Способ определения места замыкания в кабельной линии и устройство для его осуществления

(51)4 С 01 Е 31/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ное онееееееееФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГ 1 О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ 1 ТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Новосибирское пусконаладочуправление Треста "Сибэлектромтаж"(56) Авторское свидетельство СССРУ 750398, кл. С 01 К 31/08, 1980.Электрические станции. Энергоатомнздат, 1983, У 2, с.49-51.(54) СПОСОБ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ В КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ,(57) 1. Способ определения местаэажкания в кабельной линии, состоящий в том что заэемляют неповрежденную жилу на одном из концовкабеля, воздействуют переменным током на неповрежденную и поврежденную жилы на другом конце кабеля,4 иксируют сдвиг Фаз сигнапов, наведенных электромагнитными полями переменного тока, место замыкания определяют по резкому изменению угла фазового сдвига у места повреждения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения расхода электроэнергии, поврежденную жилу на другомконце кабеля зазеипяют через конденсатор, причем модулируют ток одной из жил кабеля по амплитуде, авоздействие переменным током однойчастоты на жилы осуществляют пооче-,редно, за фазаны сигналов, наведенных электромагнитнывв поляии переменного тока одной частоты, поочередно следят и запоиинают. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее генератор переменного тока, блок приема, включающий индикатор, первый и второй селективные усилители, индика-. тор угла фазового сдвига, первый и второй индукционные магнитные преобразователи, выходы которых соединены с входами селективных усилителей, о т л и ч а ю щ е е с я теи, что, с целью снижения расхода элект"роэнергии и улучшения условий труда, в него введены амплитудный модулятор, элемент И, первый и второй делители частоты, первый коммутатор, выход генератора переменного тока соединен с входом первого делителя частоты и первыи входом первого коммутатора, выход первого делителя частоты соединен с входом второго делителя частоты и первым входом элемента И выход второго делителя частоты соединен с вторым входом первого коимутатора и вторым входом элемента И, выход элемента И соединен с входом амплитудного модулятора, выход амплитудного модулятора соединен с входом генераторапеременного тока, первый выход первого коммутатора соединен с клеммойдля подключения неповрежденной жилы, а второй выход - соответственно с клеммой для подключения поврежденной жилы, а в блок нриема введены амплитудный выпрямитель, амплитудный детектор, фильтр низких частот,формирователь, второй и третийкоммутаторы, первый и второй интеграторы, первый и второй генераторы, фазовый детектор, выход перво 1 го селективного усилителя соединен с входом амплитудного выпрямителя, выход которого соединен с входом индикатора, выход второго селективного усилитфля соединен с входом амплитудного детектора и первым входом фазового детектора, выход амплитудного детектора соединен с входом фильтра низких частот, выход которого соединен с входом формирователя, выход формирователя соединен с первыми входами второго и. третьего коммутаторов, выход фазового детектора соединен с вторым входом второго коммутатора, первый выход второго коммутатора соединен 195303с входом первого интегратора, выход которогр соединен с входом первого генератора, выход первого генератора соединен с первым входом индикатора угла фазового сдвига и вторым входом третьего коммутатора, второй выход второго коммутатора соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с входом второго генератора, выход второго ге. нератора соединен с вторым входоминдикатора угла фазового сдвига и третьим входом третьего коммутатора, выход третьего коммутатора соединен с вторым входом фазового детектора.Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения изоляции жилы в силовых кабельных линиях при однофазных , 5 или междуфазных замыканиях.Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и улучшение условий труда.На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - форма подавае мых в жилы кабеля токов.Устройство содержит генератор 1 переменного тока, делители 2 и 3 15 частоты, элемент И 4, амплитудный модулятор 5, первый коммутатор 6. Ввкод генератора соединен с входом делителя 2 частоты и первым входом первого коммутатора 6, выход дели- . 20 теля частоты 2 соединен с первым входом элемента И 4 и с входом делителя 3 частоты, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора 6 и вторым входом элемен та И 4, выход которого соединен с входом амплитудного модулятора 5, выход последнего соединен с входом генератора 1. Первый выход коммутатора 6 соединен с клеммой для 30 подключения неповрежденной жилы, а второй выход - с клеммой для подклю чения поврежденной жилы. Блок 7 приема содержит два индукционных магнитных преобразователя 8 и 9,два селектквных усилителя 10 и 11,амплитудный выпрямитель 12, индикатор 13, амплитудный детектор 14,фильтр 15 низких частот, формирователь 16, фазовый детектор 17, второй и третий коммутаторы 18 и 9,два интегратора 20 и 21, два генератора 22 и 23, индикатор 24 углафазового сдвига. Выход индукционного магнитного преобразователя 9соединен с входом селективного усилителя 10, выход которого соединенс входом амплитудного выпрямителя 12, выход амплитудного выпрямителя 12 - с входом индикатора 13.Выход селективного усилителя 1 соединен с входом амплитудного детектора 14 и первым входом фазовогодетектора 17 выход амплитудногодетектора 14 соединен с входом фильтра.15 низких частот, выход которого соединен с входом формирователя 16, выход последнего - с первымивходами коммутаторов 18 и 19. Выход фазового детектора 17 соединенс вторым входом коммутатора 18, первый выход которого соединен с входоминтегратора 20, выход которого соединен с входом генератора 22, выходпоследнего - с первым входом индикатора 24 угла фазового сдвига и вторым входом коммутатора 19. Второйвыход коммутатора 18 соединен с вхо5 1 О 15 20 25 дом интегратора 21, выход которогосоединен с входом генератора 23, вы-ход последнего - с вторым входом индикатора 24 угла фазового сдвигаи третьим входом коммутатора 19, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 17. Предлагаемый способ реализуетсяследующим образом.Пусть силовой электрический кабель имеет повреждение - замыканиеодной из жил на оболочку кабеля.Переменный ток с частотой основнойгармоники 1 от генератора 1 переменного тока через коммутатор 6, управляемый сигналом с делителя 3, поочередно с частотой 1 н т воздействует на поврежденную и неповрежденную жилы кабеля по цепи жила-земля,Для обеспечения лучшего прохождения токов неповрежденная жила надругом конце кабеля может быть соединена с землей, а поврежденнаяс землей через конденсатор. Для раз"деления в блоке 7 приема сигналовот токов поврежденной и неповрежденной жилы ток генератора 1 во времявоздействия на одну из жил модулируют амплитудным модулятором 5 с,частотой 1 п,Токи, протекающие по жилам кабельной линии, создают магнитныеполя, которые преобразуются в электрические сигналы индукционнык магнитными преобразователями 8 и 9.Цепь преобразователь 9 - селективный усилитель 10 - амплитудный выпрямитель 12 - индикатор 13 настроена на прием импульсного сигнала счастотой основной гармоники 1 иблагодаря вертикальному направлениюмагнитной оси преобразователя 9 обеспечивает точное определение трассыкабельной линии, Из усиленного сигна.ла преобразователя 8, магнитная оськоторого ориентирована перпендикулярно оси кабельной линии, амплитудным детектором 14 и фильтром 15низких частот выделяют модулирующий сигнал с частотой 1, п , которым через формирователь 16 управляют работой коммутаторов 18 и 19,обеспечивая разделение сигналов оттоков поврежденной и неповрежденной жил кабеля, слежение н запоминание фаз этих сигналов. Слежение зафазой принимаемых сигналов осуществляют .подстройкой фаз сигналов управ" 30 35 40 45 50 55 ляемых генераторов 22 и 23 припоочередном замыкании контуровфазоъой автоподстройки - фазовыйдетектор 17, коммутатор 18, интегратор 20, генератор 22, коммутатор 19, фазовый детектор 17, коммутатор 18, интегратор 21, генератор 23, коммутатор 19, фазовый детектор 17. Запоминаниефазы принимаемых сигналов происходит при размыкании контуров автоподстройки коммутаторами 18 и 19.Индикатор 24 фазового сдвига фиксирует сдвиг фаз сигналов генераторов 22 и 23,До места повреждения сдвиг фазпостоянен и равенн;-д 1 сЫ 1 Сйгде Я - фаза тока неповрежденнойжилы; С - емкость жила-оболочка участка кабеля за местом повреждения;- частота основной гармоники генератора переменного тока; В - переходное сопротивление повреждения.За местом повреждения сдвиг фазизменяется и равен ц : сфъ2 И 2 ,следовательно, изменение фазовогосдвига в месте повреждения Ч,-Чг = Уи равно (= в -арсЯ 11 Я 91 Сй Четкое различие в величине фазовых сдвигов до и после места повреждения, резкое его изменение в месте повреждения позволяют однозначно определять место повреждения - однофаэное замыкание.Предлагаемый способ и устройство применимы также и для определения места повреждения при замыкании жи лы с жилой. В этом случае общая точка источника тока подключается к соединенным между собой неповрежденной и одной поврежденной жилам, точка, служившая для подключения к неповрежденной жиле, соединяется с землей, а точка подключения поврежденной жилы - с второй поврежденной жилой. В этом случае ток в поврежденные жилы посыла тся пр цепи лжиа - яана, Так как жилы кабеля имеют скрутку, то магнитный поток, вызванный током поврежденных жил, меняет свое направление в соответствии со скруткой жил вдоль кабеля. Поэтому индикатор 24 угла фазового сдвига будет контролировать угол фазового сдвига у:+щн, где п - фаза тока в поврежденных жилах, который меняет свой знак каждые полшага скрутки жил, 3 11Изменение знака угла фазового сдвига прекращается сразу за местом повреждения, так как далее не проте. кает ток по цепи поврежденных жил и, следовательно, место повреждениямеждуфазовое заиакание определяется однозначно Таким образом, предлагаемый способ и устройство позволяют снизить расход электроэнергии средней выходной мощности источника переменного токане менее чем в Ч раэгде ( скважность импульсов переменного то 95303 бка В жиле кабеля), уменьшить массуи габариты устройства, улучшить условия труда персонала, связанные спереноской устройства. Кроме того,снижение требований к спектральномусоставу переменного тока в жилахкабеля позволяет выбирать селективность блока приема только исходяиэ требуемой помехоэащищенности, ис.10 пользовать в качестве источника тока генератор с высоким КЛД, например импульсный, что дополнительноуменьшает массу и габариты источника тока.,"Патент", г.Ужгор л.Проектная,Заказ 7412/51 Тираж 747 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,