приходе волны к началу линии в индуктивном датчике 1 (фиг.1) наводится

ЭДС от фронта этой волны. Эта ЭДС описывается уравнением где М вЂ” коэффициент вэаимоиндукции индуктивного датчика с .токопроводом1

i(f) - амплитуда тока волны; ц — коэффициент искажения фронта волны в контуре провод— земля;

2 - расстояние до места замыкания на землю;

t — - текущее время, отсчитываемое от начала замыкания;

< Й 1(Ч (Vo cKopocth pac пространения волны в контуре провод — земля).

График наводимой в индуктивном датчике 1 ЭДС Е представлен на фиг.2, кривая 1. Наведенная в датчике 1 ЭДС поступает на вход амплитудного детектора 3 и одновременно на отрицательные входы компараторов 4 и 5. При поступлении на вход амплитудного детектора 3 ЭДС на выходе его появляется напряжение (фиг.2, кривая II}. Это напряжение поступает на положительный вход компаратора 4 и через резистор

6 на положительный вход компаратора

S. Сопротивление резистора 6 выбрано таким, чтобы отношение напряжения, поступающего на положительный вход компаратора 5,к напряжению, поступающему на положительный вход компаратара 4, равнялось 0,1 Е (фиг.2, кривая

III). В общем случае отношение может быть и другим.

До момента времени с „(фиг. 2} .сигналы на положительном и отрицательном входах компаратора 4 остаются равными, поэтому на выходе компаратора 4 сигнал отсутствует. У компаратора 5 сигнал на выходе отсутствует до момента „ „ -,, так как напряжение на положительном входе меньше, чем на отрицательном.

12380

В моментс„„.„ ЭДС Е достигает своего максимального значения н начинает уменьшаться, а следовательно, начинает уменьшаться н сигнал на отрицательном входе компаратора 4. Сигнал же на по- 5 ложительном входе компаратора 4 будет оставаться постоянным, равным

Е„ „, так как амплитудный детектор 3 сохраняет максимальное значение ЭДС.

Как только сигнал на отрицательном входе станет меньше, чем на положительном, так сразу на выходе компара тора 4 появляется. сигнал .напряжения, который запускает счетчик 7 времени.

Когда ЭДС уменьшится до величины

0,1 Е „с(иомент ма„с + h ) появляется сигнал напряжения на выходе компаратора 5, так как напряжение на его положительном входе станет больше, чем на отрицательном (фиг. 2) . Этот сигнал напряжения останавливает счетчик 7 времени. Таким образом, счетчик 7 времени измеряет промежуток . времени, равный дС . Этот промежуток времени пропорционален расстоянию до места замыкания на землю, поэтому шкала лампового вольтметра, .входящего,. в состав счетчика 7 времени (электронный микросекундомер ЗИКС-58И), . может быть отградуирована в метрах. 30 расстояния до места повреждения. При градуировке шкалы используется кри-. вая, представленная на фиг.З. Известно, что максимальное значение ЭДС, наводимое в индуктивном датчике, дос- Зк тигает в момент

04 4

Подставляя К = 0,1, а также E 2 х х 10 с " !км и решая данное уравнение численным методом, получаем зависимость д = f (М) (фиг.3) . На основе зависимости произведена градуировка шкалы счетчика 7 времени в единицах расстояния.до места замыкания на землю.

Промежуток времени 67 за который

ЭДС в индуктивном датчике изменяет-

Р

:ся от своего максимального значения

Е7. (макс) до значения, равного

0,1 ЕХ(макс), не зависит от числа ответвлений m от линии. Это видно из выражения (5) для градуировочной кривой дс= 2(Й), а зависит только от рас. ! стояния до места замыкания

Кроме того, величина промежутка времени ьТ в Ю вЂ” 15 раз больше, чем поэтому измерить его можно более точно, что в свою очередь повышает точность в определении расстояния до места замыкания.

Таким образом, данное устройство позволяет более точно определить расстояние до места замыкания на землю, а также путем его упрощения позволяет упростить наладку и эксплуатацию .устройства, что сократит время на поиск повреждения.

Формула изобретения л

"макс (2) 0 9r i(f)

Е = Е = -M-. — — — — — (3) макс

Соответственно к В момент с ма«+ д 6 ЭДС согласно уравнению (1) будет рав- 4к няться

Поделив уравнение (4) на уравнение (3), получим тря 5g3 26 е +12ai

Е, t,â47(ö6В e + д)"

Это максимальное значение ЭДС равняется. согласно (1)

Устройство для определения расстояния до места замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью, содержащее приемник волн и счетчик времени, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности определения раестояния, в него введены амплитудный детектор, первый и второй компараторы, резистор, причем первый вывод приемника волн соединен с общей шиной, а второй с входами амплитудного детектора и первыми входами компараторов, выход амплитудного детектора соединен с вторым входом первого компа-. ратора и первым выводом резистора, второй вывод резистора соединен с вторым входом второго компаратора, выходы первого и второго компараторов .соединены с соответствующими входами счетчика, а приемник волн выполнен в вице индуктивного датчика.

1238004

01 Earp

ZO 25

®e З

Составитель Е.Кущ

Редактор Н. Слободяник. Техред Л.Олейник Корректор О.Луговая ,Заказ 3285)46 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4