Устройство для определения расстояния до места замыкания за землю в сетях с изолированной нейтралью

(57) электр исполь зм зоваться для определения расдо места замыкания на землюс изолированной нейтралью. Цретения - упрощение устройствышение точности определенияння, достигается путем упрощпаратуры и установки комплекта устройства на одном конце линии, а т кнезависимости результатов измеренийот наличия ответвлений от линии идругих неоднородностей. Для эт о вустройство введены амплитудный ететор 3, компараторы 4 и 5 и рез тор6. Кроме того, устройство содержитиндуктивный датчик 1, токопровод 2и счетчик времени. Индуктивный датиспользуется для получения ЭДС от .фронта электромагнитной волны, возикающей в месте замыкания на землю,а амплитудный детектор Фиксирует еемаксимальное значение. 3 ил. стояния в сетях ель изобва и по- расстояения апа ог д исы ч с.ев 3 в Яи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров.сельскохозяйственного производстваим. В.П.Горячкина(56) Клачков А,И. Исследование переходного процесса замыкания на землюв сельских сетях 6-10 кВ для селективной сигнализации: Дис.канд, техн.наук. - М., 1968, с.90.Шалыт Г.М. Определение мест повреждения линий. электропередач импульсными. методами, М.: Энергия, 1968,157-158,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕЮЮВ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ обретение относится елькой технике. Може12380Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения расстояния до места замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. 5Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности определения расстояния путем упрощения аппаратуры и установки комплекта устройства на одном конце линии, а 10 также независимости результатов измерения от наличия ответвлений от линий, или других неоднородностей.На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - вре менные зависимости ЭДС, наводимой в индуктивном датчике, и напряжений, поступающих на положительные входы первого и второго компараторов; на Фиг.З - зависимость времени изменения 20 наводимой в индуктивном датчике ЭДС от значения Едо 0,1 Ев функции от расстояния до места замыкания на землю. 25Устройство содержит индуктивный датчик 1, расположенный непосредственно у токопроводов 2, амплитудный детектор 3, первый 4 и второй 5 компараторы, резистор 6 и счетчик 7 времени.Первый вывод индуктивного датчика 1 соединен с общей шиной, а второй - с входом амплитудньго детектора 3 и первыми входами первого 4 и второго 5 компараторов, выход амплитудного З 5 . детектора 3 соединен с вторым входом первого компаратора 4 и первым выводом резистора 6, второй вывод резистора соединен с вторым входом второго компаратора 5, выходы первого 4 и .4 О второго 5 компараторов соединены с соответствующими входами счетчика 7 времени.При этом индуктивный датчик 1 служит для получения ЭДС от фронта элек тромагнитиой волны, возникающей в месте замыкания на землю. Амплитудный детектор 3 фиксирует максимальное значение этой ЭДС. Первый компаратор 4 предназначен для запуска 50 счетчика 7 времени в момент достижения ЭДС максимального значения Е второй компаратор 5 служит для остановки счетчика времени в момент, когда ЭДС снизится до значения, равного 55 0,1 Е , . С помощью резистора 6 устанавливается порог срабатывания.вчорого компаратора 5. 04 2Устройство работает следующим образом.В момент замыкания на землю в месте повреждения возникают электромагнитные волны, которые начинают распространяться к концам линии, При приходе волны к началу линии в индуктивном датчике 1 (фиг.1) наводится ЭДС от Фронта этой волны. Эта ЭДС описывается уравнением где М - коэффициент вэаимоиндукциииндуктивного датчика с .токопроводом 11(У) - амплитуда тока волны;- коэффициент искажения Фронтаволны в контуре провод - земля;1 - расстояние до места замыканияна землю;С - текущее время, отсчитываемоеот начала замыкания;ь С - ЩЧ (Чо - скорость рас-пространения волны в контуре провод - земля).