Устройство для прожига повреждений изоляции кабельных линий

 

Использование: в электротехнике для прожига поврежденной изоляции кабельных линий с целью определения места их повреждения. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве использованы первичная обмотка, вторичная высоковольтная обмотка и обмотка дожига на первом стержне магнитопровода испытательно-прожигающего трансформатора, двухполупериодный выпрямитель, высоковольтный выпрямитель и резистор, а также обмотка поджига на втором стержне двухстержневого магнитопровода испытательно-прожигающего трансформатора и высоковольтный переключатель, обмотка управления которым подключена к источнику питания через последовательно соединенные контакты датчиков тока и напряжения первичной обмотки трансформатора. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться при разработке устройств для определения мест повреждения изоляции в кабельных линиях электрических сетей.

Известно устройство для прожигания дефектной изоляции, содержащее источник высокого напряжения, источник низкого напряжения, которые подключены к поврежденной жиле, а также реле для отключения источника высокого напряжения при пробое изоляции в месте повреждения. Это устройство позволяет прожигать дефектную изоляцию источником высокого напряжения с поддержанием горения дуги нерегулируемым низковольтным источником (авт. св. СССР N 572729, кл. G 01 R 31/10, 28.09.78).

Недостатком данного устройства является то, что при возникновении дуги поджига значительно снижается напряжение на выходе устройства, чем ухудшаются условия подхвата дуги током обмотки дожига, несмотря на применение специального реле отключения источника высокого напряжения (поджига).

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство для отыскания мест замыканий в кабельных изделиях, которое содержит источник тока частотой 100 Гц, содержащий первичную обмотку, вторичную высоковольтную обмотку и обмотку дожига на стержне магнитопровода, двухполупериодный выпрямитель, амперметр, низковольтный тиристор, блок управления, реле с нормально замкнутым контактом, диод, высоковольтный выпрямитель, высоковольтный тиристор, блок управления высоковольтным тиристором, резистор, причем к обмотке дожига подключен двухполупериодный выпрямитель, положительный вывод которого через амперметр, низковольтный тиристор, реле и диод подключен к первому выводу выхода устройства, вход блока управления подключен между реле и низковольтным тиристором, а выход - к управляющему электроду этого тиристора, к первому выводу выхода устройства подсоединены также блок управления высоковольтным тиристором, соединенный с управляющим электродом высоковольтного тиристора через нормально замкнутый контакт реле, и соединенные последовательно этот тиристор, резистор, высоковольтный выпрямитель и вторичная высоковольтная обмотка, которая соединена с отрицательным выводом двухполупериодного выпрямителя и вторым выводом выхода устройства (авт. св. СССР N 945827, кл. G 01 R 31/08, 1980).

Данному устройству присущи сложность конструкции и невысокая эффективность прожига и дожига дефектной изоляции из-за снижения напряжения на выходе, особенно при малых переходных сопротивлениях в месте прожига.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик устройства.

Для достижения цели произведено упрощение схемы устройства, заключающее в том, что в ней использованы первичная обмотка, вторичная высоковольтная обмотка и обмотка дожига на первом стержне магнитопровода испытательно-прожигающего трансформатора, двухполупериодный выпрямитель, высоковольтный выпрямитель и резистор, а введены обмотка поджига на втором стержне двухстержневого магнитопровода испытательно-прожигающего трансформатора и высоковольтный переключатель, обмотка управления которым подключена к источнику питания через последовательно соединенные контакты датчиков тока и напряжения первичной обмотки трансформатора. Введенные элементы совместно с оставшимися от устройства-прототипа образуют новые связи, что в совокупности отвечает критерию "новизна".

Проведенный патентный поиск показал, что в заявляемом техническом решении в отличие от известных устройств применен двухстержневой испытательно-прожигающий трансформатор, позволяющий поддерживать уровень выходного напряжения устройства во всех режимах работы устройства при прожиге изоляции с большими значениями переходного сопротивления до полного ее пробоя.

