Устройство для прожига дефектной изоляции электрического кабеля Советский патент 1983 года по МПК G01R31/10 

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано для снижения переходного сопротивле ния дефектной изоляции с целью точно го определения места повреждения на трассе. Известно устройство для прожига дефектной изоляции электрического кабеля, содержащее источник высокого напряжения, состоящий из трансформатора высокого напряжения и диодного выпрямителя, емкостной накопитель энергии, разрядник, основную согласующую и дополнительную катушки индуктивности, конденсатор и источник низкого напряжения. Работа устройства основана на разряде предварительно заряженного конденсатора через ин дуктивность на кабельную линию и автоматическом подхвате дуги от низковольтного источника при пробое изоляции Cl 3. Недостатком этого устройства является то, что при выполнении источника низкого напряже.ния на основе выпрямителя сетевого напряжения и подаче его напряжения на жилу кабеля через ограничивающий резистор, устройство неэкономично из-за больших потерь мощности на ограничивающем резисторе и имеет ограниченную величину выпрямленного напряжения. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для прожига дефектной изоляции электрического кабеля , содержащее трансформатор с пер вичной и двумя вторичными обмотками симисторы и блок управления, причем две вторичные обмотки трансформатора соединены последовательно-согласно, их средний вывод подключен.к одной жиле кабеля, а крайние выводы к силовым электродам соответствующих симисторов, другие силовые электроды которых соединены вместе и подключены к другой жиле кабеля и блоку управления, выводы которого подключены к управляющим электродам симисторов Г2 . . Подключение источников к кабелю производят с помощью переключателя, а переключение уровней низкого напряжения с помощью тиристоров, на управляющие электроды которых поступает сигнал с блока управления в зависимости от тока выхода. Недостатком этого устройства является значительная масса за счет наличия двух источников, содержащих трансформаторы, а также наличие разрыва дуги в месте повреждения при переключении источников. Цель изобретения - уменьшение массы устройства. Эта цель достигается тем, что устройство для прожига дефектной изоляции электрического кабеля, содержащее трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, симисторы и блок управления, причем две вторичные обмотки трансформатора соединены последовательно-согласно, их средний вывод подключен к одной жиле кабеля, а крайние выводы - к силовым электродам соответствующих симисторов, другие силовые электроды которых соединены вместе и подключены к другой жиле кабеля, и блоку управления , выводы которого подключены к управляющим . электродам симисторов, дополнительно содержит источник импульсного тока, а трансформатор - дополнительный центральный стержень и две импульсные обмотки, причем две импульсные обмотки ргсположены на двух крайних стержнях и соединены последовательновстречно, их крайние выводы подключены к выходам источника импульсного тока, а указанная первичная обмотка трансформатора состоит из двух секций, соединенных последовательно-согласно, причем секции первичной обмотки и вторичные обмотки расположены на крайних стержнях магнитопровода. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - размещение обмоток на стержнях магнитопровода. Устройство состоит из трехстерж- невогр трансформатора 1, симисторов 2. и 3, подключенных к кабелю , блока 5 управления симисторами и блока импульсного тока 6. Трансформатор 1 содержит первичные обмотки 7 и 8, вторичные обмотки 9 и 10 и импульсные обмотки 11 и 12. Причем обмотки 7 и 8 включены согласно, а обмотки 11 и 12 - встречно. Обмотки 7, 9 и 11 размещены на одном крайнем стержне трансформатора, а обмотки 8, 10 и 12 - на другом. . БЛОК 5 управления симисторами выполнен таким образом, что на управляющие электроды симисторов 2и 3 поочередно поступает отпирающий сигнал, когда к:симисторам 2 и 3 приложено небольшое напряжение одной.лолярности, например, от обмотки к кабелю. А в обратную сторону симисторы 2 и 5 отпираются, когда величина обратного напряжения больше допустимой классом по напряжению. Это обеспечивает работу симисторов в режиме аналогичном режиму работы диода, но с защитой от пробоя его обратным напряжением.

БЛОК Импульсного тока 6 предназначен для создания импульса тока в обмотках 11 и 12 и может быть выполнен на осноЬе емкостного наксупления энергии или в виде ключа, например тиристорного, кратковременно подключающего указанные обмотки к питающей сети.

