Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОБЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 103 119) 51)4 С 01 Р 31/ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОЧУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБР Е 1 Я Е НИ Я ЛИСВЯЗИ И УСТВЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЕ 11 ИЯ МЕСТА ИОВ 1 ЭЛЕКТРОИЕРЕЛАЧИ 11ЙСТВО ЛЛЯ Е 10 И;УПЕГТл 11 47и Л.И.Брауде4 (088,8)идетельство0131/11,етельство С01 В 31/11,СССР1986,ССР1985,57) Изобрет ние относится к юектро ет быть испольэовано ия места повреждения ктропередачи и свяэн. технике и мо для определе на линиях эл3 1531037 4 30 35 Способ определения места повреж;ениялинии электропередачи и связи основан на многократном зондированн)ллинии импульсами напряжения и приема отраженных импульсов, запо:ншаш изначений напряжений с линии,;в каждого значения временной -.а:)еряс)си,воздействии на цзоляцно .ц)1 . дестабилизирующим 1)актором, выита)ия яцачен)п напряжешй им)ульсс)в с 1 цци)1,соответствуюних одицакэвьг значениямвременной задержки отцосцтецьцо момента зоцдирсвац 1) и опреле;ешц ".Оста повреждения по вре.еццой зс)ер,с:,е,Дополнительно усисИва 1 от дпп )сс);,о)временной задержк;1 перв я) разцостць)езначения напряженьй между угазаш)мцзапомненными зцачен)ям) )ц)пс)яжспц 1 значениями напряжения, приходящегос линии. При послеуощем зонд)ьровании запо)и)а)от первые усцсРцць) ра.)постные значения напряжения, усиливают вторые разностцые зцаченгя между запомненными значениями ацрлжсция Изобретение относится к э;с ктрГ, -технике и может быть испол) зовацо для определения места по )ресдс ц)я на линиях электропередачи 11 с я э и.Цель изобретения - расширешР Области применения путе. вляв;сшя по) - реждений с большим переходи.см сс противлением на линиях с существецшсми неоднородностями итти боль)оои 11 отяженности,На фиг,1 предстаглена о.;о,-сгв)ма устройства; на с 1)иг,2-ч - структурные схемы блока синхронизации, ь)и:срОЭН 11 и приемшка соответственно; ца )1 Иг.5 - временные диаграммы.Способ определения места повреждения (011 П) линии электропередаи и связи основан на мцогократном зондировании линии импульсами напряжения и приеме отраженных импульсов, запоминании значений напряжений с линии для каждого зна ения временной задержки, воздействии ца изоляцию линии дестабилизируощим сйа)тором, вычитании значений напряжений имгтульсов с линчи, соответствуюцих одинаковым зиачециям временной задержки относительно момента зондирозация и определении места повреждение по временной задс.ржке, Дополните,п цо угиливают д)я каждой времеццся з,ер;си ц приходящими с линии после дестабилизирующего воздействия для каждой временной задержки, запоминают вторые 5усиленные разцостцые значения вычи 7тао) цз соответствующих по временной з, дс 1)же первых усилешых разногтных эцсец)11 вторые, сравциваот последов)те)1) 1 о полученные разности с задаццы, 1.) опием и при первом превьшецци рс)знос)т,)о заданного значения опрг;,сцен)т с:оответствующую этой раз - цо 11 времени счс )адержку по которой определе)от искомое р,с стояние, а при ОтС.уТСТВИ 1 раэцОС Гц, Прс)В 1)ааООЕ: Зад.шцое э:ачсние, весь цикл о)ределец);я е та повреж,.ецця с)т)1 лют.Ус грсгйсто для реализации -а.ного способа сс)дер)к)г генератор 1 зондируг)гих импульсов, б.ток . синхронизации 6:1 ок 3 ицд 1 еаци слластр -, источник 5 десгабчлцзируопего напряжения мик 3роЭ 121 6), приемник 7, блсцс 8 вычитанияуси.