СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ В КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ, ПРОЛОЖЕННЫХ В ЗЕМЛЕ Российский патент 1999 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения места однофазных замыканий в кабельных линиях.

Известен способ определения места замыкания на оболочку в силовых трехфазных кабелях по А. С. СССР N 318889, при котором поврежденную жилу разземленного с двух концов кабеля подсоединяют к выводу генератора звуковой частоты, неповрежденные жилы и оболочку на одном конце кабеля через дроссель подключают ко второму выводу генератора, а на противоположном конце соединяют между собой. Однако этот способ имеет следующие недостатки. Во-первых, он применим только в том случае, если ток по земле практически не протекает и поле одиночного тока отсутствует, но в реальных условиях разность потенциалов на концах оболочки кабеля создает ток, протекающий по земле, следовательно возникает одиночный ток, поле которого может во много раз превысить полезную составляющую поля. Во-вторых, уменьшение интенсивности поля в пять раз (как указано в описании аналога) может произойти не только за местом повреждения, но также из-за неоднородности почвы или из-за изменения глубины залегания кабеля.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущности является способ определения однофазных замыканий в кабельных линиях по А. С. СССР N 517862, при котором поврежденную жилу и оболочку кабеля подключают к генератору звуковой частоты, последовательно в цепь, идущую от генератора звуковой частоты к жиле и оболочке кабеля, включают первичную обмотку регулируемого трансформатора, вторичную обмотку которого с параллельно включенной фазосдвигающей цепочкой подключают между землей и оболочкой на ближнем к генератору конце кабеля, а в цепь заземления на противоположном конце включают нуль-индикатор, компенсируют токи в земле за местом повреждения путем регулирования величины и фазы напряжения трансформатора и фиксации нулевого положения индикатора, перемещая вдоль трассы кабелеискатель фиксируют изменение электромагнитного поля, создаваемого протекающими в кабеле токами.

Этот способ имеет недостаток, который заключается в том, что распределенное сопротивление между оболочкой и землей носит неоднородный характер, следовательно компенсирование одиночного тока на конце кабеля не означает компенсирование одиночного тока в зоне повреждения, т.е. не обеспечивается полной компенсации поля помехи, что снижает точность отыскания места повреждения.

Задачей изобретения является повышение точности отыскания места однофазных замыканий в кабельных линиях.

Решение задачи достигается тем, что предварительно определяют предполагаемое место повреждения с помощью какого-либо дистанционного метода, затем поврежденную жилу и оболочку кабеля подключают к генератору звуковой частоты, последовательно в цепь, идущую от генератора звуковой частоты к жиле и оболочке кабеля, включают первичную обмотку регулируемого трансформатора, вторичную обмотку которого с параллельно включенной фазосдвигаищей цепочкой подключают между землей и оболочкой на ближнем к генератору конце кабеля, на поверхности земли над кабелем в предполагаемом месте повреждения дополнительно устанавливают датчик с радиопередатчиком, причем датчик располагают так, чтобы он воспринимал преимущественно поле одиночного тока, информация о параметрах поля одиночного тока передается по радиосвязи к тому месту, где находится регулируемый трансформатор, компенсируют поле одиночного тока в предполагаемом месте повреждения путем регулирования величины и фазы напряжения трансформатора и фиксации нулевого значения поля одиночного тока, затем, перемещая вдоль трассы кабелеискатель, фиксируют изменение электромагнитного поля, создаваемого протекающими в кабеле токами.

Поскольку отличительные признаки отсутствуют у прототипа, "предлагаемое техническое решение отвечает критерию "новизна".

Признак "датчик, расположенный так, чтобы он воспринимал преимущественно поле одиночного тока" используется, например, при определении трассы кабеля. При отыскании места повреждения поле одиночного тока всегда является мешающим полем, т.к. его величина до и после повреждения не изменяется, и только мешает измерению поля пары токов. В предлагаемом способе измерение поля одиночного тока производится с целью уменьшения его до нуля, т.е. для обеспечения полной компенсации поля помехи.

Благодаря этому предлагаемый способ обладает свойством полного компенсирования поля одиночного тока в предполагаемом месте повреждения, которое не совпадает со свойствами, проявляемыми отличительными признаками и не равно сумме этих свойств, что позволяет сделать вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже дана схема подключения измерительных приборов к кабелю, поясняющая описываемый способ.

Генератор звуковой частоты 1 с последовательно включенной первичной обмоткой трансформатора 2 подключен к поврежденной жиле 3 и оболочке кабеля 4. Между землей и оболочкой кабеля 4 на ближнем к генератору 1 конце кабеля включена фазосдвигающая цепочка 5, параллельно которой подключена вторичная обмотка трансформатора 2 с переключаемым числом витков.

В предполагаемой зоне повреждения установлен дополнительный датчик 6 с радиопередатчиком 7, который расположен так, чтобы он воспринимал преимущественно поле одиночного тока 8, которое условно показано вокруг кабеля. Радиоприемник 9, расположенный возле трансформатора 2, воспринимает сигнал от радиопередатчика 7, что позволяет настроить трансформатор 2 и фазосдвигающую цепочку 5 так, чтобы поле одиночного тока 11 отсутствовало. Место повреждения отыскивают индукционным кабелеискателем 10.

