Устройство для прожига дефектной изоляции силовых кабелей

 

Использование: относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места повреждения дефектной изоляции силовых кабелей. Сущность изобретений: устройство позволяет сократить время прожига и повысить надежность устройства за счет его упрощения, Устрой - ,---U ство для прожига дефектной изоляции силовых кабелей содержит регулируемые с помощью трехфазного сельсина 28 источники низкого 15 (ток прожига) и высокого напряжения 18, объединенные в параллельную ветвь и подключенные к жиле кабеля 19 с дефектной изоляцией. Новым в устройстве является наличие в цепи низковольтного источника защиты от импульсных перенапряжений , возникающих при горении электрической дуги, выполненной в виде дросселя 12 с ненасыщенной магнитной системой катушки индуктивности , параллельно включенного диода 13 и ограниченного резистора 14, а также блока чередования фаз 7, контролирующего правильность вращения векторов фазных напряжений, линейных реакторов 2, 3, 4, 5, ограничивающих величину тока при Прожиге и колебания напряжения на шинах источника ABC электроснабжения. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 R 31/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В

С

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4928869/21 (22) 17.04.91 (46) 23.05.93, Бюл.N 19 (71) Производственное объединение "Роскоммунэнерго" (72) А.Г.Толкушев и А,Г.Овчинников (56) Авторское свидетельство СССР N

495620. кл. 6 01 R 31/10, 1975, Авторское свидетельство СССР |ч .

938215, кл. G 01 R 31/10. 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОЖИГА ДЕФЕКТНОЙ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЪ|Х КАБЕЛЕЙ (57) Использование; относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места повреждения дефектной изоляции силовых кабелей. Сущность изобретения: устройство позволяет сократить время прожига и повысить надежность устройства эа счет его упрощения, Устрой1

„„ЯЯ„„1817045 А1 ство для прожига дефектной изоляции силовых кабелей содержит регулируемые с помощью трехфазного сельсина 28 источники низкого 15 (ток прожига) и высокого напряжения 18, объединенные в параллельную ветвь и подключенные к жиле кабеля 19 с дефектной изоляцией. Новым в устройстве является наличие в цепи низковольтного источника защиты от импульсных перенапряжений, возникающих при горении электрической дуги, выполненной в виде дросселя 12 с ненасыщенной магнитной системой катушки индуктивности, параллельно включенного диода 13 и ограниченного резистора 14, а также блока чередования фаз 7, контролирующего правильность вращения векторов фазных напряжений, линейчых реакторов 2, 3, 4, 5, ограничивающих величину тока при прожиге и колебания напряжения на шинах источника ABC электроснабжения. 1 ил.

1817045

Устройство относится к электроэнергетике и может быть использованодля определения места повреждения дефектной изоляции силовых кабелей, Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет его упрощения и сокращения время прожига.

Заявляемое устройство отличается от прототипа наличием новых элементов; блоком чередования фаз, линейными реакторами, бу... ферным диодом, ограничительным резистором, выполнением катушки индуктивности с йенасыщенной магнитной системой и блоком управления с использованием в качестве регулирующего органа трехфазного сельсина и их связями с остальными элементами схемы.

На чертеже представлена схема устройства для прожига дефектной изоляции кабеля.

Устройство для прожига дефектной изоляции кабеля содержитконтактор1, включенный между фазными полюсами трехфазной сети АВС и первыми выводами первого 2, второго 3, третьего 4, и четвертого 5линейных реакторов. Катушка 6 контактора 1 подключена к выходу блока контроля чередования фаз

7. Вход блока чередования фаз 7 подключен к полюсам сети АВС, причем один из полюсов входа блока 7 подключен к фазному полюсу B через контакт управления 8.

Вторые выводы реакторов 2, 3, 4 подключены к входу трехфазного выпрямителя

9. Второй вывод реактора 5 подключен к входу тиристорного регулятора 10, К вторым выводам реакторов 2, 3, 4 подключен также вход блока управления 11. К первому выходу блока 11 подключен управляющий вход выпрямителя 9 (а,в,с). К второму выходу блока управления 11 подключен управляющий вход (c) тиристорного регулятора 10. Выход выпрямителя 9 подключен к точке соединения первого вывода дросселя 12 с анодом буферного диода 13. Второй вывод дросселя 12 соединен с первым выводом ограничительного резистора 14 и катодом диодов низковольтного выпрямителя 15, Катод диода 13 и второй вывод резистора 14 объединены и подключены к нулевому проводу О.

