Способ поиска трасс и определение места повреждений электропроводок



Способ поиска трасс и определение места повреждений электропроводок

 


Владельцы патента RU 2572528:

Лобасов Александр Сергеевич (RU)
Лобасов Алексей Сергеевич (RU)
Черных Спартак Петрович (RU)

Изобретение относится к поиску трассы и определению мест повреждения электропроводки индукционным методом. Сущность: способ осуществляется подачей переменного напряжения в исследуемую линию от генератора и обнаружением магнитного поля приемником, настроенным на частоту генератора. Частота генератора существенно выше частоты настройки приемника и определяется формулой Fген=10×M×Fпр, где M выбирается из ряда чисел 2-4-8-16. Выходное напряжение генератора поступает в линию через встречно-параллельно включенные диоды и транзисторные ключи, открывающиеся поочередно с периодом Ттр=(2×Fпр)-1. В исследуемую линию поступают пачки зондирующих импульсов амплитудой 300-800 В, длительностью Тимп=(20×M×Fпр)-1 с числом импульсов одной полярности N=5×M со сменой полярности каждый полупериод Fпр. Антенный контур приемника интегрирует пачки зондирующих импульсов, следующих с частотой Fген и меняющих полярность с частотой приемника Fпр, и реагирует на них как на низкочастотный сигнал. Эффективность способа определяется тем, что сигнал в антенне приемника увеличивается в Kэфф=(10×M)2 раз и осуществляется отстройка от помех промышленной частоты. Технический результат: повышение точности поиска трассы и места повреждения электропроводки. 1 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к способам поиска трассы или места повреждения электрических проводок. Поиск производится индукционным методом [Л1] с использованием генератора для запитки переменным током электролинии и приемника для обнаружения магнитного поля, возникающего при протекании тока в исследуемой цепи. В известных способах поиска индукционным методом частоты генератора и приемника совпадают, а улучшение избирательности осуществляется различными способами модуляции или кодирования сигнала генератора, фильтрацией входного сигнала приемника по частоте от различного рода помех [Л2, Л3]. Трассы или место повреждения определяются по месту интенсивного снижения сигнала. Для поиска коротких замыканий возникают благоприятные условия, так как сигнал пары встречных токов затухает пропорционально квадрату расстояния от линии. Для поиска места обрыва в проводку необходимо подавать высокое напряжение 300-800 В и высокую частоту 100-200 кГц, чтобы обеспечить протекание тока, достаточного для работы приемника. При этом вокруг проводки возникает электрическое поле, слабо затухающее при удалении от проводки. В то же время на токопроводящих элементах - другие жилы проводки, арматура железобетона, металлоконструкции - возникают наводки, что при высокой чувствительности приемника создает непреодолимые затруднения в точном определении трассы или места обрыва.

Целью предлагаемого технического решения является повышение точности поиска трассы или обрыва электропроводки. Эта цель достигается с помощью того, что приемник и его антенный контур настроены на частоту Fпр в диапазоне 1035-4550 Гц, имеют узкую полосу пропускания и высокую чувствительность, а частота генератора выбирается по формуле Fген=10×M×Fпр, где M - числа из ряда 2-4-8-16. Генератор содержит инвертор частоты Fген с напряжением на выходе Uген=(300-800) В и две цепи диод-транзистор, включенные встречно-параллельно в один полюс выходного напряжения (транзисторы открываются поочередно с частотой Fтр=2×Fпр). На выходе генератора формируются зондирующие импульсы амплитудой (300-800) В, длительностью Тимп=(20×M×Fпр)-1, число импульсов одной полярности N=5×M, смена полярности каждый полупериод Fпр. Антенный контур приемника интегрирует пачки разнополярных зондирующих импульсов как низкочастотный сигнал с частотой Fпр. Выход генератора нагружен на сопротивление Rлин=600 Ом, равное волновому сопротивлению двухпроводной линии, что снижает уровень отраженных от конца линии волн, и через него происходит разряд линии в паузу между зондирующими импульсами.

