Способ испытания биполярной втсп-кабельной линии постоянного тока

Авторы патента:

G01R31/00 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

Владельцы патента RU 2647525:

Публичное акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" (RU)
Акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы" (RU)

Изобретение относится к области испытаний линий передачи электроэнергии и может быть применено при проведении ресурсных и других видов испытаний сверхпроводящих кабельных линий. Технический результат – расширение функциональных возможностей на основе сокращения и удешевления необходимого испытательного оборудования. Для этого способ испытания биполярной ВТСП-кабельной линии постоянного тока заключается в поддержании сверхпроводящего состояния ее жил хладагентом, поступающим от системы криогенного обеспечения, подаче напряжения между жилами биполярной ВТСП-кабельной линии и имитации токовой нагрузки. Токовую нагрузку имитируют с помощью по меньшей мере одного источника постоянного тока, который замыкают на одну из жил биполярной ВТСП-кабельной линии. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Область техники

Уровень техники

Известен способ испытания сверхпроводящего кабеля, согласно которому испытания проводят при нормальной температуре, заполняя сверхпроводящий кабель газом вместо хладагента [RU 2358274]. Однако, такие испытания недостаточно достоверны.

Известен способ испытания высокотемпературной сверхпроводящей кабельной линии (ВТСП-кабельной линии), описанный в статье B.C. Высоцкого, В.Е. Сытникова и др. «Создание силового сверхпроводящего кабеля на базе ВТСП технологий», Ж-л «Кабели и провода» №2 (321), 2010 г., стр. 3-10.

По этому способу проводят испытания ВТСП-кабельной линии, поддерживая сверхпроводящее состояние ее жил с помощью хладагента, поступающего от системы криогенного обеспечения (СКО), подавая испытательное напряжение между жилами испытываемой ВТСП-кабельной линии и обеспечивая протекание тока нагрузки с помощью имитатора нагрузки. В указанной статье описаны испытания трехфазной ВТСП-кабельной линии переменного тока. При этом для имитации токовой нагрузки используется трехфазный токоограничивающий реактор. Для аналогичных испытаний ВТСП-кабельной линии постоянного тока, вместо имитатора реактивной нагрузки необходимо использовать имитатор активной нагрузки, способный поглощать значительную активную мощность, равную произведению значений тока и напряжения. Например, для испытания линии на напряжение 20 кВ и ток 2,5 кА потребовался бы имитатор, способный рассеивать мощность 50 мВт, а также источник питания соответствующей мощности. Примером выполнения мощного имитатора активной нагрузки может служить «Машина для испытаний под нагрузкой» по патенту РФ RU 2554604, содержащая множество мощных теплорассеивающих резисторов и обдувающих их воздушных вентиляторов.

С учетом изложенного, в качестве способа-прототипа, характеризующего предшествующий уровень техники, рассматривается решение, описанное в указанной статье с использованием мощного имитатора активной нагрузки.

К признакам способа-прототипа, совпадающим с заявляемым способом, относится поддержание сверхпроводящего состояния ВТСП-кабельной линии с помощью хладагента, поступающего от системы криогенного обеспечения, подача испытательного напряжения между жилами ВТСП-кабельной линии и имитация токовой нагрузки.

Недостаток прототипа - большие масса и габариты имитатора нагрузки и источника питания, большая потребляемая мощность и высокая стоимость испытаний.

Раскрытие существа изобретения

Предметом изобретения является способ испытания биполярной ВТСП-кабельной линии постоянного тока, заключающийся в поддержании сверхпроводящего состояния ее жил хладагентом, поступающим от системы криогенного обеспечения, подаче напряжения между жилами биполярной ВТСП-кабельной линии, и имитации токовой нагрузки, отличающийся тем, что токовую нагрузку имитируют с помощью, по меньшей мере, одного источника постоянного тока, который замыкают на одну из жил биполярной ВТСП-кабельной линии.

