Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его реализации Советский патент 1985 года по МПК G01R31/11 

ного к первому входу первого переключателя, первый выход которого подключен к первым входам интегратора и вто- рого переключателя,второй вход которого подключен к второму входу интегратора и второму выходу первого переключателя,о тличающееся тем,чт9 оно снабжено аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователями, блоком процессора, постоянным и оперативным запоминающими устройствами, управляемым источником напряжения и фильтром причем первый вход-выход фильтра подключен к выходу генератора зондирующих импульсов, второй вход-выход - к выходу управляемого источника напряжения, подключенному к исследуемой линии, первьй вход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу интеграторау второй вход - к второму входу интег- ратора, третий вход - к четвертому выходу блока процессора, а выход к первому входу - выходу блока -процессора, первому входу цифроаналогового преобраз ователя, выходу постоянного запоминающего устройства и первому входу- быходу оперативного запоминающего устройства, третий вход которого подключен к третьему выходу блока процессора, вторым выходом подключенного к второму входу цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу компаратора, пятьш выход блока процессора подключен к вход постоянного запоминающего устройства и второму входу оперативного запоминающего устройства, первый вход блока индикации подключен к первому входу -выходу блока процессора, второй вход - к щестому выходу блока процессора, седьмой вьйсод которого соединен с вторым входом управляемого источника напряжения, первый вход которого подключен к первому входу-выходу блока процессора.

1. Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи, основанный на зондировании линии импульсами напряжения, приеме отраженных импульсов, вычитании мгновенных значений напряжений отран:енных импульсов и определении места повреждения по времени запаздьГвания отраженных импульсов, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения места повреждения и снижения вероятности пропуска места повреждения за счет компенсации отражений от ес ественных неоднородностей линии, циклически производят запоминание мгновенных значений напряжений импульсов с линии для каждого значения временной задержки относительно момента посьтки зондирующего импульса, воздействуют на изоляцию линии дестабилизирующим напряжением и вычитают мгновенные значения напряжений импульсов, соответствующие одинаковым значениям временной задержки относительно момента зондирования и различным циклам запоминания, а место повреждения определяют по временной задержке, для которой при вычитании появляется ненулевой результат. 2. Устройство для определения места повреждения линий электропередачи и связи, содержащее генераторы тактовых, зондирующих и измерительных импульсов и линейно изменяющегося напряжения, блок импульсов управления, компаратор, коммутатор, импульсный модулятор, усилитель-расширитель, два переключателя и интегратор с двумя конденсаторами, блок индикации, причем генератора (Л тактовых импульсов соединен с вхоС дом блока импульсов управления, первый выход которого соединен с пера вым входом коммутатора,вторым входом с; первого переключателя, третьим входом второго переключателя, выход которого подключен к второму входу Ч Ч импульсного модулятора, соединенному с выходом генератора измерительных импульсов, вход которого подключен к выходу компаратора,первый вход ко торого подключен к первому выходу генератора линейно изменяющегося напряжения, вход которого соединен с вторым выходом блока импульсов управления, второй выход генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к второму входу коммутатора, выход которого подключен к входу генератора зондирующих импульсов, выход которого подключен к первому входу импульсного модулятора, выход которого соединен с входом усилителя-расширителя, выходом подключен

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам для дистанционного определения места повреждения на линиях электропередачи и связи.

Целью изобретения является повышение точности определения места повреждения за счет компенсации отражений от естественных неоднородностей линии и снижение вероятности пропуска места повреждения.