Суммарный выходной ток в линии Iлин:

I л и н = C П U Г L F г е н ( 1 )

где CП - емкость одного метра провода, UГ - амплитуда зондирующего импульса, L - длина линии метр, Fген - частота генератора.

Так как магнитное поле пары встречных токов равномерно распределено по длине линии, а на антенный контур приемника воздействуют только ближайшие отрезки проводки (из-за резкого снижения напряженности поля от пары встречных токов), то напряженность поля в антенне приемника при размещении антенны на расстоянии 20 см от проводки определяется выражением:

H п р = I л и н D K э K с 2 π R 2 ( 2 )

где Iлин вычисляется по формуле (1) для отрезка проводки длиной один метр, D - диаметр провода, Kэ - коэффициент экранирования, Кс - коэффициент скрутки, R - расстояние от провода до антенны

ЭДС в антенне приемника от действия пары встречных токов:

E = 2 π H п р F г е н W S μ ( 3 )

где Hпр вычисляется по выражению (2), Fген - частота генератора (Гц), W - число витков антенны, S - площадь сечения антенного контура, µ - магнитная проницаемость сердечника антенны.

За счет работы генератора на высокой частоте ЭДС в антенне приемника больше в K=Fген/Fпр=10×M раз, поэтому суммарная энергия, поступающая за один период колебаний антенного контура, также больше в K=10×M раз за счет количества зондирующих импульсов за этот же период.

Таким образом, суммарная эффективность предлагаемого способа составляет:

1) при M=2 Kэфф=(10×2)×(10×2)=400

2) при M=4 Kэфф=(10×4)×(10×4)=1600

3) при M=8 Kэфф=(10×8)×(10×8)=6400

4) при M=16 Kэфф=(10×16)×(10×16)=19600.

Источники информации

1. Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. М.: Энергоиздат, 1982, 312 с.

2. Патент РФ 2046363. Способ поиска трассы и определение места повреждения электрического кабеля с защитой от помех, создаваемых гармониками токов промышленной частоты, и устройство для его осуществления. Рябчиков В.И., Прибылов В.И., 1992.

3. Трассоискатель Fluke 2042. Описание и инструкция.

Способ поиска трассы и определения места повреждения электропроводок индукционным методом с использованием для питания исследуемой линии переменным током генератора и приемника для обнаружения магнитного поля, возникающего в пространстве вокруг этой линии, содержащего антенный L-C контур, настроенный в резонанс на частоту Fпp, выбранную в диапазоне 1030-4050 Гц, узкополосный регулируемый усилитель с выходом на индикатор выходного сигнала, отличающийся тем, что с целью повышения точности и эффективности поиска частота генератора выбирается по формуле Fген=10×M×Fпр, где M - числа из ряда 2, 4, 8 или 16, инвертор генератора формирует на частоте Fген двуполярные выходные импульсы амплитудой 300-800 В, в один полюс включены параллельно-встречно диоды с последовательно с ними соединенным транзисторными ключами, работающими поочередно с периодом Tтр=(2×Fпр)-1, в линию поступают пачки зондирующих импульсов амплитудой 300-800 В, длительностью Tимп=(20×M×Fпр)-1 с числом зондирующих импульсов одной полярности N=5×M со сменой полярности каждый полупериод Fпр, антенный контур приемника интегрирует пачки зондирующих импульсов разной полярности, следующих с частотой Fген, как низкочастотный сигнал с частотой Fпр.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к релейной защите и автоматике распределительных сетей, характеризующихся малыми установившимися токами при однофазных замыканиях. Сети - сложной конфигурации с большим числом ответвлений.

Изобретение относится к области контроля состояния высоковольтных воздушных линий (ВЛ) и может быть использовано для контроля состояния изоляторов ВЛ. Заявленная система содержит терминал контроля, который связан оптоволоконной линией с модулями первичной обработки, размещенными на опорах ВЛ.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности определения места замыкания.