Вывод тиристорного регулятора 10 подключен к входу испытательного трансформатора 17. Выход трансформатора 17 подключен к катодам диодов высоковольтного выпрямителя 18, Аноды диодов выпрямителей 15 и 18 подключены к выводу 19 для подключения жил исследуемого кабеля 16.

Блок контроля чередования фаз 7 содержит диод 20, подключенный катодом к полюсу А сети, К аноду диода 20 подключена цепочка из первого 21, второго 22 и третьего

55 ло пробоя, не было скользящих разрядов и толчков тока или его нарастания после того, как он достиг установившегося значения.

Если при испытаниях кабеля были отменены толчки тока (работа автоматики испытательной установки), испытания прекращают и начинают отыскивать место повреждения, После выявления жилы с дефектной изоляциейй оператор переводит устройство в режим прожига кабеля и схема работает следующим образом. Одна из жил кабеля. имеющая дефек23 резисторов, соединяющая анод диод 20 с ключом управления 8, К точке соединения резисторов 21 и 22 подключен катод тиристора 24, Управляющий электрод тиристора, 24 подключен к точке соединения резисторов 22 и 23. Анод тиристора 24 через катушку реле 25 соединен с полюсом сети С. Параллельно катушке реле 25 подключен конденсатор 26. Между проводом для подключения полюса С сети и выходом блока 7 включен замыкающий контакт 27 реле 25.

Первичная обмотка понижающего трансформатора 28 блока управлвения 11 подключена к сети АВС выходами линейных реакторов 2. 3, 4 и входом выпрямителя 9, к вторичным обмотке понижающего трансформатора 28 подключена статорная обмотка трехфазного сельсина 29, к роторной обмотке трехфазного сельсина 29 подключены первичные обмотки трансформаторов управления 30, 31, 32, выводы которых соединены в звезду, вторичные обмотки трансформаторов управления фаз а,в,с подключены к соответствующим фазам АВС входа анодов тиристоров выпрямителя 9, другие ветви вторичных обмоток трансформаторов управления 30, 31, 32 через диоды 33, 34, 35, 36, 37 и регулировочные резисторы 38, 39, 40, 41, 42 подключаются к управляющим

30 электродам тиристоров соответствующих фаз АВС выпрямителя 9 и тиристорного регулятора 10, катоды диодов 33, 34, 35, 36, 37 подключены к выходам вторичных обмоток трансформаторов управления, а аноды дио35 дов 33, 34, 35, 36, 37 — к подвижным контактам регулировочных резисторов.

Пробой дефектной изоляции может иметь место как в процессе эксплуатации при приложении к кабелю величины

40 номинального напряжения электроустановки промышленной частоты, так и при профилактических Испытаниях путем поочередного приложения к токоведущим жилам кабеля повышенного выпрямленного напряже45 ния.

Оценка состояния изоляции кабеля определяется величиной испытательного выпрямленного напряжения. Кабель считается выдержавшим испытание, если не произош! 817045 тную изоляцию, подключается к выводу 19 неоднократно повторяться. Для устойчивоустройства, Две другие и оболочка кабеля го горения дугииускорения процессапрожиподключается к заземленному нулевому про- га дефектной изоляции и других элементов воду системы электроснабжения 380/220 В,, кабеля, а также полученияЪЬлой величины

Питание устройства осуществляется от шин 5 переходного сопротивления оператор мо0,38 кВ трансформаторной подстанции а по- жет увеличивать интенсивность горения думощью четырехжильного силового кабеля, . ги увеличением угла открытия тиристоров, Для включения устройства замыкается кон- При обрыве дуги возникают импульсные петакт 8. Если устройство подключено к фазным ренапряжения, распространяющиеся на все полюсам сети АВС с прямым чередованием 10 элементы схемы. Катоды диодов выпрямитефаз, в блоке 7 включается реле 25, которое лей низковольтного источника 15 и высокосвоим контактом 27 подает напряжение на вольтного18 подключены к кабелю, Этидиоды катушку 6, Конденсатор 1 подключает уст- запирают отрицательные волны импульсных ,. ройство к сети. перенапряжений, но через них свободно проВедение в устройство блока. контроля 15 ходят положительные импульсы. В высоковольчередования фаэ 7 исключает возможность тной цепи положительные волны импульсов возникновения коротких замыканий при под- замыкаются на вторичную обмотку, обладаюключенииустройствакфаэным полюсам се- щую значительной индуктивностью испытатисобратнымчередованием фаз. .-.: тельного трансформатора 17. уровень