На чертеже приведена структурная схема,устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство состоит из генератора 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с входом блока 2 импульсов управления, первый вькод которого соединен с первым входом коммутатора 3, вторым входом первого переключателя 4. и третьим входом второго переключателя 5. Выход второго переключателя подключен к второму входу импульсного модулятора 6, соединенному с выходом генератора 7 измерительных импульсов, вход которого подключен к выходу компаратора 8. Первый вход компаратора 8 подключен к первому выходу генератора 9 линейно изменяющегося напряжения, вход

которого соединен с вторым выходом блока 2 импульсов управления, а второй выход генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к второму входу коммутатора 3. Выход коммутатора подключен к входу

генератора 10 зондирующих импульсов, выход которого подключен к первому входу импульсного модулятора 6, а его выход соединен с входом усилителя-расширителя 11. Выход усилителярасширителя соединен с первь м входом первого переключателя 4, первый выход которого подключен к первым входам интегратора 12 и второго переключателя 5, а второй вход переключателя 5 подключен к второму входу интегратора 12 и второму выходу первого переключателя 4. Первый входвыход фильтра 13 подключен к выходу

генератора 10.зондирующих импульсов, а второй вход-выход - к выходу управляемого источника 14 напряжения, подключенному к исследуемой линии. Первый вход аналого-цифрового преоб разователя 15 (АЦП) подключен к пер вому входу интегратора 12, а второй вход - к второму входу интегратора третий вход - к четвертому выходу блока 16 процессора. Выход аналогоцифрового преобразователя 15 подклю чен кпервому входу-выходу блока 16 процессора, первому входу цифроанал гового преобразователя 17 (ЦАП), вых ду постоянного запоминающего устрой ства 18 (ПЗУ) и первому входу-выходу оперативного запоминающего устройства 19 (ОЗУ). Третий вход оперативного запоминающего устройства подключен к третьему выходу блока 16 процессора, второй выход которого подключен к второму входу цифроаналогового преобразователя 17, выходом подключенного к второму входу компаратора 8. Пятый выход блока 16 процессора подключен к входу постоянного запоминающего устройства 18 и второму входу оперативного запоминающего устройства, а первый вход блока 20 индикации подключен к первому входу-выходу блока 16 процессора. Второй вход блока 20 индикации подключен к шестому выходу блока процессора, седьмой выхо которого соединен с вторым входом управляемого источника напряжения причем его первый вход подключен к первому входу-выходу блока 16 процессора. Способ основан на использовании эффекта нестабильности сопротивления изоляции линии в месте повреждения при воздействии на изоляцию дестабилизирующих факторов таких, например, как постоянное или переменное напряжение, температура. Сущ ность предложенного способа состоит в зондировании линии импульсами напряжения и вычитание импульсных характеристик линии для различных моментов времени. Вычитание импульс ных характеристик производят циклически до появления ненулевого резул тата вычитания, с запоминанием промежуточных значений, а место повреж дения определяют по временной задержке, для которой получен ненулевой результат вычитания. При импульсном зондировании лини отражения при наличии неустойчивых 774 повреждений так незначительны, .что могут быть меньше, чем отражения от естественных неоднородностей - кабельных муфт, транспозиций и др. Воздействие на изоляцию дестабилизирующего напряжения приводит к изменению во времени коэффициента отражения линии. В результате арифметического вычитания импульсных характеристик линии для различных моментов времени все отражения от естественных неоднородностей компенсируются,нескомпенсированным остается лишь отражение, соответствующее месту повреждения. Кроме того, дестабилизирующее напряжение не влияет на отражения от естественных неоднородное- тей. Точность определения места повреждения обеспечивается за счет компенсации отражений от естественных неоднородностей, а также фиксации момента времени появления ненулевого результата вычитания импульсных характеристик. При этом снижается вероятность пропуска отражений от места пов-i реждения. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы, поступающие на вход блока 2 импульсов управления. Этот блок формирует на своем первом выходе меандр вдвое меньшей частоты и прямоугольные им--, пульсы на втором выходе. Последние запускают генератор 9 линейно изменяющегося напряжения, вьфабатывающий на втором выходе короткие импуль сы, идущие через коммутатор 3 на за- пуск генератора 10 зондирующих импульсов и на первом выходе линейно . изменяющееся напряжение, поступающее на первый вход компаратора 8, На второй вход компаратора 8 поступает постоянное напряжение, задаваемое ПАП 17. Компаратор 8 вырабатывает на выходе импульс в момент равенства напряжений на его первом и втором входах. Интервал времени между посылкой зондирующего импульса в линию и моментом равенства напряжений на входах компаратора, прямо пропорциональный расстоянию до просматриваемой точки линии, прямо пропорционален постоянному напряжению на втором входе компаратора, который