Изобретение относится к линиям электроснабжения, в частности к определению местоположения электрических повреждений. Способ заключается в том, что в момент короткого замыкания измеряют на одной или смежных тяговых подстанциях напряжение на шинах, токи линий, питающих контактные сети, и фазовые углы токов.

Изобретение относится к области технического обслуживания воздушных ЛЭП с изолированной нейтралью бесконтактным способом. Сущность: зафиксированный аварийный сигнал преобразуют с помощью преобразования Фурье в ряды значений амплитуд и фазовых углов гармонических составляющих, пропорциональных напряженности электрического и магнитного поля ЛЭП различных частот, вычисляют векторную сумму ряда комплексных значений, у которых модуль получается в результате перемножения амплитуды гармонической составляющей определенной частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, на соответствующую амплитуду гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности магнитного поля, а аргумент получают в результате вычитания из аргумента гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, соответствующего аргумента гармонической составляющей, пропорциональной напряженности магнитного поля.

Изобретение относится к локализации места замыкания на землю в электрической сети. Технический результат: повышение точности результата локализации независимо от процента подземных кабелей.

Изобретение относится к измерениям в электроэнергетике и может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при замыканиях на землю одной фазы на двух разных линиях электропередачи распределительной сети 6-35 кВ.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для диагностики воздушных линий электропередач. Сущность: содержит летательный аппарат вертолетного типа, систему управления, устройства контроля воздушных линий электропередач, подключенные к аккумулятору, размещенную в корпусе и соединенную с двигателем систему привода, выполненную с возможностью фиксации положения устройства для диагностики относительно грозозащитного троса или силового провода и обеспечения его перемещения вдоль и вблизи воздушных линий электропередач.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при замыканиях на землю на двух разных линиях электропередачи распределительной сети 6-35 кВ.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического определения факта наличия тока утечки в нагрузке однофазного мостового выпрямителя переменного тока при уменьшении величины ее сопротивления изоляции.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности дистанционной защиты. Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи содержит измерительный орган сопротивления, выход которого подключен к входу органа выдержки времени, соединенного с входом исполнительного органа, выход которого является выходом устройства. Дополнительно содержит канал связи между подстанциями по концам линии, устройство передачи сигналов по каналу связи, устройство приема сигналов от канала связи, два сумматора, причем второй вход второго сумматора является инвертирующим, и преобразователь тока в напряжение. Вход устройства передачи сигналов подключен к трансформатору тока противоположного конца линии, а выход связан с входом канала связи, выход которого связан с входом устройства приема сигналов, соединенного выходом со вторым входом первого сумматора, первый вход которого подключен к трансформатору тока линии в месте установки защиты, к которому также подключен вход преобразователя тока в напряжение, выход которого связан со вторым входом второго сумматора, первый вход которого подключен к трансформатору напряжения системы шин в месте установки защиты, выход первого сумматора подключен к токовому входу измерительного органа сопротивления, а выход второго сумматора подключен к входу напряжения измерительного органа сопротивления. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано для избирательного контроля сопротивления изоляции многофазных сетей переменного тока с изолированной нейтралью, находящихся под напряжением. Технический результат: возможность изменения порога срабатывания устройства, повышение функциональных возможностей и надежности. Сущность: устройство содержит однотипные измерительные цепи, установленные в каждой из фаз контролируемой многофазной сети, измерительные цепи снабжены элементами, задающими порог срабатывания. Каждая измерительная цепочка посредствам оптопар передает информацию о состоянии сопротивления изоляции в систему сигнализации, в которой определенной комбинации информационных входов соответствует состояние замыкания определенной фазы контролируемой сети на корпус. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обнаружению замыканий на землю в электрической сети. Сущность: способ включает обнаружение короткого замыкания на землю на основе измеренных трехфазных токов iA, iB и iC и получение момента времени t, соответствующего моменту времени, когда было только что обнаружено короткое замыкание на землю; определение того, является ли это короткое замыкание на землю однофазным коротким замыканием на землю или двухфазным коротким замыканием на землю, на основе трех инкрементных фазных токов ΔiA, ΔiB и ΔiC в момент времени t; и когда определено однофазное короткое замыкание на землю, определение того, является ли это короткое замыкание на землю коротким замыканием выше по линии или коротким замыканием ниже по линии, на основе амплитуды инкрементного фазного тока замкнутой фазы. Технический результат: повышение точности обнаружения направления на место короткого замыкания на землю, отсутствие необходимости датчика напряжения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных трубопроводов. Способ включает выявление поврежденной секции протяженного анодного заземлителя (ПАТ), а затем нахождение места повреждения на секции, при этом к концу секции подключают низкочастотный генератор тока, работающий на частотах менее 100 Гц, с помощью измерителя и датчика индуктивности определяют положение ПАТ в грунте, поиск места обрыва производят при помощи измерения поперечного градиента потенциала поверхности земли между измерительными электродами, при этом первый электрод расположен над ПАТ, а второй электрод - на расстоянии не менее 7 м со стороны, противоположной защищаемому трубопроводу, перпендикулярно ходу движения, причем измерения проводят с шагом 1 м, при определении измерителем максимального сигнала устанавливают контрольный знак, далее генератор переключают на другой конец поврежденной секции ПАТ и проводят измерения в обратном направлении, а за место повреждения ПАТ принимают среднюю точку между двумя контрольными знаками, установленными в местах обнаружения максимальных значений измеренных сигналов. Технический результат: повышение точности локализации повреждений ПАТ, что приводит к снижению трудоемкости при ремонте повреждений. 1 ил.