Использование заявленной совокупности существенных признаков, включающей указанное отличие, позволяет провести информативные и достоверные испытания ВТСП-кабельной линии постоянного тока без применения мощного имитатора полной активной нагрузки и мощного источника питания и, тем самым, получить технический результат, состоящий в сокращении и удешевлении необходимого испытательного оборудования.

Изобретение имеет развития, направленные на повышение полноты, информативности и достоверности испытаний, которые состоят в том. что:

- заземляют одну выходную клемму источника напряжения;

- замыкают источник постоянного тока на жилу биполярной ВТСП-кабельной линии, подключенную к указанной заземленной клемме;

- замыкают дополнительный источник постоянного тока, изолированный от земли, на жилу биполярной ВТСП-кабельной линии, подключенную к незаземленной клемме источника испытательного напряжения;

- заземляют внешнюю жилу биполярной ВТСП-кабельной линии, расположенную коаксиально относительно ее внутренней жилы;

- по меньшей мере, часть ВТСП-кабельной линии испытывают в спрямленном виде;

- имитируют протекание хладагента по ВТСП-кабельной линии, длина которой превышает длину испытываемой линии, путем подогрева одного из концов испытываемой линии;

- испытываемую ВТСП-кабельную линию подключают к системе криогенного обеспечения через криостатированный хладопровод, имитирующий линию возврата хладагента от конца ВТСП-кабельной линии, удаленного от системы криостатного обеспечения;

- указанный криостатированный хладопровод выполняют в виде двух отрезков строительной длины, состыкованных соединительной муфтой;

- ВТСП-кабельную линию испытывают в виде двух отрезков ВТСП-кабеля строительной длины, состыкованных соединительной муфтой.

Осуществление изобретения с учетом его развития

На фиг. 1 показана общая схема испытаний, на фиг. 2 - электрическая схема испытаний. На фиг. 1 и 2 обозначено:

1 - первый отрезок ВТСП кабеля строительной длины, намотанный на катушечный каркас;

2 - соединительная муфта ВТСП кабеля;

3 - второй отрезок ВТСП кабеля строительной длины, испытываемый в спрямленном виде;

4 - первый отрезок строительной длины криостатированной линии возврата хладагента в систему криогенного обеспечения (СКО);

5 - второй отрезок строительной длины указанной линии возврата;

6 - СКО с охладителем 10 и насосом 11, подключенными к системе энергоснабжения испытательного полигона;

7 - муфта для соединения отрезков 4 и 5 возврата хладагента;

8 - концевая муфта (токоввод), имитирующая удаленный от СКО конец ВТСП-кабельной линии, от которого отходит линия возврата хладагента;

9 - концевая муфта (токоввод), имитирующая ближний к СКО конец ВТСП-кабельной линии;

10 - охладитель хладагента (жидкого азота) в составе СКО;

11 - насос для прокачки хладагента в составе СКО;

12 - регулируемый источник испытательного напряжения (например, 20 кВ);

13 - регулируемый источник испытательного тока (например, 2500 А);

14 - внутренняя жила ВТСП-кабельной линии;

15 - внешняя жила ВТСП-кабельной линии, расположенная коаксиально относительно внутренней жилы 14;

16 - криостатная оболочка ВТСП-кабельной линии.

Для захолаживания и поддержания сверхпроводящего состояния жил ВТСП кабельной линии под ее криостатную оболочку 16 насосом 11 закачивается хладагент, поступающий от охладителя 10. В процессе испытаний хладагент непрерывно циркулирует через муфту 9, спрямленный отрезок 3, муфту 2, отрезок 1 и через криостатированные отрезки 4 и 5, имитирующие трубопровод возврата хладагента в СКО 6 с удаленного конца ВТСП-кабельной линии.

Контроль параметров, заданных программой испытаний ВТСП-кабельной линии, должен проводиться в режиме имитации передачи полной мощности, т.е. с приложением заданного испытательного напряжения и с протеканием заданного испытательного тока нагрузки. Для этого, согласно заявляемому способу, прикладывают испытательное напряжение от источника 12 между жилами 14 и 15, а токовую нагрузку имитируют с помощью источника 13, замыкая его на жилу 15. Приведенные на фиг. 1 и 2 схемы испытаний отражают результат выполнения этих операций.