При подаче напряжения на первичные обмотки 7 и 8 в магнитопроводе трансформатора 1 создается магнитный поток, который замыкается через крайние стержни. При этом на вторичных 9 и 10 и импульсных 11 и 12 обмотках наводится ЭДС. За счет того, что импульсные обмотки 11 и 12 включены встречно, то результирующая ЭДС, наведенная в них, практически равна ну лю. Вторичные обмотки 9 и 10 включены по трансформаторной схеме выпрямления со .средней точкой. Роль выпрямителей при этом выполняют симисторы 2 и 3, которые отпираются в определенный полупериод питающего напряжения сигналом, поступающим с блока 5 управления. При этом на жилу кабеля k поступает выпоямленное напряжение. Если этого напряжения достаточно для пробоя изоляции, то через место повреждения протекает ток, который обеспечивает разогрев места дефекта и снижение переходного сопротивления.

Ьсли напряжения постоянного тока недостаточно для пробоя промежутка в месте дефекта, то вступает в работу блок импульсного тока 6. При этом на импульсные обмотки 11 и 12 подается импульсное напряжение с выхода блока импульсного тока 6. Протекающий по обмоткам 11 и ,12 ток создает магнитный поток, который замыкается через центральный стержень. Суммарная ЭДС, наводимая в первичных обмотках 7 и 8 от этого потока, практически paeiHa нулю. Во вторичных обмоуках 9 и 10 наводится ЭДС, причем на . электродах симисторов 2 и 3 имеет место сигнал одной полярности. При этом, если, например, до гюдачи напряжения на импульсные .обмотки 11

и 12 был открыт симистр 2, то при подаче напряжения отпирается также симис/ р 3- Через открытые симисторы 2 и 3 протекает ток, заряжающий кабель Ц, Напряжение на вторичных обт мотках определяется коэффициентом трансформации импульсных и вторичных обмоток, tcли напряжения, до, которого заряжается кабель , достаточно для пробоя промежутка в месте дефекта , то происходит разряд кабельной линии Ц на этот промежуток с одновременным поддержанием тока дуги от трансформатора 1. При исчезновении напряжения с выхода блока импульсного тока 6 и, соответственно, на импульсHujK обмотках 11 и 12 один из симисторов запирается обратным напряжением, а второй остается открытым до окончания полупериода .В следующий полупериод отпирается симистор 3 и т.д. При этом осуществляется поддержание тока от напряжения первичной обмотки и симисторы 2 и 3 работают в обычном режиме двухполупериодного выпрямления.

ЕСЛИ же напряжения на кабельной линии Ц недостаточно для пробоя или . за счет переходных процессов в кабеле к электродам симисторов прикладывает-, ся напряжение обратной полярности, величина которого больше напряжения пробоя симисторов 2 и 3, то последние отпираются и происходит разряд кабельной линии k через симисторы-2 и 3 на обмот.ку 9 и 10.

При выполнении блока импульсного тока 6 с емкостным накопителем энергии, энергия, запасенная в кабельной линии через вторичные обмотки 9 и 10 и импульсные обмотки 11 и 12 передается снова в емкостной накопитель. С блока импульсного тока 6 сигнал поступает до тех пор, пока не будет устойчивого подхвата дуги от первичных обмоток 7 и 8. Отключение установки производят при устойчивом значении величины тока в кабеле 4.

Для получения увеличенных токов, с целью создания меньшего сопротивления в месте дефекта, вторичная обмотка может быть выполнена с отпайками, имеющими увеличенные токи короткого замыкания. Отпайки могут быть

5 подключены к выходу устройства через тиристоры или диоды и переключатель при отключении блока импульсного тока.

Испольэоваьме устройства позволяет производить автоматический подхват дуги от низковольтного источника, уменьшить массу и габариты применяемой аппаратуры, что важно при обслуживании отдаленных и труднодо(Ступных подстанций, а также для монтажных организаций.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОЖИГА ДЕФЕКТНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ , содержащее дрансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, симисторы и блок управления, причем две вторичные обмотки т