Устройство для определения места замыкания на землю в электрических сетях

(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина.(56) Борухман В,А;, Кузнецов А.П,Определение мест заьыкания на землю в воздушных распределительныксетях 6-20 кВ прибором Поиск.Электрические станции, 1969, У 1,с. 45-48.Борухман В.А., Кудрявцев А.А.,Кузнецов А,П. Устройство для опре. ;деления мест повреждения на воздушных линиях электропередачи. М.:Энергия, 1980, с. 93-94,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯМЕСТА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ(57) Изобретение относится к элек-троизмерительной технике. Устройство содержит магнитный датчик 1 срезонансным контуром, усилители2 и 6, переключатель 3, измерительный прибор 4, электрическуюантенну 5, усилитель-ограничитель7, автоматический регулятор 8 иисточник 9 питания. В описаниипредставлены характеристики усилителя-ограничителя, выходные характеристики антенны и магнитного датчика. Устройство позволяетповысить надежность определения места замыкания при различном расположении устройства относительно.проводов воздушной линии за счетстабилизации выкодного сигнала поканалу напряжения нулевой последовательности и работы усилителя 6 налинейном участке характеристики,3 ил.Изобретение относится к электро-измерительной технике и может бытьиспользовано в устройствах для определения места повреждения в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью.Целью изобретения является повышение надежности определения места замыкания на землю,На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства, на фиг. 2 - характеристика усилителя-ограничителя, на. фиг. 3 - выходные характеристикиантенны и магнитного датчика с резонансным контуром, поясняющиепринцип работы устройства.Устройство содержит магнитныйдатчик 1 с резонансным контуром,соединенный через второй усилитель2 и переключатель 3 с входом измерительного прибора 4, Выход электрической антенны 5 соединен свходом первого усилителя 6, выход ко.торого соединен с входом усилителя-ограничителя 7. Выход последнего соединен с управляющим входомавтоматического регулятора 8 и вторым входом переключателя 3. Автоматический регулятор 8 включен параллельно магнитному датчику 1 срезонансным контуром, Источник 9 питания подключен к второму 2, первому 6 усилителям и усилителю-ограничителю 7.Устройство работает следующимобразом.При возникновении на линии замыкания на землю и контроле устройством аварийных режимов (переключатель 3 создает электрическую цепьмежду вторым усилителем 2 и входомизмерительного прибора 4) до местазамыкания на землю на выходе магнитного датчика 1 с резонансным контуром появляется сигнал, пропорциональный уровню высших гармонических составляющих магнитного поля тока нулевой последовательности частотой550 или 250 Гц в зависимости от того, на какую гармонику настроенрезонансный контур магнитного датчика 1, Этот сигнал усиливаетсяусилителем 2 и через .переключатель3 поступает на вход измерительногоприбора 4.Так как уровень высших гармонических составляющих тока нулевой1 О последовательности в проводах линии значительно выше до места замыкания на землю, чем после этого места, то и показания измерительного прибора 4 больше при контроле участков линии до места замыкания наземлю.При приближении или удалении отоси линии электропередачи сигнал навыходе магнитного датчика 1 с резонансным контуром изменяется позакону, изображенному на кривой 10(фиг, 3) . Одновременно сигнал навыходе электрической антенны 5 из меняется по закону, изображенномуна кривой 1 ( фиг. 3). Сигнал сэлектрической антенны 5 усиливается усилителем 6 и поступает навход усилителя-ограничителя 7. Сиг иал с усилителя-ограничителя 7 поступает на управляющий вход автоматического регулятора 8.Сопротивление автоматическогорегулятора 8 обратно пропорциеиаль но значению сигнала, поступающегос усилителя-ограничителя 7. Такимобразом, при ближении к оси линии электропередачи до расстоянияХ., (фиг. 3) сигнал на выходе усиз 0 лителя-ограничителя 7 (точка Увфиг.2).увеличивается, а значениесопротивления автоматического регулятора 8 уменьшается, т.е.происходит автоматическая корректировкасигнала на выходе магнитного датчика 1 с резонансным контуром.