Согласно развитию изобретения одна клемма источника 12 напряжения, например, подключенная к жиле 15, может быть заземлена, как показано на чертежах. При этом источник 13 может быть замкнут на жилу 15, т.е. тоже заземлен одним выводом. В другом частном случае (не показан на чертежах) источник постоянного тока может быть полностью изолирован от земли и замкнут на жилу 14, к которой подключен незаземленный высоковольтный вывод источника 12 напряжения. Возможно также совместное использование двух (заземленного и изолированного) источников постоянного тока с имитацией протекания тока нагрузки по обеим жилам 14 и 15. Это позволяет дополнительно приблизить условия испытаний к условиям эксплуатации ВТСП-кабельной линии и, тем самым, повысить достоверность испытаний.

В случае коаксиального расположения внутренней жилы 14 относительно внешней жилы 15, предпочтительно заземлять жилу 15.

Испытание, по меньшей мере, части ВТСП-кабельной линии, в спрямленном виде (а не в бухте) позволяет оценить величину тепловой деформации ВТСП-кабеля, возникающей в результате охлаждения до температуры жидкого азота (вплоть до 65 К - минимальная температура жидкого азота) и устойчивость кабеля к этой деформации. В спрямленном отрезке 3 отсутствуют сопротивления растяжению в местах перегибов и радиального сжатия кабеля, возникающие при испытании в бухте отрезка 1 кабеля.

Для имитации теплопритока от внешней среды в ВТСП-кабельную линию полной длины, превышающей суммарную длину испытываемых отрезков 1 и 3, а также теплопритока в соответствующую линию возврата хладагента, длина которой превышает суммарную длину криостатированных отрезков 4 и 5, может осуществляться подогрев (с помощью электронагревателя, не показанного на чертежах) одного из концов испытываемой линии, например конца, примыкающего к муфте 8.

1. Способ испытания биполярной ВТСП-кабельной линии постоянного тока, заключающийся в поддержании сверхпроводящего состояния ее жил хладагентом, поступающим от системы криогенного обеспечения, подаче напряжения между жилами биполярной ВТСП-кабельной линии, и имитации токовой нагрузки, отличающийся тем, что токовую нагрузку имитируют с помощью по меньшей мере одного источника постоянного тока, который замыкают на одну из жил биполярной ВТСП-кабельной линии.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заземляют одну выходную клемму источника напряжения.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что замыкают источник постоянного тока на жилу биполярной ВТСП-кабельной линии, подключенную к указанной заземленной клемме.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что замыкают дополнительный источник постоянного тока, изолированный от земли, на жилу биполярной ВТСП-кабельной линии, подключенную к незаземленной клемме источника напряжения.

5. Способ по пп. 2, 3 или 4, в котором заземляют внешнюю жилу биполярной ВТСП-кабельной линии, расположенную коаксиально относительно ее внутренней жилы.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть ВТСП-кабельной линии испытывают в спрямленном виде.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что имитируют протекание хладагента по ВТСП-кабельной линии, длина которой превышает длину испытываемой линии, путем подогрева одного из концов испытываемой линии.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что испытываемую ВТСП-кабельную линию подключают к системе криогенного обеспечения через криостатированный хладопровод, имитирующий линию возврата хладагента, от конца ВТСП-кабельной линии, удаленного от системы криостатного обеспечения.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанный криостатированный хладопровод выполняют в виде двух отрезков строительной длины, состыкованных соединительной муфтой.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ВТСП-кабельную линию испытывают в виде двух отрезков ВТСП-кабеля строительной длины, состыкованных соединительной муфтой.

Изобретение относится к электромагнитным испытаниям для оценки защищенности объекта от мощных электромагнитных воздействий. Технический результат: возможность оценки влияния электромагнитного воздействия на крупногабаритные объекты, компоненты оборудования которых расположены в экранированных корпусах в экранированном помещении.

