СИСТЕМА АВАРИЙНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Российский патент 2006 года по МПК H02H3/16 

Система относится к электрическим сетям, в частности к контактной сети электрифицированных железных дорог.

Известна схема защиты линий электропередач и контактных сетей от коротких замыканий (Большая энциклопедия транспорта. - СПб.: Элмор, 1994, т.3, с.249-251), состоящая из проводов контактной сети, проводов линии два провода - рельс (ДПР), которые с помощью поддерживающих конструкций закрепляются на опорах, рельсовой цепи и устройств релейной защиты, расположенных на посту секционирования. При коротких замыканиях, например при попадании оборванного провода на рельс, возникает цепь с малыми электрическими сопротивлениями, и релейная защита селективно отключает аварийный участок.

К недостаткам указанной схемы можно отнести отсутствие реакции защиты на отрыв провода (без попадания его на землю или рельс) и низкая эффективность срабатывания защиты при попадании провода на землю (не на рельс).

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является система аварийного отключения линий электропередач и контактных сетей (Фигурнов Е.П. Защита электротяговых сетей переменного тока от коротких замыканий. - М.: Транспорт, 1979, с.8-9), состоящая из проводов контактной сети, проводов линий ДПР, закрепленных на опорах, металлические несущие части которых электрически соединены с рельсом при помощи провода и релейной защиты от коротких замыканий. При разрыве провод должен попадать на металлические несущие части опоры или на рельс. Только в этом случае защита от короткого замыкания на посту секционирования отключит аварийный участок.

Недостатком указанной конструкции является низкая эффективность аварийных срабатываний. Вероятность попадания оборванного провода контактной сети или провода ДПР на несущие части опоры или рельс менее 50%. При обрыве провода на землю (не на рельс) ток растекания определяется только местным сопротивлением грунта и может быть недостаточным для срабатывания блоков релейной защиты от короткого замыкания. А при отрыве провода от изолятора, без касания земли, защита от короткого замыкания вообще никак не отреагирует на аварию.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности срабатывания блоков релейной защиты от короткого замыкания при отрыве или разрыве провода линии электропередачи (ЛЭП), в том числе от точки крепления.

Технический результат достигается тем, что в системе аварийного отключения линий электропередач, содержащей провода линии электропередачи, закрепленные на опорах, соединенные с блоками релейной защиты от коротких замыканий, расположенных на постах секционирования и на выходах электрических подстанций, цепь заземления, расположенную вдоль линии электропередачи, под каждым проводом линии электропередачи на опоре установлено устройство аварийного отключения, состоящее из металлической штанги с двумя металлическими U-образными улавливателями на концах, жестко закрепленной на опоре, симметрично относительно точки крепления провода линии электропередачи к изолятору и электрически соединенной с цепью заземления.

Предложенная система поясняется чертежами. На фиг.1 приведен общий вид системы аварийного отключения линий электропередач. На фиг.2 представлен внешний вид опоры линии электропередачи с устройством аварийного отключения.

Система аварийного отключения (фиг.1) содержит электрическую подстанцию 1, на выходе которой установлены блоки релейной защиты от коротких замыканий 2. К блокам релейной защиты от коротких замыканий 2 подсоединены провода линии электропередачи 3, закрепленные на опорах электрической сети 4. Между двумя соседними электрическими подстанциями 1 расположены посты секционирования 5, содержащие блоки релейной защиты от коротких замыканий 6, разделяющие провода линии электропередачи 3 на участки. Вдоль линии электропередачи расположена цепь заземления 7 (например, рельсовая цепь).

Устройство аварийного отключения (фиг.2) расположено на опоре электрической сети 4, на которой с помощью изолятора 8 закреплен провод 3. Устройство аварийного отключения состоит из металлической штанги 9, жестко закрепленной на опоре электрической сети 4 с помощью металлической несущей части 10. На концах штанги 9 жестко закреплено по одному металлическому U-образному улавливателю 11. Штанга 9 соединена электрическим проводом 12 с цепью заземления 7. Штанга 9 расположена симметрично относительно точки крепления провода 3 к изолятору 8 так, чтобы U-образные улавливатели 11 находились под обоими отходящими от изолятора 8 концами провода 3.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При разрыве провода 3, как в точке крепления к изолятору 8, так и в стреле провеса, оборванный конец провода 3 попадает на один из U-образных улавливателей 11. При этом образуется электрическая цепь: провод 3, U-образный улавливатель 11, штанга 9, металлическая несущая часть 10, провод 12, цепь заземления 7. Эта цепь обладает малым электрическим сопротивлением (доли Ом) и оказывается включенной на линейное или фазное напряжение электрической сети. Протекающий в этой цепи ток значительно превышает номинальный ток электрической сети и вызывает срабатывание блоков релейной защиты от короткого замыкания 6, 2, расположенных на посту секционирования 5 или расположенных на выходе электрической подстанции 1. При отрыве провода 3 от изолятора 8 под действием силы тяжести провод 3 попадает на улавливатель 11. При этом также образуется электрическая цепь: провод 3, U-образный улавливатель 11, штанга 9, металлическая несущая часть 10, провод 12, цепь заземления 7. Протекающий в этой цепи ток вызывает срабатывание блоков релейной защиты от короткого замыкания 6, 2, расположенных на посту секционирования 5 или на выходе электрической подстанции 1.

Заявляемое устройство может быть использовано в любых электрических сетях с глухозаземленной нейтралью, которые не являются контактными, не оборудованые защитами от обрыва проводов, например в линии ДПР.

Расстояние между проводом и U-образным улавливателем выбирается исходя из обеспечения необходимой электрической прочности воздушного промежутка.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что вероятность попадания разорванного или оторванного провода на U-образный улавливатель составляет около 99%, даже при таких возмущающих факторах, как боковой ветер и климатическое изменение стрелы провеса. Высокая вероятность попадания провода на U-образный улавливатель связана с тем, что при разрыве оба конца разорванного провода должны попасть на улавливатели, расположенные на соседних опорах.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим контактным сетям электрифицированных железных дорог. Техническим результатом от использования изобретения является повышение эффективности срабатывания релейной защиты от короткого замыкания при отрыве или разрыве провода линии электропередачи (ЛЭП), в том числе от точки крепления. В системе аварийного отключения линии электропередач, содержащей провода линии электропередачи, закрепленные на опорах, соединенные с блоками релейной защиты от коротких замыканий, расположенных на постах секционирования и на выходах электрических подстанций, цепь заземления, расположенную вдоль линии электропередачи, под каждым проводом линии электропередачи на опоре установлено устройство аварийного отключения, состоящее из металлической штанги с двумя металлическими U-образными улавливателями на концах жестко закрепленной на опоре симметрично относительно точки крепления провода линии электропередачи к изолятору, и электрически соединенной с цепью заземления. 2 ил.

Система аварийного отключения линии электропередач, содержащая провода линии электропередачи, закрепленные на опорах, соединенные с блоками релейной защиты от коротких замыканий, расположенных на постах секционирования и на выходах электрических подстанций, цепь заземления, расположенную вдоль линии электропередачи, отличающаяся тем, что под каждым проводом линии электропередачи на опоре установлено устройство аварийного отключения, состоящее из металлической штанги с двумя металлическими U-образными улавливателями на концах, жестко закрепленной на опоре симметрично относительно точки крепления провода линии электропередачи к изолятору и электрически соединенной с цепью заземления.