Перед проведением поиска необходимы прожиг и дожег поврежденной жилы на оболочку. Затем приблизительно определяют место повреждения одним из дистанционных методов, например методом отраженного импульса (прибор Р5-10 и т.п. ). После этого устанавливают дополнительный датчик 6 с радиопередатчиком 7 над предполагаемым местом повреждения, которое определяется по известной трассе кабеля и по расстоянию, определенного дистанционным методом. Датчик 6 располагают так, чтобы он воспринимал преимущественно поле одиночного тока 8, например, если датчик представляет собой, катушку, намотанную на ферритовом сердечнике, ось катушки располагают перпендикулярно трассе кабеля, которую определяют, например, по максимуму сигнала над кабелем. При наличии погрешности расположения датчика 6, он все равно воспринимает преимущественно поле одиночного тока, т.к. оно в подавляющем числе случаев значительно больше поля пары токов. Затем приступают к настройке трансформатора 2 и фазосдвигающей цепочки 5. Действие тока I_о 11 за местом повреждения устраняется током I_к 12 компенсации. Изменяя коэффициент трансформации трансформатора 2 и параметры фазосдвигающей цепочки 5, добиваются отсутствия поля одиночного тока 8 в зоне повреждения, контролируя его величину и фазу с помощью приемника 9. Пунктиром 13 на чертеже показаны возможные трубопроводы или другие кабели, которые искажают путь одиночного тока, при этом использование способа-прототипа не даст желаемых результатов. Способ-прототип предполагает устранение сигнала на оболочке на дальнем от генератора 1 конце кабеля, при этом одиночный ток может присутствовать, протекая по другим кабелям или трубопроводам. Неоднородностями могут быть также мокрые участки грунта или другие проводящие зоны. При использовании предлагаемого способа достигается не отсутствие сигнала на оболочке кабеля, а отсутствие поля одиночного тока. Благодаря этому при любых неоднородностях в земле, в зоне повреждения будет присутствовать только поле пары токов, протекающих по поврежденной жиле 3 и оболочке 4. Так как жилы кабеля имеют повив, при движении вдоль кабеля поле пары токов будет иметь прерывистый характер. После места повреждения прерывистый сигнал исчезает.

Компенсация поля помехи в зоне повреждения кабеля ликвидирует помеху данной частоты и позволяет точнее зафиксировать момент исчезновения измерительного сигнала, что повышает точность определения места повреждения.

Способ определения места однофазных замыканий в кабельных линиях, проложенных в земле, заключающийся в том, что предварительно определяют предполагаемое место повреждения с помощью какого-либо дистанционного метода, затем поврежденную жилу и оболочку кабеля подключают к генератору звуковой частоты, последовательно в цепь, идущую от генератора звуковой частоты к жиле и оболочке кабеля, включают первичную обмотку регулируемого трансформатора, вторичную обмотку которого с параллельно включенной фазосдвигающей цепочкой подключают между землей и оболочкой на ближнем к генератору конце кабеля, на поверхности земли над кабелем в предполагаемом месте повреждения дополнительно устанавливают датчик с радиопередатчиком, причем датчик располагают так, чтобы он воспринимал преимущественно поле одиночного тока, информация о параметрах поля одиночного тока передается по радиосвязи к тому месту, где находится регулируемый трансформатор, компенсируют поле одиночного тока в предполагаемом месте повреждения путем регулирования величины и фазы напряжения трансформатора и фиксации нулевого значения поля одиночного тока, затем перемещая вдоль трассы кабелеискатель, фиксируют изменение электромагнитного поля, создаваемого протекающими в кабеле токами. Технический результат - повышение точности отыскания мест однофазных замыканий в кабельных линиях. 1 ил.

Способ определения места однофазных замыканий в кабельных линиях, проложенных в земле, при котором поврежденную жилу и оболочку кабеля подключают к генератору звуковой частоты, последовательно в цепь, идущую от генератора звуковой частоты к жиле и оболочке кабеля, включают первичную обмотку регулируемого трансформатора, вторичную обмотку которого с параллельно включенной фазосдвигающей цепочкой подключают между землей и оболочкой на ближнем к генератору конце кабеля, перемещая вдоль трассы кабелеискатель, фиксируют изменение электромагнитного поля, создаваемого протекающими в кабеле токами, отличающийся тем, что предварительно определяют предполагаемое место повреждения с помощью какого-либо дистанционного метода, затем на поверхности земли над кабелем в предполагаемом месте повреждения дополнительно устанавливают датчик с радиопередатчиком, причем датчик располагают так, чтобы он воспринимал преимущественно поле одиночного тока, информация о параметрах поля одиночного тока передается по радиосвязи к тому месту, где находится регулируемый трансформатор, компенсируют поле одиночного тока в предполагаемом месте повреждения путем регулирования величины и фазы напряжения трансформатора и фиксации нулевого значения поля одиночного тока.