Изобретение относится к защите подземных сооружений от коррозии и может быть использовано при контроле работы устройств катодной защиты от коррозии. Сущность: поиск места повреждения протяженного анодного заземлителя (ПАЗ) индукционным способом осуществляют в три этапа с использованием различных схем подключения источников переменного тока к ПАЗ и с использованием переменного тока с частотой ниже 128 Гц, исключая частоты 100 и 50 Гц. Технический результат: повышение точности определения места повреждения протяженного анодного заземлителя, уложенного на расстоянии менее 1 м от трубопровода. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для определения места повреждения в трехфазной линии электропередачи (ЛЭП) высокого и сверхвысокого напряжения. Технический результат: повышение чувствительности и точности определения места повреждения ЛЭП за счет более точного выделения фронта волны переходного процесса из совокупности помех и аварийных составляющих, подчиняющихся нормальному закону распределения. Сущность: на каждом из концов линии измеряют токи и напряжения, выделяют из измеренных токов и напряжений аварийный сигнал, производят вычисления внутри скользящего временного окна и сравнение с величиной порога, фиксируют момент превышения порога с помощью спутниковой навигационной системы и вычисляют расстояние до места повреждения по разности моментов превышения порога, зафиксированных на концах линии. При этом внутри скользящего окна реализуют согласованную фильтрацию аварийного сигнала, а результаты согласованной фильтрации сравнивают с величиной порога. Характеристику согласованного фильтра выбирают по результатам предварительного имитационного моделирования повреждений на линии электропередачи. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике линий электропередачи, и может быть использовано при создании устройств защиты и автоматики, требующих высокой степени адаптации характеристик срабатывания к режимам защищаемого объекта. Технический результат: упрощение способа. Сущность: предварительно проводят имитации повреждений в различных точках линии электропередачи, определяют токи и напряжения по меньшей мере на одном конце линии электропередачи. Реализуют процедуру определения места повреждения по токам и напряжениям, полученным в результате имитации повреждения. Вычисляют разность расстояний между имитируемым местом повреждения и определенным по значениям токов и напряжений по модели. Реализуют адаптацию дистанционной защиты и определителя места повреждения путем корректировки расстояний, определенных в дистанционной защите и определителе места повреждения, на разность расстояний, сформированную в результате имитационного моделирования. 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к релейной защите и автоматике распределительных сетей, работающих в режиме с изолированной нейтралью. Сущность: используется модель контролируемого фидера. Входные величины - комплексные фазные токи и напряжения, получаемые в результате наблюдения фидера в его начале. В месте предполагаемого повреждения на нагрузочную часть модели фидера воздействуют трехфазным источником напряжений, полученных для этого места. Фиксируют реакцию нагрузочной части модели в виде нормальных токов фидера. Находят локальные токи фидера как разности фазных токов, полученных для этого места, и составляющих нормальных токов. Сравнивают уровни локальных токов фаз фидера на его входе. Две фазы