итель 9., с,з и. с 1)-.в 1 рг э и . ц рвыс) паз.Остц)е зц:)чсния цацряже 1)л 1 )ежду усаванными запомненнымизц;п)с)шями цапря)1 ец)лй и значенияминапряжения, приходяпего с лин 1 ш.Прц пос:.едуощсм зондировании запо)я)цсцог нерв)с: усилен)ь)е разцостныезнавецл цапряже)ил, ус)вивсвот вторые ра)постные значец)я между зацо)ценцым)значе)ц ями 1 апряжения иг)рход)н)11 с линии после;)Рстабилиэирующсго возде)1 ств)я для каждойвременной задержки, запоминают вторь)е успленные разноса ные зцачешя,в)вита)от из соогветствуощ)х по временной задержке первых усиленныхразнос тх значении вторые, сравниваот последователц полученные разности с заданным .)цаче)цем и при первом превышении ра цосгью заданного значения определяют соответствующуюэтой разности временную задержку,50с 10 КОТОРой ОПРЕДРЛЯ 1 т ИСКОМОЕ 1)аС -стояние, а при отсутствии разности,превьнлаощей загсацное значение, весьцикл 0;П 1 повторяют,При этом усилен)ге соответствующихпо временной зачс)ржке первых и вто 55рых разностцых зцачений цаг)ряжений ОСущЕСГВЛяЮТ В Одина)СОвОЕ ЧИСЛО раэ.Кроме того,;ри уГ )ленни первых11 ВТОРЫХ Разнс)ГЦ),О )1 аСЦ 1111 ЦЛПРЯ -жений осуществляют их усреднениеВ которое выбирается одинаковым для одинаковых значений временной эадержки. В каждом последующем цикле заданное значение для сравнения уменьшают,5 В качестве дестабилизирующего фактора может быть использовано электромагнитное, тепловое, механическое воздействие или воздействие ультразвуком.Характеристика линии, имеющей такие естественные неоднородности как ответвление и муфту дана на фиг,5 а. Отраженный от повреждения сигнал суммируется с отражением от муфты. Если повреждение имеет большее переходное сопротивление, то указанная ситуация крайне сложна для определения места повреждения. 10 5 Импульсная характеристика линии, запомненная во время воздействия на линию дестабилизирующего напряжения, приведена на фиг.5 б. Так как25 отраженный от повреждения сигнал имеет очень малую амплитуду, то его незначительное изменение под действием дестабилизирующего напряжения вызывает крайне слабое изменение импульсной характеристики линии. Обнаружить такое незначительное различие по разности импульсной характеристике линии (фиг.5 в) зачастую не удается. На фиг .5 г для предлагае мого способа приведена первая усиленная разностная импульсная характеристика между запомненной в памяти и входной импульсной характеристикой до воздействия дестабилизирующего напряжения. Ненулевые значения этой импульсной характеристики обусловлены неидеальностью запоминания и шумом. На фиг.5 д изображена для предлагаемого способа вторая усиленная 45 разностная импульсная характеристика между запомненной в памяти и входной во время воздействия дестабилизирующего напряжения. Разность импульсных характеристик (Ьиг.5 г, д) при ведена на фиг.5 е. Здесь имеет место лишь один всплеск, обусловленный флюктуацией отраженного от места повреждения сигнала. Этот всплеск вследствие осуществленного усиления имеет 55 значительную амплитуду, которую легкозафиксировать при ОМП. Расстояние до места повреждения определяется повремени задержки й. Устройство содержит генератор 1зондирующих импульсов, блок 2 синхронизации, блок 3 индикации, фильтр 4,источник 5 дестабиЛизирующего напряжения, микроЭВМ 6, приемник 7, блок8 вычитания и усилительВход генератора 1 зондирующихимпульсов подключен к первому выходублока 2 синхронизации, а выход - кпервому входу/выходу фильтра 4 и второму входу приемника 7. Второй выходблока 2 синхронизации подключен кпервому входу приемника 7. Вход блока2 синхронизации подключен к третьемувыходу микроЭВМ 6.