Топографический способ определения места короткого замыкания в тяговой сети переменного тока Российский патент 2018 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электрифицированному транспорту и может использоваться для определения места короткого замыкания (КЗ) в тяговой сети (ТС) переменного тока путем фиксирования электрических процессов протекающих в отключенной ТС с устойчивым КЗ под воздействием электромагнитных влияний соседнего пути и линий «два провода - рельс» (ДПР).

Известны способы определения места повреждения ТС по параметрам короткого замыкания (величине тока и напряжения) [1, 2]. Однако данные способы не могут учесть величину переходного сопротивления в месте КЗ, в особенности сопротивление электрической дуги, которое приводит к непрямой зависимости сопротивления от расстояния до места КЗ, следовательно, точность данных методов невелика.

Также существует способ [3], учитывающий фазный угол между напряжением ТС и током КЗ и использующий при вычислении расстояния до места КЗ метод последовательных приближений, что увеличивает точность.

Известен также способ определения расстояния до места КЗ в многопутных тяговых сетях [4], однако для его реализации требуется дополнительно отключение контактной сети смежного неповрежденного пути, что приводит к полной остановке движения на данном участке, также его применение ограничено исключительно многопутными участками.

Общим недостатком методов является то, что ими не учитывается неоднородность тяговой сети вследствие наличия тоннелей, разъездов, дополнительных путей на станциях, что делает сопротивление одного километра тяговой сети по всей ее длине неодинаковым, что снижает точность этих методов.

Задачей изобретения является повышение точности определения или уточнение места короткого замыкания (КЗ) в процессе движения ремонтной бригады вдоль тяговой сети ТС переменного тока.

Технический результат заключается в повышении точности определения места КЗ в тяговой сети переменного тока и достигается за счет использования при поиске места КЗ эффекта электромагнитных влияний ТС смежного пути и линий ДПР на предварительно отключенную ТС с устойчивым КЗ.

На фиг. 1 представлена схема участка ТС, создаваемая для применения данного способа:

1 - выключатели фидеров контактной сети, 2 - предварительно отключенный участок тяговой сети с устойчивым КЗ, 3 - тяговая сеть смежного пути, 4 - дополнительный заземлитель, 5 - устойчивое КЗ, 6 - пост секционирования, 7 - шины тяговой подстанции А, 8 - шины тяговой подстанции В.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что после срабатывания релейной защиты присоединения фидера ТС переменного тока и безуспешного срабатывания автоматического повторного включения (АПВ) или запрета АПВ путем оперативных переключений или завешивания заземляющей штанги (4) с одной стороны отключенной ТС (2) создается замкнутый контур «Заземлитель - ТС - КЗ (5) - Рельс - Заземлитель». За счет электромагнитных влияний токов, протекающих в ТС смежного пути (3) и линиях ДПР, в замкнутом контуре индуктируется ток, величина которого существенна, т.к. сопротивление замкнутого контура незначительно. В то же время с противоположной стороны от места КЗ участок ТС дополнительно не заземляется и остается соединенным с землей только в месте КЗ. В данном участке ТС протекает незначительный ток, обусловленный стеканием емкостных токов, появляющихся за счет электрической составляющей электромагнитных влияний смежного пути и ДПР.

При движении ремонтной бригады вдоль поврежденного участка ТС непрерывно фиксируется ток, протекающий в ТС. При проследовании точки КЗ величина тока скачкообразно уменьшается, что свидетельствует об обнаружении места КЗ.

Предлагаемый способ выполняется с помощью известных технических средств. В качестве заземлителя может выступать разъединитель с заземляющими ножами или заземляющая штанга. Для измерения тока может использоваться бесконтактный измеритель тока на основе датчика Холла. Движения поисково-ремонтной бригады осуществляется на автомотрисе.

1. Фигурнов Е.П., Самсонов Ю.Я. Устройство определения места короткого замыкания в контактной сети железных дорог переменного тока. А.с. 161410, кл. G01R; 21 е. 29/10; В61М; 20 K 20, заявл. 787278/24-7, опубл. 16.07.62, БИ 7.

2. Фигурнов Е.П. Защита электротяговых сетей переменного тока от коротких замыканий. М.: Транспорт, 1979. 160 с.

3. RU 2189606, МПК 7 G01R 31/08. Способ определения удаленности короткого замыкания контактной сети переменного тока и устройство для его выполнения / Фигурнов Е.П., Жарков Ю.И., Стороженко Д.Е. (RU) - №2001110241/09. Заявл. 16.04.2001; опубл. 20.09.2002. Бюл. №26.

4. RU 2237905, МПК 7 G01R 31/08, Н02Н 3/08. Способ определения расстояния до места короткого замыкания в многопутных тяговых сетях переменного и постоянного тока и устройство для его осуществления (варианты) / Пупынин В.Н. Шевлюгин М.В. (RU); патентообладатель Московский государственный университет путей сообщения (RU) - №2001108646/11; Заявл. 03.04.01; опубл. 10.10.2004. Бюл. №28.

Изобретение относится к измерениям на электрифицированных железных дорогах для точного определения места короткого замыкания (КЗ) в тяговой сети (ТС) переменного тока. Технический результат: повышение точности определения места КЗ в ТС переменного тока. Сущность: поиск осуществляется ремонтной бригадой при движении вдоль поврежденного участка ТС переменного тока путем измерения тока, протекающего в КС участка. При срабатывании релейной защиты и безуспешного автоматического повторного включения или его запрета ТС поврежденного пути остается отключенной и заземленной в точке КЗ. Путем оперативных переключений или завешивания заземляющей штанги ТС заземляется с одной стороны от места КЗ. Таким образом образуется замкнутый контур «Заземлитель - ТС - КЗ - Рельс - Заземлитель». В замкнутом контуре индуктируется ток за счет магнитной составляющей электромагнитных влияний токов, протекающих в ТС смежного пути и линиях «два провода - рельс». Ремонтная бригада, двигаясь вдоль ТС отключенного участка, производит регистрацию наличия тока в ТС. Так как ТС с противоположной стороны от места КЗ не заземляется, и замкнутый контур для протекания тока отсутствует, то после проследования места КЗ регистрируемый ток в ТС изменяется скачкообразно и становится пренебрежимо мал, что свидетельствует об обнаружении места КЗ. 1 ил.

Способ определения места короткого замыкания (КЗ) в контактной сети (КС) переменного тока, отличающийся тем, что после срабатывания релейной защиты и отключения участка контактной сети с устойчивым коротким замыканием путем оперативных переключений или завешивания заземляющей штанги осуществляется заземление участка контактной сети с одной стороны от места короткого замыкания, при этом создается замкнутый контур «заземлитель - контактная сеть - короткое замыкание - рельс - заземлитель», в котором за счет электромагнитных влияний токов, протекающих в контактной сети другого пути и линий «два провода - рельс», индуцируется ток, при этом в противоположном от места короткого замыкания незаземленном участке контактной сети ток обусловлен стеканием только емкостных токов и незначителен, при движении поисково-ремонтной бригады осуществляется постоянный контроль величины тока в контактной сети, при достижении и прохождении места короткого замыкания величина измеряемого тока скачкообразно уменьшается, что сигнализирует об обнаружении места короткого замыкания.