Способ определения расстояния до места замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью

СОЮЗ СОЕЕТСНИХцршишФепикРЕСПУБЛИН 801698 1 Р 31/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 46Ленингр о в Сукмов ие пере- а землю селективехн,наук; вая во СССР1/08, 1984, РАССТОЯНИЯ ЕИЛЮ В ЭЛЕКТВАННОЙ НЕЙСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМИ ГКНТ СССР(56) Клачков А.Н, Исследоходного процесса замыканив сельских сетях 6-10 кВ длной сигнализации: Дис.кандИ., 1968, 193 с.Авторское свидетельст(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯДО ИЕСТА ЗАИБКАНИЯ НА 3РИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОТРАПЬЮ Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для определения расстоя: ния до места звмыкания Фазы на землюв электрических сетях с изолированной нейтралью.,Известен способ определения расстояния до места замыкания на землю,согласно которому в начале линии Фиксируют максимальное значение ЭДС Е 1наведенной в индукционном датчикепервой полуволной тока разряда емкости объекта контроля через местозамыкания, а также время ь п 1 п 1 г в телчение которого ЭДС достигает максимального значения, ц по их значениюнаходят искомое расстояние. 2(57) Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть исгользовано дпя определения расстояния до места замыкания Фазы на землю, в электрических сетях с изолированной нейтралью. Пель изобретения - повышение точности. По способу Фиксируют первую полуволну тока разряда емкости объекта контроля через место загмыкания, измеряют амплитуды двух составляющих спектра полуволны тока разряда, находят их отношение и расстояние определяют по соответствующей формуле. 3 ил. Недостатком данного способа является низкая точность измерения, так как величина ЭДС Е-,ц зависит от числа ответвлений от магистрали, от начальной фазы включения (т.е. Еможет принимать одно и то Ые значение при разных расстояниях до места повреждения) а величина , составляет единицы мкс, Измерить промежуток времени в пределах мкс с необходимой точностью довольно сло Наиболее близким аналогом данногоизобретения является способ определения расстояния до места замыканияна землю, согласно которому определяют промежуток времени ДФ, в течение21 тй12 1,(. пи- оп-х)У,) 30 где расстояние до места замыкания на землю; коэффициент отношения амплитуд (и)-й и 1-й составляющих спектЕее )амплитуда (и) со 40 ставляющей спе 1 ктра первой полуволны тока разряда;амплитуда и составляющей спектра первой45 полуволны тока разряда;коэффициент затухания фронта волны в контуре провод - земля для данного объекта контроля; частота основной составляющей спектра;интеРвал вРемени, относительно которого определяются составляющие спектра первойполуволны тока разряЯТ Т Г которого ЭДС, наведенная в индукционНом датчике первой полуволной тока разряда емкости объекта контроля через место замыкания, снижается от максимального значения Едо величины ЕЕл, , где к - коэффициент пропорциональности, и по его значению находят расстояние до места замыкания,Недостатком данного способа является погрешность определения расстояния о места замыкания на землю, обусловленная малостью величины Д . Измерить промежуток времени в пределах 1-10 мкснеобходимой точностью довольно сложо.Целью изобретения является повьппение точности определения расстояния до места замыкания на землю,Предлагаемый способ отличается 20 от известных тем, что для повьппения )гочности фиксируют первую полуволну тока разряда емкости объекта контроля Мереэ место замыкания на землю, измеряют амплитуды двух составляющих 25 Спектра первой полуволны тока разряда, Находят отношение измеренных амплитуд И определяют. расстояние до местаза" мыкания на землю по Формуле да в процессе измерения йи, 1 - коэффициенты определяющие порядковые номера составляющих спектра первой полуволны и применяемые в зависимости от объекта контроля, причем 1( и.Па Фиг. 1 представлены графики зависимостей 1 пЕ = Е(1); на фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристикаФфункции е; на фиг, 3 - схема устройства, реализующего способ.еПри замыкании на землю от места повреждения вдоль линии распространяется волна тока разряда емкости поврежденного провода относительно земли, Если в начале линии установить индукционный датчик, то при приходе к началу линии волна тока наводит в нем ЭДС, описываемую выражением ее) : -и : -м 2/3) й- е еЗ,ег2,Глф е 5п4 Фке .)где М - коэффициент взаимоиндукцииприемника волн с токопроводом;щ - количество ответвлений отлинииУ - амлитудное значение фазногонапряжения;Ю - начальная фаза включения;Е - волновое сопротивление лиОнии в контуре провод - земля;1 - расстояние до места замыкания на землю;с - текущее время, отсчитываемое о3, -от начала заьыкаиия;- коэффициент затухания фронта волны в контуре провод -земля.