Однако при приближении к оси линииэлектропередачи (от точкидоточки О. фиг. 3) или при измерении 40 в середине пролета линии электропередачи, имеющей большой провеспроводов, сигнал на выходе с электрической антенны 5 (кривая П,фиг.3)увеличивается значительно больше, 45 чем сигнал на выходе магнитногодатчика 1 с резонансным контуром(кривая 1 О, фиг. 3).Для обеспечения работоспособ-.ности устройства в этом режиме внего введен усилитель-ограничитель7. При возрастании напряженностиэлектрического поля до значения,соответствующего сигналу на входеусилителя 11 в и дальнейшем его 55 увеличении выходной сигнал П невьаизменяется (фиг. 2).В данном устройстве усилитель. ограничитель 7 может быть выполнен10 5 20 на операционном усилителе со стабилитроном, включенным параллельно выходу усилителя; Автоматический регулятор 8 может быть йыполнен в виде автоматического регулируемого сопротивления с помощью полевого транзистора, у которого переход сток - исток используется как перемеКный резистор, регулируемый с помощью затвора.При поиске места замыкания опера тору с помощью устройства приходится измерять уровень высших гармонических составляющих магнитного поля токов нулевой последовательности в различных точках электрической сети. При перемещении от одной точки измерения до другой, используя даже транспортные средства, проходит определенное время. За это время может произойти следующее: замыкание на землю переходит в двойное замыкание на землю и данная линия отключается, замыкание на землю самоустраняется. В обоих случаях токи нулевой последовательности исчезают и выходной прибор устройства показывает отсутствие замыкания на землю за местом измерения. Так как в предыдущей точке измерения устройство показывало замыкание на землю, то у оператора, ведущего поиск места замыкания, может. сложиться ошибочное мнение о месте замыкания на землю как о месте между этими точками измерения, хотя в действительности линия отключилась или замыкание на землю самоустранилось.Для устранения данного недостатка после измерения высших гармонических составляющих магнитного поля тока нулевой последовательности при малых или нулевых показаниях выходного прибора, выход усилителя- ограничителя 7 соединен через переключатель 3 непосредственно с измерительным прибором 4.Если показания измерительного прибора 4 равны нулю, это означает, что данная линия отключилась и необходимо прекратить работу с устройством.Если показания измерительного прибора 4 незначительны, это озна 25 30 35 40 45 50 55 чает, что на линии есть напряжение, но замыкание на землю самоустранилось, При этом также необходимо прекратить работу с устройством.Если показания измерительного прибора 4 на порядок больше, чем в предыдущем случае, это означает, что замыкание на землю существует и необходимо продолжить поиск места замыкания на землю. Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность определения места замыкания при различном расположении устройства относительно проводов воздушной линии за счет стабилизации выходного сигнала по каналу напряжения нулевой последовательности и работы первого усилителя на линейном участке характеристики. Формула изобретения Устройство для определения места замыкания иа землю в электрических сетях, содержащее магнитный датчик с резонансным контуром, первый и второй усилители, источник питания, электрическую антенну, измерительный прибор переключатель, выход электрической антенны соединен с первым входом первого усилителя, источник: питания - с вторыми входами первого и второго усилителей, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повь 1- шения надежности определения места замыкания на землю, в него введены усилитель-ограничитель, автоматический регулятор, причем выход первого усилителя соединен с первым входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен с вторым входом переключателя и управляющим входом автоматического регулятора, выход магнитного датчика с резонанс. ным контуром соединен с первым входом второго усилителя и входом автоматического регулятора, выход второго усилителя соединен с первым входом переключателя, выход которого соединен с входом измерительного прибора, источник питания соединен с вторым входом усилителя- ограничителя.1211673 бых их,Фиг. 2 оставитель Е.К ехред М.Пароца Заказ 637 5 0 Тираж 730 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушскаПодписноемитета СССРткрытийнаб., д. 4/5 Патент", г. Ужгород, ул, Проектн илнал ППП едактор И.Рыбченк ф Ч;р 3 ФЗ орректор Г.Решетни