Вход блока 3 индикации подключен к второму входу микроЭВМ 6. Второй вход-выход фильтра 4подключен к клемме для подключенияисследуемой линии и выходу источника5 дестабилизирующего напряжения, входкоторого подключен к первому выходумикроЭВМ 6. Выход приемника 7 подключен к второму входу блока 8 вычитания, первый вход которого подключенк четвертому выходу микроЭВМ 6. Выход блока 8 вычитания подключен квторому входу усилителя 9 с управляемым усилением, первый вход которогоподключен к пятому выходу микроЭВМ 6,а выход - к входу микроЭВМ 6.Блок 2 синхронизации выполнен всоответствии со структурной схемой(фиг.2) и состоит иэ тактового генератора 10, выход которого подключенк входу генератора 11 линейно-изменяющегося напряжения, выход которогоподключен к первому входу компаратора 12, Второй вход компаратора 12подключен к выходу цифроаналоговогопреобразователя 13. При этом первымвыходом блока " синхронизации является выход тактового генератора 1 О,вторым выходом - выход компаратора12, а входом - вход цифроаналоговогопреобразователя 13,Структурная схема микроЭВМ (Фиг,3)состоит из цифроаналоговых преобразователей 14 и 5 (ЦАП 1 и ЦАП 2), приэтом выход ЦАП 4 является первымвыходом микроЭВМ 6, а выход ЦАП 5является четвертым выходом микроЭВМ6. В состав микроЭВМ входят такжеблоки 16-18 ввода"вывода (УВВ 1,УВВ 2 и УВВЗ), выходы которых являются соответственно вторым, третьими пятым выходами микроЭВМ 6. Входаналого-цифрового преобразователя19 (АЦП) является входом микроЭВМ 6.Все блоки микроЭВМ, в том числе и центральное процессорное устройства 20 (ЦПУ), постоянное эапампцсцощее устройство 21 (ПЗУ), оперативцое запоминающее усрайстго 22 ,ОЭУ), сл.единецы межцу собой с Омлшо стдпдартного интерфейса типа л",шеи гппгы 23, вклочающего В с.".бя трп групы проводников. шину д;регд, и:1; данных и шину упраВея.Приемник 7 1 с)Г. 4) состлдимпульсого моду,ятог)д 2 Л, псрьиВХОД КОТОРОГО Я 1 ЛЯЕТСЯ ПРРВНМ ВХОдом приемника 7, а тара;" входвторым входа пр)гэциа 7, и рд ипрителя 25, выход о г ) с)га являс.тсявыходом приецикд 7,Устройство рдбс тает сз;едуюив)образом.Блок 2 синхрлгиздции здуссаетгенератор 1 зондирующих пул, лв,импульсы кото)агл еред филгр псэсТупают в исслед; емую:пицца. Пг) тл 1в начале измерений о клдн,г л);ц -роЭВМ 6 источцгпс 5, гстдбпзпзир лощеглнапряжения не выдан г ча линию цдряжения, ца перцам входе блэд 8 в,вптания устаназлидстгя нулевое напряжение, коэффициецуслепя успптел 19 с управляемым ус;.ением устанавли-.вается с подашьо макроЭВМ 6 рдццымединице, Отрд)каппь.е импульсы с 5 пничерез фильтр ч поступпот цд цтс, лйвход приемцид 7. Па пелвый зхс);приемника 7 с втс рога выход бллд2 синхронизации ост,лают импульсы,разрешаощие выборку мгковецлго значения напряжения атрдженгп г.;и;льсов с линии.Временной сс.,гг импу;ьсо рдзрсие- НИЯ ОтНОСИтЕЛЬНО .ЛЬ:Цта ЗацгИРЛД - ния лицин зд дгтся мисрс)ЭВ. 6 1 лсред" ством устацавки цфровога клцд цд первом входе бллд 2 синхроциздпи. Величина этого када апределяс.т уровень напряжения ца втором вхаге компаратора 12, д поэтому прямо пропорциональна расстаяцио дл "прастриваемой" та ки лик;и.