Устройство для прожига кабеля
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
828I29 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—
:(22) Заявлено 31.Î1.78 (21) 2719655(18-21 с присоединением заявки— (23) Г!риоритет— (51) М.Кл. GOI R 31ДО
Государственный комитет ло делам изобретений и отирытнй (43) Опубликовано О7.05.81. Ь оллетень ¹ 17 (53) УДК 621.3 ..333.6 (4 (088.8) о) Дата опуолпкования о1псзн 1я 24.04.81 (72) Авторы изобретения
Д. В. Имшенецкий, В. C. Козлов, Л. Г. Шкуркит(и В. И. Якименко
Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина и Производственное энергетическое объединение «Харьковэнерго» (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОЖИГА КАБЕЛЯ
Изобретение относится к кабельной технике и может быть использовано для снижения величины переходного сопротивления в дефектном месте изоляции каоеля с целью определения места повреждспия.
Известно устройство для прожига дефектной изоляции электрйческих кабелей ьыпрямленным током, содержащее регулируемый трансформатор, к выходу которого подключена первичная обмотка повышающего трансформатора, вторичная обмотка через выпрямительное устройство подключается к аварийному кабелю 111.
Недостатком этого устройства является ручное управление процессом прожига.
Неуправляемые изменения тока приводят к срыву процесса прожига, перегрузкам элементов устройства.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для прожига кабеля, состоящее из выпрямительного моста, к выходу которого подключен параллельный автономный з1нвертор напряжения, управляемый задающим 25 генератором, силового трансформатора, 11ервичная обмотка которого включена в диагональ инвертора, а вторичная обмотка одним из выводов подключена к однополупериодному. выпрямителЮ 12). ЗО
Недостатком этого устройства также является ручное регулирование выходного напряжения путем ступенчатого переключения вторичных обмоток силового трансформатора. Для плавного изменения выходного тока питание всего генератора осуществляется от дополнительного регуa:èðóþøåã0 автотрансформатора, равного го мощности силовому трансформатору инвертора. Известное устройсгво не обладает достаточной надежностью, так как при резких неуправляемых изменениях тока прожига возможен Выход из строя элементов устройства.
Отсутствие стабилизации тока оказывает существенное влияние на формирование токопроводящего мостика в месте прожига. Оператор не успевает поддерживать заданную величину тока. Это приво,.пт к резким броскам тока, р" çðóøåíèþ токопроводяшего мостика и срыву процесса, для ьосстановления которого требуются дополнительные затраты времени и расход электроэнергии.
Целью изобретения является ускорение технологического процесса прожига и повышение надежности работы устройства.
Это достигается тем, что в известном устройстве, состоящем из выпрямительиого моста, к выходу которого подключен
828129
Когда открыт тпристор 2, к первичной сбмотке силового трансформатора 9 прикладывается напряжение
U„,= — U, (2) B установившемся режпме изменение напряжения на емкостях б и 7 за период равно нулю. Из условия, что постоянная составляющая напряжения за период на обмотке сi лового трансформатора 9 такж= равна нулю, следует (U„,— U,,) — xi — U „т —— 0, 15
räå т — время открытого состояния тиристора I; тг — время о крытого состояния тиристора 2.
Из управления (3) получаем напряже ние на емкоспп 7, ра вное
"I
1 11
U { 11
35 (1вык, 1пр н (6) где U,„— напряжение на выходе выгрямителя 8; Так как управляющий вход широтно-имU,, — напряжение на емкости /. 5 пульсного преобразователя включен после3 параллельный автономный инвертор напряжения, управляемый задающим генератором, силового трансформатора, первичная обмотка которого включена в диагональ инвертора, а вторичная обмотка одним из выводов подключена к однополупериодному выпрямителю, задающий генератор выполнен по схеме управляемого преобразователя аналогового сигнала в широтно-импульсный, управляющий вход которого подключен последовательно к другому выводу вторичной обмотки силового трансформатора инвертора.
Применение управляемого широтно-имг.ульсного преооразоватсля и включение
его управляющсго входа последовательно со вторичной обмоткой силового трансформатора позволяет стабилизировать
1ок прожига, исключить разрушение токопроводящего мостика от бросков тока и тсм самым ускорить технологический процесс, повысить надежность работы элементов устройства п упростить его, исключив дополнительный регулировочный трансформатор.
На чертеже представлена электрическая схема устройства для прожига кабеля.
Устройство содержит автономный параллельный инвертор напряжения, вы олненный по однофазной мостовой схемс.
Два плеча моста содержат тиристоры 1 и включен 6JIQK тации тирпсторов, состоящий из конденсаторов 8 и 4 и пндуктивности 5 со средней точкой. Два других плеча содержат емкости б и 7..Питание инвертора осуществляется от выпрямителя 8, напряжение которого подводится к одной из диагоналей моста. В другую диагональ включена первичная обмотка силового трансформатора
Вторичная обмотка трансформатора 9 через однополупериодный выпрямитель 10 подключена к аварийному кабелю, а ее противоположный вывод включен последовательно с входом широтно-импульсного преобразователя 11. Ток уставки регулируется потенциометром 12. Два выхода широтно-импульсного преобразователя подключены соответственно к тиристорам
1и2.