График наводимой в индуктивном датчике 1 ЭДС Е представлен на фиг.2, кривая 1. Наведенная в датчике 1 ЭДС поступает на вход амплитудногодетектора 3 и одновременно на отрицательные входы компараторов 4 и 5. При поступлении на вход амплитудного детектора 3 ЭДС на выходе его появляется напряжение (фиг.2, кривая 11). Это напряжение поступает на положительный вход компаратора 4 и через резистор 6 на положительный вход компаратора 5. Сопротивление резистора б выбрано таким, чтобы отношение напряжения, поступающего на положительный вход компаратора 5,к напряжению, поступающему на положительный вход компаратора 4, равнялось 0,1 Е (фиг.2, кривая 111). В общем случае отношение может быть и другим.До момента времени с.(фиг.2) .сигналы на положительном и отрицательном входах компаратора 4 остаются равными, поэтому на выходе компаратора 4 сигнал отсутствует. У компаратора 5 сигнал на выходе отсутствует до момента, Ь, так как напряжение на положительномвходе меньше, чем на отрицательном.12380 В момент,ЭДС Е достигает своего максимального значения н начинает уменьшаться, а следовательно, начинает уменьшаться и сигнал на отрицательном входе компаратора 4. Сигнал же на по ложительном входе компаратора 4 будет оставаться постоянным, равным Е , так как амплитудный детектор 3 сохраняет максимальное значение ЭДС. Как только сигнал на отрицательном входе станет меньше, чем на положительном, так сразу на выходе компара тора 4 появляется. сигнал .напряжения, который запускает счетчик 7 времени, Когда ЭДС уменьшится до величины . 5 0,1 Е с(иомента,. + в) появляется сигнал напряжения на выходе компаратора 5, так как напряжение на его положительном входе станет больше, чем на отрицательном (фиг.2). Этот сигнал напряжения останавливает счетчик 7 времени. Таким образом, счетчик 7 времени измеряет промежуток . времени, равный дС . Этот промежуток времени пропорционален расстоянию до места замыкания на землю, поэтому шкала лампового вольтметра, .входящего, в состав счетчика 7 времени (электронный микросекундомер ЗИКСИ), может быть отградуирована в метрах. 30 расстояния до места повреждения, При градуировке шкалы используется кри-. вая, представленная на фиг.З. Известно, что максимальное значение ЭДС, наводимое в индуктивном датчике, дос- З 5 тигает в момент04 4Подставляя К = 0,1, а также 82 х х 10 скм и решая данное уравнение численным методом, получаемзависимость а= Е (М) (фиг, 3) . На основе зависимости произведена градуировка шкалы счетчика 7 времени в единицах расстояния,до места замыкания на землю. Промежуток времени Ь 7, за который ЭДС в индуктивном датчикеизменяет-Р ся от своего максимального значения Е 7.(макс) до значения, равного 0,1 Еймакс), не зависит от числаответвлений ш отлинии. Это видно из выражения (5) для градуировочной кривой ас= Г(Й), а зависит только от рас стояния до места замыкания Кроме того, величина промежутка времени ЬТ в 10 - 15 раз больше, чем гспоэтому измерить его можно более точно, что в свою очередь повышает точность в определении расстояния до места замыкания. Таким образом, данное устройство позволяет более точно определить расстояние до места замыкания на землю, а также путем его упрощения позволяет упростить наладку и эксплуатацию .устройства, что сократит время на поиск повреждения. Формула изобретения(2) 0 9 г (У)Е = Е = -М-.к ----- (3)макс Соответственно, в момент+ЭДС согласно уравнению (1) будет рав няться Поделив уравнение (4) на уравнение(3), получим 5 ВтЕЯ5 рЬ 26 1 +12 д К 5 Е, ,ВД(ЦбзгЕ+ ь-.) Э Это максимальное значение ЭДС равняется. согласно (1)40 Устройство для определения расстояния до места замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью содержащее приемник волн и счетчик времени, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности определения раестояния, в него введены амплитудный детектор, первый и второй компараторы, . резистор, причем первый вывод приемника волн соединен с общей шиной, а второй с входами амплитудного детектора и первыми входами компараторов, выход амплитудного детектора соединен с вторым входом первого компа-. ратора и первым выводом резистора,второй вывод резистора соединен с вторым входом второго компаратора, выходы первого и второго компараторов.соединены с соответствующими входамисчетчика, а приемник волн выполнен ввице индуктивного датчика.,Заказ 3285)46ВН 4) изводственно-полиграфическое пре ие, г.ужгород, ул.Про ТираИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москва,728 Подписноенного комитета СССРетений и открытийЖ, Раушская наб., д.