После включения контактора 1 напря- 20 изоляций которой выше уровня возникающих жениесети подается нанйзковольтныйисточ- . импульсных перенапряжений. В источнике ник постоянного тока 9 и первичную обработку низковольтного источника 9 использованы высоковольтного испытательного трансфор- тиристоры с низким напряжением" пробоя и матора 17 через тиристорный регулятор на- положительные волны импульсных перепряжения 10. Управление однопериодным 25 напряжений представляют уже опасность трехфазным выпрямителем 9 и тиристор- не только для тиристоров и линейных реак- ным регулятором 10 осуществляется с по- . торов, но и для сети низкого напряжения. мощью трехфазного сельсина, входящего в Для защиты низковольтного источника 9 от схему блока управления 11. При повороте ро- импульсных перенапряжений в усЪ ройство тора сельсина происходит пропорциональное 30 введена катушка индуктивности 12, выпол.изменение углов открытия тиристоров низко- ненная в виде дрОсселя с ненасыщенной воЛьтного выпрямителя 9 и регулятора напря- магнитной системой, параллельно которому жения tO,Ïoääåéñòaèåìâûcoêoãîíàïðÿæåíèÿ, включена цепочка иэ буферного диода 13 и приложенного к жиле сдефектной изоляцией, ограничительного резистора 14. При. воэпроисходит электрический пробой и возни- 35 никновении переходных режимов в процескает электрическая дуга. Действующее на се горения дуги в катушке индуктивности 12 переходном сопротивлении места повреж- возникает ЭДС самоиндукции за счет котодения кабеля, высокое напряжение запрет. рой в замкнутом контуре, состоящем из индиоды 15 и тем самым исключает действие - дуктивности 12 буферного диода 13 и напряжения низковольтного источника 9 по- 40 ограничительного резистора 14 возникает ток стоянного тока. Под воздействием электриче- . циркуляции противоположного направления ской дуги происходит снижение. переходного току от положительных полуволн и компенсисопротивления в месте горения и падения рует его; Наличие дросселя 12 в цепи низконапряжения на нем. По мере снижения пере-, вольтного источника сглаживает пульсации ходного сопротивления происходит перерас- 45 выпрямленного тока и оказывает положитель пределение падения нап ряжения между ное влияние на устойчивое горение дуги. Лисопротивлением дуги и внутренним сопро- нейные токоограничивающие реакторы 2, 3, тивлением высоковольтного источника 18. 4,5ограничиваютвеличинутока, потребляПри достижении значения величины паде- eMoro из сети как в нормальном" режиме, так ния напряжения на дуге меньшего или рав- 50 и при возникновении коротких замыканий в ного напряжению низковольтного источника устройстве, и также снижает уровень колепостоянного тока 15, от него начинает прак- бания напряжения на шинах подстанции тически мгновенно протекает ток прожига, при прожиге дефектной изоляции кабеля. определяемого углом открытия тиристоров .: Изготовленные и смонтированный на управляемого выпрямителя 9, При срыве 55 передвижноймалогабаритнойвысоковольтили неустойчивом горении дуги при прожи- ной измерительно-испытательной лабораге дефектной изоляции происходит автома- тории образец предлагаемого устройства тическое безынерционное переключение эксплуатировался в действующих электричепйтания на высоковольтный источник 18, ских сетях и подтвердил правильность схемдуга загорается вновь и цикл прожига может ных решении и конструктивного исполнения