фидера с более высокими уровнями локальных токов идентифицируют как поврежденные. Определяют токи предполагаемых замыканий в поврежденных фазах как разности локального тока поврежденной фазы и локального тока неповрежденной третьей фазы в месте предполагаемого замыкания. Преобразуют фазное напряжение и ток предполагаемого замыкания каждой из двух поврежденных фаз в два информационных параметра места предполагаемого замыкания. Определяют ближайшее к началу фидера место перехода одного из информационных параметров через нулевое значение как первое место замыкания фидера, а ту фазу фидера, которой принадлежит этот параметр, идентифицируют как первую поврежденную фазу фидера. Укорачивают модель фидера на длину неповрежденной части от входа фидера до места первого замыкания. В качестве входных напряжений укороченной модели принимают фазные напряжения в месте первого замыкания. В качестве входных токов второй и третьей фаз укороченной модели принимают фазные токи в месте первого замыкания. В качестве входного тока первой фазы принимают разность между соответствующим фазным током и током замыкания. Преобразуют в укороченной модели фидера ее входные токи и напряжения во вторичные фазные величины места второго предполагаемого замыкания. Определяют ток второго замыкания, преобразуют вторичное фазное напряжение второй поврежденной фазы фидера и ток второго замыкания в информационные параметры мест предполагаемых повреждений этой фазы и определяют координату второго замыкания фидера на землю. Технический результат: упрощение способа и расширение его функциональных возможностей. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам, предназначенным для контроля качества электрической энергии. Сущность: передающие линейные полукомплекты снабжены блоком сравнения напряжений передающих линейных полукомплектов. Этот блок соединен с блоком модемов линейного полукомплекта. Входы блока сравнения напряжений линейного полукомплекта соединены с выходом блока питания линейного полукомплекта и выходом блока измерения напряжения линейного полукомплекта. Сущность: повышение эффективности контроля состояния проводов за счет использования дополнительного диагностического признака - разности фаз питающих напряжений в соседних точках подключения. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания в длинных линиях электропередач. Технический результат: снижение трудоемкости и повышение точности при определении места короткого замыкания за счет более полного учета параметров линий. Сущность: на предварительной стадии формируют полную модель линии в трехфазном виде с учетом взаимоиндуктивных и емкостных связей между проводами линий. При возникновении короткого замыкания измеряют и регистрируют значения комплексных фазных напряжений на шинах и фазных токов в линии. Далее разбивают модель линии на равные участки, например от опоры до опоры, формируют напряжения в конце каждого участка в каждой фазе, начиная от шин с одного и другого концов линии, формируют токи в конце каждого участка в каждой фазе, начиная от шин с одного и другого концов линии. Регистрируют модули фазных напряжений в конце каждого участка в каждой фазе, начиная от шин с одного и другого концов линии. По модулям напряжений строят графики с осями с двух сторон зависимости модулей напряжений от номера участка (от расстояния). Точка пересечения графиков с одного и другого концов линии соответствует точке короткого замыкания.
Наверх