При предложенном выполнении обмоток трансформатора по мере прожига изоляции значительно растет сопротивление введенной обмотки поджига, которое, будучи нелинейным, является функцией тока дожига, протекающего по обмотке дожига. Происходит саморегуляция выходного напряжения и тока. При этом выходное напряжение поджига поддерживается на уровне 0,7-0,8 U9н, что позволяет обеспечить более высокую эффективность прожига дефектной изоляции и подхвата дуги током обмотки дожига. За счет этого удалось сократить время дожига изоляции кабеля в среднем в 5-7 раз.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство подключается к сети промышленной частоты и содержит первичную обмотку 1, обмотку 3 дожига, вторичную высоковольтную обмотку 7 на первом стержне двухстержневого магнитопровода испытательно-прожигающего трансформатора, резистор 2, двухполупериодный выпрямитель 4, защитный выпрямитель 5, переключатель 5, переключатель 6, высоковольтный выпрямитель 8, обмотку 9 поджига на втором стержне, выпрямитель 10 поджига, датчики тока 11, напряжения 12, обмотка 13 управления высоковольтным переключателем 6, контакты 14 и 15 датчиков 11 и 12, источник 16 питания обмотки 13 и низковольтный контакт 17, управляемый обмоткой 13. Первичная обмотка 1 подключается к сети через резистор 2, а обмотка 3 дожига подключена к двухполупериодному выпрямителю 4, отрицательный вывод которого подключен к земле, а положительный через выпрямитель 5 - к первому переключаемому контакту переключателя 6. Первый вывод вторичной обмотки 7 через высоковольтный выпрямитель 8 подсоединен к второму переключаемому контакту переключателя 6, а второй вывод соединен с первым выводом обмотки 9 поджига, подключенной через выпрямитель 10 поджига к первому переключаемому контакту переключателя 6. Второй вывод обмотки 9 поджига подключен к земле, подвижный контакт переключателя 6 - к выводу выхода устройства, а обмотка 13 управления переключателем 6 - к источнику 16 питания этой обмотки через контакты 14 и 15, датчик 12 напряжения присоединен к первичной обмотке 1 через низковольтный контакт 17.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в начальной стадии прожига через переключатель 6 к поврежденной жиле кабеля подключена через выпрямитель 8 вторичная высоковольтная обмотка 7. Фиксация возникновения дуги осуществляется по току I первичной обмотки 1 трансформатора в случае повышения I относительно его значения при холостом ходе трансформатора. Когда ток I достигнет значения 0,5-1 от номинального (например, 40 А), а напряжение на выводе выпрямителя 8 снизится до величины, равной 0,8-0,9 от номинального напряжения на выводе выпрямителя 10 поджига (10-20 кВ), срабатывают датчики тока и напряжения и двумя последовательно соединенными контактами замыкают цепь включения переключателя 6 (на схеме исходные положения контактов 14, 15 и 17 соответствуют отключенному состоянию устройства, контакт 14 замыкается только при появлении тока через датчик 11, а контакт 15 размыкается при повышении напряжения на выводе выпрямителя 8 до 0,8-0,9 от номинального напряжения поджига и замыкается при соответствующем снижении напряжения, размыкание контакта 17 происходит одновременно с включением переключателя 6). Производится переключение поврежденной жилы к общей точке выпрямителей 5 и 10, а через них к обмотке 3 дожига и обмотке 9 поджига. В результате воздействия напряжения поджига начинает гореть дуга, которая подхватывается источником низкого напряжения и большого тока (обмотка 3 дожига).

Использование двухстержневого магнитопровода испытательно-прожигающего трансформатора, на одном стержне которого расположены первичная обмотка 1, обмотка 3 дожига и вторичная высоковольтная обмотка 7, а на другом - обмотка 9 поджига, позволяет поддержать входное напряжение на уровне 0,7-0,8 U9н, так как при такой конструкции достигается следующее соотношение сопротивлений обмоток дожига 3 и поджига 9 Z3 Z9, причем Z9 является нелинейным и зависит от тока дожига, заметно увеличиваясь по мере снижения переходного сопротивления в месте повреждения и увеличения тока дожига, что в конечном счете обеспечивает сокращение времени дожига дефектного кабеля.

Таким образом, несмотря на упрощение устройства, в предлагаемом варианте существенно повышены его эксплуатационные характеристики. (56) Авторское свидетельство СССР N 945827, кл. G 01 R 31/08, 1980.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОЖИГА ПОВРЕЖДЕНИЙ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ , содеpжащее испытательно-пpожигающий тpансфоpматоp с пеpвичной обмоткой, обмоткой дожига, втоpичной высоковольтной обмоткой на пеpвом стеpжне магнитопpовода, двухполупеpиодный выпpямитель, пеpвый и втоpой выводы котоpого соединены с соответствующими выводами обмотки дожига, тpетий вывод - с общей шиной, высоковольтный выпpямитель, пеpвый вывод котоpого соединен с пеpвым выводом втоpичной высоковольтной обмотки, защитный выпpямитель, pезистоp, датчик тока с контактом, обмотку упpавления, клеммы для подключения испытываемого объекта, пеpвая из них соединена с общей шиной, отличающееся тем, что в устpойство введены высоковольтный пеpеключатель, упpавляемый обмоткой упpавления, низковольтный контакт обмотки упpавления, датчик напpяжения с контактом, источник питания обмотки упpавления, выпpямитель поджига, испытательно-пpожигающий тpансфоpматоp выполнен двухстеpжневым с обмоткой поджига на втоpом стеpжне магнитопpовода, пpи этом втоpая клемма для подключения испытуемого объекта соединена с пеpеключающим контактом высоковольтного пеpеключателя, замыкающий и pазмыкающий контакты котоpого соединены соответственно с пеpвым выводом защитного выпpямителя и с втоpым выводом высоковольтного выпpямителя, втоpой вывод защитного выпpямителя соединен с четвеpтым выводом двухполупеpиодного выпpямителя, пеpвый вывод защитного выпpямителя соединен с пеpвым выводом выпpямителя поджига, втоpой вывод котоpого соединен с втоpым выводом втоpичной высоковолтной обмотки и с пеpвым выводом обмотки поджига, втоpой вывод котоpой соединен с общей шиной, пеpвичная обмотка испытательно-пpожигающего тpансфоpматоpа подключена к питающей сети чеpез pезистоp, датчик тока включен в цепь пеpвичной обмотки испытательно-пpожигающего тpансфоpматоpа, датчик напpяжения соединен с пеpвичной обмоткой испытательно-пpожигающего тpансфоpматоpа чеpез низковольтный контакт обмотки упpавления, пеpвый вывод обмотки упpавления соединен с пеpвым выводом источника питания, втоpой вывод котоpого чеpез последовательно соединенные контакты датчика тока и датчика напpяжения соединен с втоpым выводом обмотки упpавления.

РИСУНКИ

Рисунок 1