1817045

7 8 узлов и блоков, и позволяет в несколько раз через испытательный трансформатор и дио(2-3) сократить время отыскания поврежде- ды высоковольтного выпрямителя подклюний в кабелях в сравнении со временем, чены к выводу для подсоединения жил затрачиваемым на поиск при использовании исследуемого кабеля, блок управления, существующих лабораторий, как отечествен- 5 вход которого через контактор подключен к ных (станция передвижения электротехниче- фазным проводам сети, а первый и второй ская испытательно-измерительная — СПЭИИ, выходы — к управляющим входам трехфазТУ204 РСФСР— 973-82, изготовитель-Ма- ного управляемого выпрямителя и тиристерская Пензенской горэлектросети; ИПК сторного регулятора напряжения, о т л и ч а— 10 Н ПО "Аналон" r. Винница), так и зарубеж- 10 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения ных(Себа-Дйнатроник, ФРГ), а также повысить надежность электроснабжения потребителей, Применение больших величин токов прожига (для данного сечения кабеля) позволяет в течение короткого промежутка времени рас- 15 надежности, упрощения и повышения интенсйвности прожига, в устройство введены блок контроля чередования фаз, буферный диод, ограничительный резйстор, линейные реакторы, катушка индуктивности выполнеплавить по всему диаметру оболочку кабеля,; на в виде дросселя с ненасыщенной магнитсварйть в одно целое две-три жилы кабеля и ной системой, последовательная цепочка из получить низкое переходйое сопротивление буферного диода и ограничительного рези- . в месте дефекта.: . ;: стора включена параллельйого дросселю

Опыт эксплуатации кабельных сетей по- 20 встречно относительно полярности диодов казывает, что в 987; случаев восстановления низковольтного выпрямителя. точка соединеповрежденных кабелей приходится делать . ния катода буферного диода с ограничительвставку и мойтировать две соединительные, ным резистором подсоединена к выводу для муфты. Использование больших значений подключения полюса заземления, вход блотока прожига целесообразно иоправдывает 25 ка контр6ля чередования фаз подключен к себя, так как практически исключено появ- . полюсам сети, а к его выходу — подключена ление металлических замыканий фазы на катушка контактора между линейными по- оболочку кабеля, что присуще существую- люсами контактора и входами трехфазного щим лабораториям;: -..: .: управляемого выпрямителя и тиристорного

В предлагаемомустройствеотсутствует 30 регулятора напряжения включены линейсиловой трансформатор прожига, что при- . нь1е реакторы. вело к резкому снижению весогабаритовус- . 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е. тановки. Предлагаемое выполнение блока с я тем, что блок управления выполнен в управления позволяет плавно бесступенчато . виде трехфазного сельсина, обмотка которов широких пределах регулировать ток прожи- 35 го подключена к фазам сети. после линейных га и напряжение высоковольтного источни-, . реакторов, через понижающий трансформатор, ка... а к вторичным обмоткамсельсина подключены

Таким образом за счет уйрощения кон- первичные обмотки-управляющих трансфорструктивногоисполнениясхемыпутемотказа . маторов, соединяемые в звезду. в одну.из от системы автоматического регулирования 40 цепей каждой вторичной обмотки последоповышается надежность устройства, что в "вательно вклачены диод и регулировочные конечном счете приводит к сокращению об- резисторы, выходы которых подключаются щего времени отыскания повреждения и к соответствующим тиристорам фаз управускорению оперативного восстановления ляемого трехфазного выпрямителя и тиринарушенного электроснабжения потребите- 45 сторного регулятора напряжения, лей;. .:... 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е еФ а р м у л а и э о б р е,т е н и я с я тем, что блок контроля чередования фаз

Устройстводля прожигадефектнойизо- состоит из трех цепей, присоединяемых к ляции силовых кабелей, содержащее контак- фазам источника питания, в первую цепь тор, установленный силовыми контактами 50 последовательно включены диод и резистомежду полюсами трехфазного источника пи- ры, во вторую цепь — цепочка иэ двух послетания и входами трехфазного источника пи- довательно соединенных резисторов, к общей тания и входами трехфазного управляемого точкесоединения которых подключена цепьупвыпрямителяитиристорногорегуляторана- равляющего электрода тиристора, в третью пряжения, выход трехфазного управляемого 55 цепь включена катушка реле, параллельно ковыпрямителя через катушку индуктивности и торой присоединен конденсатор, к общей диоды низковольтного выпрямителя, а вы- точке которых присоединен катод тиристоход тиристорного регулятора напряжения ра, а его анод — к общей нейтрали.