Способ частично неселективной защиты тяговой сети переменного тока // 2647108

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ частично неселективной защиты тяговой сети переменного тока заключается в том, что проверяется отсутствие короткого замыкания в аварийно отключенной контактной сети посредством устройства контроля короткого замыкания по наведенному напряжению, и при отсутствии короткого замыкания подается команда на включение аварийно отключенной питающей линии с минимальной выдержкой времени автоматическим повторным включением.

Тест-купон и способ контроля погрешностей совмещения слоев многослойной печатной платы // 2646550

Тест-купон погрешностей совмещения слоев многослойной печатной платы состоит из 2n пар печатных проводников, ориентированных вдоль стороны МПП. Причём каждую пару проводников располагают на соседних слоях металлизации МПП один под другим со смещением в направлении.

Компоновка smu, обеспечивающая стабильность rf транзистора // 2645129

Изобретение относится к метрологии. Способ тестирования испытуемого устройства характеризуется тем, что соединяют первый модуль источника/измерителя с первым набором по меньшей мере из трех триаксиальных кабелей и выводом заземления.

Комплекс для испытаний технических средств на устойчивость к воздействию электромагнитного поля // 2644030

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при испытании технических средств на устойчивость к воздействию электромагнитного поля. Комплекс для испытаний технических средств на устойчивость к воздействию электромагнитного поля включает в себя систему создания испытательного поля, включающую в себя излучающую антенну, систему калибровки испытательного поля и систему управления.

Способ идентификации установившегося переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона // 2643680

Изобретение относится к энергетике, а именно к электроэнергетическим системам, и может быть использовано для построения микропроцессорных устройств защиты от коротких замыканий.

Способ тестирования электронных компонентов // 2643239

Изобретение относится к электронной промышленности, в частности к средствам и методам тестирования электронных компонентов, в том числе при их производстве. Предложен способ тестирования электронных компонентов, включающий следующие этапы: осуществляют размещение по меньшей мере одного тестируемого электронного компонента на заданной позиции в емкости для тестирования; осуществляют опускание термогруппы, смонтированной над контактной поверхностью с контактными прессорами, расположенными в соответствии с расположением электронных компонентов, и содержащей по меньшей мере один элемент Пельтье, на указанный по меньшей мере один электронный компонент, причем прессоры соприкасаются с электронными компонентами без зазора; осуществляют управление питанием указанной термогруппы для достижения заданной температуры по меньшей мере одним указанным элементом Пельтье и по меньшей мере одним электронным компонентом, при этом изменение температуры при помощи прессоров происходит за счет теплопроводности; осуществляют тестирование параметров по меньшей мере одного электронного компонента при заданной температуре; прекращают тестирование электронных компонентов с последующим подъемом термогруппы и извлечением по меньшей мере одного электронного компонента из емкости для тестирования.

Устройство сбора данных, снабженное средством обнаружения отключения набора, состоящего по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика // 2643208

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе проведения сейсморазведочных работ. Предлагается устройство сбора данных, содержащее пару входных выводов, выполненных с возможностью соединения с набором, состоящим по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика, формирующего полезный сейсмический сигнал, и средство обнаружения отключения для обнаружения частичного или полного отключения набора, состоящего по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика.

Устройство для контроля электрического монтажа // 2642397

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам для контроля электрического монтажа. Технический результат - упрощение устройства, обеспечение возможности проверки кабелей с большим количеством проводов и со специальным монтажом.

Способ оценки технических средств на соответствие нормативным требованиям на помехоустойчивость // 2642024

Изобретение относится к испытаниям технических средств. Способ оценки технических средств на соответствие требованиям на восприимчивость к внешнему воздействующему электромагнитному излучению заключается в проведении испытаний в заданном диапазоне частот количественно ограниченной выборки технических средств и в сравнении результатов испытаний с критериальными показателями.