в свою очередь, прямо пропорционален цифровому коду на первому входе ЦАП. Следовательно, расстояние до просматриваемой точки линии прямо пропорционально цифровому коду на первом входе ЦАП. Это позволяет блоку процессора использовать указанный цифровой код для определения расстояния до места повреждения. Выходные импульсы компаратора 8 запускают генратор 7 измерительньгх импульсов, импульсы с выхода которого попадают на второй вход импульсного модулятора 6. На первый вход этого модулятоpa через фильтр 13 поступает напряжение с контролируемой линии, состоящее в каждом нечетном такте ( при наличии импульса с первого блока 2) из зондирующих и отраженных импульсов вместе с помехами (коммутатор 3 замкнут) и в каждом четном такте толко из помех (коммутатор 3 разомкнут Фильтр 13 предотвращает попадание постоянного напряжения с управляемого источника 14 напряжения на выход генератора 10 зондирующих импульсов и на вход импульсного модулятора 6. С выхода модулятора 6 импульсы поступают в усилитель-расширитель 11, которьш увеличивает их длительность, сохраняя амплитуду. Расширенные импульсы через переключатель 4 поочередно (в соответствии с управляющими импульсами с первого выхода блока 2) поступают каждый нечетный такт на один из конденсаторов интегратора 12, и каждый четный такт га другой конденсатор. Напряжение с конденсаторов интегратора 12с помощью второго аналогичного переключателя 5 поочередно подается на второй вход модулятора 6, обеспечива отрицательн.ую обратную связь для его у ;тойчивой и точной работы в большом динамическом диапазоне напряжений. Если напряжение на втором входе компаратора 8 остается постойнным, то через несколько тактов (тактовая частота порядка 10 кГц) в замкнутом контуре 6-г11-4-12-5-6 отрабатывается установившийся режим и на конденсаторах интегратора 12 устанавливаются напряжения, пропорциональные амплитудам импульсных напряжений.на линии при нечетных тактак (при наличии зондирующих импульсов) и четных тактах

(при отсутствуй зондирующих импульсов) .в точке просмотра, т.е. при заданном (величиной напряжения на втором входе компаратора 8) временном сдвиге относительно зондирующего импульса. Разность напряжений с конденсаторов интегратора 12 поступает на первый и второй входы АЦП.15 и по сигналу управления, поступающему на его третий вход с четвертого выхода блока 16 процессора, преобразуется в цифровой код на выходе АЦП. После этого указанный цифровой код поступает через первый вход-выход в блок 16 процессора, который затем вьщает этот код через свой первый вход-выход и шину данных (ПЩ) в одну из ячеек ОЗУ - 19 через первый вход-выход ОЗУ. При этом блоком 16 процессора одновременно выдаются стробирующий сигнал - с третьего выхода и адрес ячейки ОЗУ, куда помещается цифровой код с пятого выхода, которые поступают соответственно на третий и второй входы ОЗУ 19. Блок 16 процессора управляет выходньм напряжением ЦАП 17 путем установки заданного цифрового кода на его первом входе и выдачи стробирующего сигнала с втоРОГ.О выхода, поступающего на второй вход ЦАП 17. Работа устройства по обнаружению места повреждения и определению расстояния до него осуществляется полностью под управлением блока 16 процессора по.программе, записанной в ПЗУ 18. ПЗУ 18 имеет вход адресов, соединенный с пятым выходом блока 16 процессора, и выход данных, соединенньй с первым входомвыходом блока 16 процессора.

Функционирование предложенного устройства можно представить как запоминание в ОЗУ мгновенных значений напряжения с линии для каждого значения временной задержки в виде N цифровых кодов для начального времени, запоминание напряжения с линии в виде цифрового кода для текущего времени, вычитание его из соответствующего цифрового кода, запомненного для начального времени, для каждого значения временной задержки и изменение величины напряжения на линии. Операции запоминания, вычитания и изменения величины напряжения на