В приемнике 7 ягбрдцпые мгцлпецные значения напряжения рдсьчряются по длТельцасти дл вез:Пцы пл менее времени преаб-,)дзлвдция дп 1)яжг:- ния в код А 11 п 19. РасиреИье )1- пульсы ндпряжгци наступаот без изменения дмОПтпь через блок 8 вычитания и усилго 1, 9 г упрдвлОмыв усилением д зхлц )1 1 с езч н ность амплитуды обусловлена нулевым цап)яже 1 шем ца первом входе блока 8 цыцтания и цифровым кодом ца перцам вхлце уси,птеля 9, обеспечиваюим сдшичцьц коэффцпс.т усиления..Иср)31 Р 1 6 асушестзляет преобра.аВцие амплитудь поступающих на ее з .с)д 1 мульсав в цфрлвой клд и за О) ПцД ЦЕ Е 1 С) В О ПРО к".5 РЦ л ЯЧЕйКаХ ггУ 2 Тдкаследлвдтельца изменяя л; нд своем третьсгм выходе микро- ЭВМ .дпс)мидРТ в ю пмпулсцую хдракгс:ргти,у лицп При егиничцом усиле, н прнидам х си цдл свЗдтем икроЭИ 1 6 начинает эапомиццР в другуы ол;асп ОЭ" ,22 первой)аз гс сткой усппепцай импульсной ха 1)дстерисИи 55 этОГО как и прежде, с)суиестпляс.тся изменение кода20цд грет,ем зКале микроЭВМ 6. Однакод л я к а)д 0 Г О 3 и ае ц и 5 э гоО к Од д ц дРпортам лыхаце микроЭВ.1 6 вьдает напряжение, салгвстствуоще запомненИО."у в цд 1 ыР кзеец а)у импульс1 ай лдрак 1 григи 1 и 1 иции, 1 Оэ таму павыходе блока 8 п 1;тания получаетсяразос.тцае значение первой рдзцостнойимпульсай хдрдктсзртстиси. При этомп,роЭВМ 6 вьдгт цд пятам выходецифровой слд, солтьтствуоги Требуемому зц;чецпю коэффициента усиления) д з и 0 с т ц О 1 а сг ц с 3,75 мсцяя кад цд "р т,Рм зыходе и цапря;кение цд етвертс) и,гхоге, микроЭВМ6 зсомицдет всо пгрпуо рс.ализациюпервой разнос-. цои услецс)й Импульсной;:дрдктер:.ствгп ,",алел процесс запаминдгия пс:тлряс ггя для получениявторой ргалздцп:. с.рвай разнастцойусиленной мпул 01.,й хдрдктерцстпки.Таким образа." Ос уи гт: ляется запоминание гп реализаций, опрееляемое взависимости ст з, ся соэсМпциентаусиления 1, в галткс гг гвин с выражеги.м50 После ) гога ПУ 2 О вычисляет и Запаыина.т ДЛЯ КД:.ЛОГО зЦДЧЕЦИЯ ГРЕвиной задержи с р Лцес. зц:чецге перВай Раэнагтнай УС:,;Пай ИМПУЛганай характерстихи вс с в:г гви. Пырджецием Уг 15 ецле раз постное э к ение 35 ту; т ., - , а;оЭЕ 6 гдеэсуцествляется здпльПде соответстзутегл ему 1,:дд, 1 Ос:Одлвдтельно из53 )37 1 Оодинаковым значениям временной задержки относительно момента зондирования, определении места понреж 5деция по временной задержке о тФл и ч а ю г 1 и й с я тем, что, сцелью расширения области применения, дополнительно усиливают длякаждой временной задержки первыераэцостные значения напряжений между указанными запомненными значениями напряжения и значениями напряжения, приходящего с линии, при последующем зондировании запоминаютпервые усиленные разностные значения напряжения и усредцяют цх поколичеству выборок данной временнойзадержки, усиливают вторые раэностцые значения между запомненными20 значениями напряжения и приходящимис линии после дестабилизирующеговоздействия для каждой временнойзадержки, запоминают вторые усиленные раэцостные значе гця ц усредняют25 их по количеству выборок данной временной задержки, вычитают из соответствующих по времени задержки первых усиленных разцостных значений Б (г. + те повреждения при воздействии дестабилизирующих факторов; к-е значение временной задержки.Далее по команде микроЭВМ 6 исто - цик 5 дестабилизирующего нагряжения подает в линию напряжение, которое вызывает эффект нестабильности сопротинления в месте повреждения.