Способ электрических проверок космического аппарата // 2647808

Изобретение относится к способу электрических проверок космического аппарата (КА). Для электрической проверки производят включение и выключение КА, подключение и отключение наземных имитаторов бортовых источников электропитания, автоматизированную выдачу команд управления, допусковое телеизмерение и контроль параметров бортовой вычислительной системы, контроль сопротивления изоляции бортовых шин относительно корпуса, формирование директив автоматической программы и директив оператора в ручном режиме, формирование протокола испытаний, отображение текущего состояния процесса испытаний. В случае недостатка мощности солнечных батарей для питания нагрузки отключают функцию распределения токов разряда, контролируют разницу токов разряда для проверки исправности разрядных преобразователей. Обеспечивается надежность проведения электрических проверок КА. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ контроля ресурса электрической изоляции трансформатора // 2649646

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ресурса электрической изоляции сухих силовых трансформаторов. Сигналы с датчика температуры наиболее нагретой точки трансформатора 5, датчика амплитуды вибрации 6 и блок-контакта 3 автоматического выключателя 1 поступают на входы контроллера 8. Контроллер 8 выполняет следующие функции: определение включенного состояния трансформатора 4 при замкнутых контактах 3, аналого-цифровое преобразование сигнала с датчика температуры 5 и с датчика амплитуды вибрации 6, вычисление текущего значения перепада температуры по формуле , подсчет количества n циклов «нагревание-охлаждение» с перепадом температуры более , вычисление полного времени работы (включенного состояния) трансформатора и остаточного ресурса изоляции обмоток трансформатора по формуле . Данные о полном времени работы t и величине остаточного ресурса Т по шине 9 передаются в компьютер 10 для регистрации и хранения и отображаются с помощью монитора 11. Технический результат – повышение точности контроля ресурса изоляции трансформатора. 2 ил.

Обнаружение периферийного usb-устройства на шине, не снабженной мощностью // 2649764

Изобретение относится к области электронного бытового оборудования. Технический результат заключается в уменьшении электропотребления оборудованием. Предложены способ обнаружения подключения периферийного устройства (230) к интерфейсу (2, 3, 5, 8) связи электронного устройства (10) и ассоциированная схема (8, 200) обнаружения подключения; причем интерфейс связи содержит линию (V_BUS) питания напряжением для питания периферийного устройства, причем диапазон значений номинального рабочего напряжения ассоциирован с линией питания, причем способ отличается тем, что он содержит этапы приложения номинального напряжения (S4), входящего в диапазон значений номинального рабочего напряжения, к линии питания, устранения номинального рабочего напряжения (1), приложенного к линии (V_BUS) питания, обнаружения (S2), на линии питания, при наличии остаточного напряжения, которое меньше, чем пороговое значение значения номинального напряжения, переходного сигнала, возникшего в результате подключения периферийного устройства (230) к интерфейсу, и приложения номинального напряжения к линии питания напряжением, согласно обнаруженному переходному сигналу. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Прерыватель дугового короткого замыкания и короткого замыкания на землю, использующий единственный датчик короткого замыкания на землю и единственный adc // 2650091

Изобретение относится к технике защиты от замыканий на землю и от дуговых коротких замыканий. Согласно способу выполняют выборочный контроль дугового короткого замыкания в течение множества периодов выборочного контроля дугового короткого замыкания, причем периоды выборочного контроля дугового короткого замыкания происходят с регулярными интервалами и каждый период выборочного контроля дугового короткого замыкания длится фиксированную продолжительность времени, которая короче времени между последовательными периодами выборочного контроля дугового короткого замыкания. Осуществляют мониторинг возникновения предварительно определенного события в устройстве прерывателя цепи, причем возникновение предварительно определенного события назначается по времени, чтобы совпадать с одним из множества периодов выборочного контроля дугового короткого замыкания. Выполняют выборочный контроль короткого замыкания на заземленную нейтраль близко к возникновению предварительно определенного события так, что выборочный контроль короткого замыкания на заземленную нейтраль выполняется между упомянутым одним из множества периодов выборочного контроля дугового короткого замыкания и непосредственно смежным периодом выборочного контроля дугового короткого замыкания. При этом выборочный контроль дугового короткого замыкания, выборочный контроль короткого замыкания на землю и выборочный контроль короткого замыкания на заземленную нейтраль выполняются в течение общего интервала обнаружения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.