Широтно-импульсный преобразователь
vожет быть выполнен по схеме управляемого мультивибратора с магнитными связями.
Широтно-импульсный преобразователь поочередно подает управляющие импульсы на тиристоры 1 и 2. Когда открыт тпристор
1, к первичной обмотке силового трансфорw. а тор а 9 положено напряжение
U,, —.и. — UÄ, (1) где Т = т +т — период вь.ходного напрякения.
Напряжение на вторичной обмотке трансЗО форматора 9 равно где U„„„, — напряжение на выходе трансформатора 9, когда включен тиристор 1;
40 U,„„., — напряжение на выходе трансформатора 9, когда включен тиристор 2;
К,р — коэффициент трансформации трансформатора 9.
4 Изменением величин т и т регулируется напряжение на обмотке трансформатора 9.
Нагрузкой устройства является кабель с эквивалентной схемой замещения в виде емкости С„и параллельно ей включенного резистора Я„. В стадиях прожига постоянная времени цепи нагрузки К„С„существенно превышает период выходного напряжения. Это позволяет считать, что напря55 хкение на нагрузке приближенно равно максимальному напряжению на вторичной обмотке ткранаформатора 9 в ту часть периода, когда включен тиристор 2 и открыт вентиль 10. Ток прожига в этом случае
828129 на выходе устройства. Уменьшение напря>кения на выходе приводит к уменьшению всличины тока прожига, приолижая его к первоначальному значеншо, равному то.<у
5 уставки 1„„который задается потенциометром 12.
Аналогично протекает процесс при воз растанпи сопротивления нагрузки. Увеличивается время т!, увеличивается выходнос напряжение и величина тока прожига поднимается до заданного значения тока уставки.
Быстродействующее автоматическое изменение временных интервалов Toi Таким образом, в устройстве для прожига кабеля, управляемого током нагрузки широтно-импульсного преобразователя, поН1!шается экономичность процесса прожига "-а счет ускорения формирования токопроводящего мостика, надежность работы элементов устройства, безопасность технологического процесса за счет его автоматизации, 25 снижается стоимость и габариты устройства за счет исключения регулировочного трансформатора, уменьшается влияние квалификации обслуживающего персонала и сокращается ущерб от аварийного недоотпуска электроэнергии потребителям. (7) TI = 1(пр(1сп 1пр) > КпрКтр 1» R T /с" к„к„ц„ 1+ RT К и р Кт р 11» R Т ))1. 1п pILп ° (9) 35 Это говорит о том, что величина нагрузки RÄ FIe влияет на ток прои<ига. 1аким образом, при постоянном значении тока уставки ток прожига остается стабилизи- 40 OBBHFIbIM. Работает устройство следующим образом. При протекании тока через дефектное место изоляции кабеля происходит выделе- 45 ние тепловой энергии и, вследствие этого, снижение величины переходного сопротивления. Уменьшение величины сопротивления приводит к увеличению тока прожига и тока через управляющий вход широтно- 50 импульсного преобразователя Il. Это приводит к изменению временных интервалов открытого состояния тиристоров т! и т, к перераспределению напряжений на емкостях б и 7 и изменению напряжения на об- 55 мотках трансформатора 9. При увеличении тока прожига уменьшается время открытого состояния тиристора l — т!, что приводит к уменьшению напряжения на емкости 7 и напряжению 50. довательно с вторичной обмоткой трансформатора и нагрузкой, то среднее значение тока, протекающего через управляющий вход преобразователя, равно среднему значению тока прожига 1,,р — lпр. Алгоритм работы преобразователя запишем в виде где К „., — Коэффициент усиления преобразователя; 1„, — ток уставки, задаваемый с помощью потенциометра 12. Из выражений (5), (6) и (7) следует. что Величину коэффициента усиления преОбразователя выбираем достаточно большой, чтобы удовлетворялось неравенство Тогда в знаменателе выражения (8 i можно пренебречь единицей по сравнению пс вторым слагаемым, что приводит к выражению Формула изобретения Устройство для прожига кабеля, состоящее из выпрямптельного моста, к выходу которого подключен параллельный автономный инвертор напряжения, управляемый задающим генератором, силового трансформатора, первичная обмотка которого включена в диагональ инвертора, а вторичн;.обмотка одним из выводов подключена « однополупериодному выпрямителю, о т л ича ющееся тем, что, с целью ускорения технологического процесса прожига и повышения надежности работы устройства, задающий генератор выполнен по схеме упра вляемого преобразователя аналогового сигнала в широтно-импульсный, управляющий вход которого подключен последовательно к другому выводу вторичной обмотки силового трансформатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Журнал <; Промышленная энергетика», :¹ 10, 1971, с. 18 — 20. 2. Авторское свидетельство СССР ¹ 661431, G 01 R 31/10, 22.04.77 (прототип). 828129 Составитель В. Казаков Редактор Е. Гончар Техред А. Камышникова Корректор И. Осиновская. Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» Ваказ 576/515 Изд. ¹ 355 Тираж 749 Подписное 11Г10 «11онск» Государственного комитета СССР по делам;псбретений и открытий 113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5