Затем микроЭВМ 6 производит запоминание с усреднением второй разцостной усиленной импульсной характеристики. При этом все процессы аналогичны запоминанию первой разцостной характеристики, с тем лишь отличием, что запоминание ведется в другую область памяти.Далее микроЭВМ 6 вычи"ляет для каждого значения временной задержки разность между второй и первой раэцостцыми усиленными импульсными характеристиками. Расстояние 1 до месхта повреждения определяется по минимальному значению времецной задержки(фиг.5 е), при которой полученная разность превысит заданное значение (порог) 11 =Ч 2 3 мин гдедц,(Г. +с 1 Т) - изменение отраженного сигнала в месгде Ч - скорость распространенияэлектромагнитных воли влинии.Полу-.еццый результат (расстояциеот места повреждения) по командемикроЭВ. помещается в вид цифровогокода в блок 3 индикации, которыйотображает ега в единицах длины. Ф о " ч л а и з о б р е т е ц и я вторые, сравнивают последовательно 30 полученные разности с заданными значениями и при первом превышении разности задаццого значения определяютсоотвстствуюгую этой разности временную задержку, при которой определяютискомое расстояние, а прц отсутствиираэцссти, превышающей эа,"аццое значение, весь цикл определения места повреждения повторяют.2. Способ по п,1, о т л и ч а 4 О ю щ ч и с я тем что усиление соответст-ующих по временной задержкепервь . и вторых разцостных значенийнапряжений осушествляют в одинаковоечисло раз.3. Способ па п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что в каждом последующем цикле изменения заданную длясравнения величину уменьшают.1. Си,.саб определения места повреждения линий электропередачи и свя. основанный на многократном :-.андир, чации линии импульсами напряжения, приеме отраженных импульсов, запоминании значений напряжения с линии дпя каждого значения временной задержки, воздействии ца изоляцию линии дестабилизирующим фактором, вычитании значений напряжений импульсов с лилии, соответствующих 50 4. Устройство для определения места повреждения линий электропередачи и связи, содержащее блок сццхроциэ- ции, генератор зондирующих импульсов, приемник, микроЭВГ 1, блок индикации, 55 источник дестабилизирующего напряжения и фильтр, причем первый выход микроЭВГ 1 подключен к входу источника дестабилизирующего напряжения, второй выход - к входу блока ццдикагцп трав1(15 тий выход - к входу блока синхронизации, первый выход блока синхронизации подхлючен к входу генератора зондирующих импульсов, первый вход приемника подключен к выходу генератора Зондирующих импульсов и первому входу-выходу фильтра, выход источника дестабилизирующего напряжения подключен к второму входу-выходу фильтра и клемме для подключения исследуемой линии, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, оно дополнительно 31037 12снабжено блоками вычитания и усилителя с управляемым усилением, причемпервый вход блока вычитания подключен к четвертому выходу микроЭВИ, 5а второй вход - к выходу приемника,первый вход усилителя с управляемымусилением подключен к пятому выходумикроЭВМ, а второй вход - к выходублока вычитания, выход усилителя суправляемым усилением подключен квходу микроЭВИ, второй выход блокасинхронизации подключен к второмувходу приемника.1531037 оставитель В.Драчевехред М, Ходанич Коррек Палий Редактор Н.Ту з 7950/47 Тираж 7 Подписное осударственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Ра Производственно-издательский комбинат "Патент" город, ул, Гагарина, 1 л 0 О ениям и отк кая наб., д тиям прн ГКНТ СС(4/5