В относительных единицах ЭДС записывается следующим образомее е2 ле 1 е 5Ввиду того, что ЭДС е(С) прямо пропорциональна току ь(С), то спект(12)0; 1,= 20 км, и 4,1 пг = 25 км, и 6 2,и-д Из анализа граАиков (фиг. 1) следует, что изменение величины 1 п 1 5 тем больше, чем меньше отношение порядковых номеров составляющих спекти-ра ( ), т,е, при и-гм или (п-ь.)-0.и1 Устройство (фиг, 3) для реализацйи способа определения расстояниядо,места замыкания на землю в электрических сетях с изолированной цейтралью, содержит приемник 1 волн, располохецный непосредственно у токопроводов 2, широкополосный усилитель 3, первый 4 и второй 5 фильтры, первый 6 и второй 7 амплитудные детекторы, делитель 8, логарифмический вычислитель 9 и блок 10 индикации.При этом приемник 1 волн в качест 1 векоторого может быть использован индукциоццьгй датчик, служит дпя получения ЭДС от Ароцта электромагнит ной волны,. возникающей в месте замыкания на землю. 1 Чирокополосный усилитель 3 служит дпя усиления ЭДС, наводимой в приемнике 1. В качестве фильтров 4 и 5 могут быть использо вацы перестраиваемые узкополосные фипьтры, служащие для выделения составляющих спектра первой полуволны тоКа разряда, Причем, в зависимости от длины линии, фильтры 4 и 5 настра иваются согласно условию (12) на определенную составляющую спектра. Амплитудные детекторы 6.и 7 Аиксируют максимальные значения составляющих спектра. Делитель 8 напряжений слу жит для определения отношения ампли-. туд составляющих спектра, т.е. реаЕ,/лизует значение г. = " Ег . Логарифмический вычислитель 9 реализует операцию 1 = Л 1 тй, 55 2где А,2 г. и, - Тп-х)я Наибольшее значение порядкового номера п составляющей спектра зависит от объекта контроля (длины линии), а также от технических возможностей применяемой элементной базы для реализации устройства, С учетом этого рекомендованы следующие значения коэфАициентов и и Значение коэААициента Л задается в данном вычислителе 9 путем задания коэффициента усиления. Результаты расчета представляются в циАровом виде блоком 10 индукции.Устройство работает следующим образом.При входе волны к началу линии в приемнике 1 волн (фиг, 3) наводится ЭДС, описываемая выражением (1), Далее усиленная с помощью усилителя 3 она поступает на входы перестраиваемых фильтров 4 и 5. С выхода этих Аильтров выделенные составляющие спектра поступают на входы амплитудных детекторов 6 и 7, которые фиксируют амплитудные значения. Далее зафиксированные напряжения поступают. на входы делителя, который производит их деление друг на друга, и на его выходе формируется напряжение пропорциональное 1 = Е; /Е . Выходное не напряжение делителя 8 поступаетыходна вход логарифмического вычислителя 9, и на его выходе Формируется напряжение пропорциональное расстоянию 1 до места замыкания на землю,Результат расчета расстояния представляется с помощью блока 10 индикации в циАровом виде.Таким образом, предлагаемый способ позволяет более точно определять расстояние до места замылания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью. Формула изобретенияСпособ определения расстояния до места замыкания на землю в электри21 п 1 с где и,Е ф 4,0 5 70 Д 1 к ческих сетях с изолированной нейтралью, заключающийся в том, что фиксируют первую полуволну тока разряда емкости объекта контроля через место замыкания на землю, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до места замыкания на земпю, измеряют амплитуды двух составляющих спектра первой полуволны тока разряда емкости объекта контроля через место замыкания на землю, находят отношение измеренных амплитуд и определяют расстояние да места замыкания на землю по формуле15.23,(1 пя, - -оп-)е,расстояние до места замыкания на земле;20 коэффициент отношения амплитуд (п-ь.)-й и ь.-й составляющих спектра;ЕвЕф 25 амнлитуда п-)-й составляющей спектра-при 1=У,а=)д,й,Риг. У первой полуволны токаразряда;амппитуда п-й составляющей спектра первойполуволны тока разряда;коэффициент затуханияфронта волны в контурепровод - земпя для данного объекта контроля;частота основной составляющей спектра; интервал времени, относительно которого определяются составляющиеспектра первой полуволны тока разряда в процессе измерениякоэффициенты, определяющие порядковые номерасоставляющих спектрапервой полуволны и применяемые в зависимостиот объекта контроля,причем 1х си,=Лют 2 г оставитель В, Ивановехред А,Кравчук Корректор Л, Па Редактор аленич Заказ 4395ВНИИПИ Государственного113035,ир одписн о изобретениям и открытиям л35, Раушская наб., д, 4/5 СССР митетасква, И Гагарина, 101 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород