Способ определения места замыкания в кабельной линии и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01R31/08 

го селективного усилителя соединен с входом амплитудного выпрямителя, выход которого соединен с входом ицдикатора, выход второго селективного усилителя соединен с входом амплитудного детектора и первым вхо дом фазового детектора, выход ампли тудного детектора соединен с входом фильтра низких частот, выход которого соединен с входом формирователя, выход формирователя соединен с первыми входами второго и . третьего коммутаторов, выход фазово го детектора соединен с вторым входом второго коммутатора, первый выход второго коммутатора соединен

195303

с входом первого интегратора, выход которогр соединен с входом первого генератора, выход первого генератора соединен с первым входом индикатора угла фазового сдвига и вторым входом третьего коммутатора, второй выход второго коммутатора соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с входом второго генератора, выход второго генератора соединен с вторым входом индикатора угла фазового сдвига и третьим входом третьего коммутатора, выход третьего коммутатора соединен с вторым входом фазового детектора.

1. Способ определения места замыкания в кабельной линии, состоящий в том, что заземляют неповреждеиную жилу на одном из концов кабеля, воздействуют переменным током на неповрежденную и поврежденную жилы на другом конце кабеля, фиксируют сдвиг фаз сигналов, наведенных электромагнитными полями переменного тока, место замлкания определяют по резкому изменению угла фазового сдвига у места повреждения, отличающийся тем, что, с целью снижения электроэнергии, поврежденную дошу на другом конце кабеля заземляют через конденсатор, причем модулируют ток одной из жнл кабеля по амплитуде, а воздействие переменным током одной частоты на жилы осуществляют поочередно, за фазами сигналов, наведенньтх электромагнитными полями перемен ного тока одной частоты, поочередно следят и запоминают. 2. Устройство для осуществления способа по П.1, содержащее генератор переменного тока, блок приема, включающий индикатор, первый и второй селективные усилители, индика-. тор угла фазового сдвига, первый и второй индукционные магнитные преобразователи, выходы которых соединены с входами селективных усилителей, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и улучшения условийтруда, в него введены амплитудный модулятор, элемент И, первый и второй делители частоты, первый коммутатор, выход генератора перег юнного (Л тока соединен с входом первого делителя частоты и первым входом первоCZ го коммутатора, выход первого делителя частоты соединен с входом второго делителя частоты и первым входом элемента И, выход второго делителя частоты соединен с вторым входом первого коммутатора и вторым ;о входом элемента И, выход элемента И QF1 соединен с входом амплитудного модусо лятора, выход амплитудного модулятоО DO ра соединен с входом генератора переменного тока, первый выход первого коммутатора соединен с клеммой для подключения неповрежденной жилы, а второй выход - соответственно с клеммой для подключения поврежденной жилы, а в блок приема введены амплитудный выпрямитель, амплитудный детектор, фильтр низких частот, формирователь, второй и третий коммутаторы, первый и второй интеграторы, первый и второй генераторы, фазовый детектор, выход

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения изоляции жилы в силовых кабельных линиях при однофазных или междуфазных замыканиях.

Цель изобретения - снижение расхода злектроэнергии и улучшение условий труда.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - форма подаваеьвлх в жилы кабеля токов.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, делители 2 и 3 частоты, элемент И 4, амплитудный модулятор 5, первый коммутатор 6. Выход генератора соединен с входом делителя 2 частоты и первым входом перво::о коммутатора 6, выход делителя частоты 2 соединен с первым входом элемента И 4 и с входом делителя 3 частоты, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора 6 и вторым входом элемента И 4, выход которого соединен с входом амплитудного модулятора 5, выход последнего соединен с входом генератора I. Первый выход коммутатора 6 соединен с клеммой дпя подключения неповрежденной жилы, а второй выход - с клеммой для подкчения поврежденной жилы. Блок 7 приема содержит два индукционных

магнитных преобразователя 8 и 9, два селективных усилителя 10 и 11, амплитудный выпрямитель 12, индикатор 13, амплитудный детектор 14, фильтр 15 низких частот, форм 1рова- тель 16, фазовый детектор 17, второй и третий коммутаторы 18 и 19, два интегратора 20 и 21, два генератора 22 и 23, индикатор 24 угла фазового сдвига. Выход индукционного магнитного преобразователя 9 соединен с входом селективного усилителя 10, выход которого соединен с входом амплитудного выпрямнтеля 12, выход амплитудного выпрямителя 12 - с входом индикатора 13. Выход селективного усилителя 11 соединен с входом амплитудного детектора 14 и первым входом фазового детектора 17,, выход амплитудного детектора 14 соединен с входом фильтра 15 низких частот, выход которого соединен с входом формирователя 16, выход последнего - с первыми входами коммутаторов 18 и 19. Выход фазового детектора 17 соединен с вторым входом коммутатора 18, пер- :вьй выход которого соединен с входом интегратора 20, выход которого соединен с входом генератора 22, выход последнего - с первым входом индикатора 24 угла фазового сдвига и вторым входом коммутатора 19. Второй выход коммутатора 18 соединен с вхо3дом интегратора 21, выход которого соединен с входом генератора 23, вы ход последнего - с вторым входом ин дикатора 24 угла фазового сдвига и третьим входом коммутатора 19, вы ход которого соединен с вторым входом фазового детектора 17. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Пусть силовой электрический кабель имеет повреяздение - замыкание одной из жил на оболочку кабеля. Переменный ток с частотой основной гармоники ig от генератора 1 переме ного тока через коммутатор 6, управ ляемый сигналом с делителя 3, поочередно с частотой д/ц-m воздействует на поврежденную и неповрежденную жилы кабеля по цепи жила:-земпя, Для обеспечения лучшего прохождения токов неповрежденная жила на другом конце кабеля может быть соединена с землей, а поврежденная с землей через конденсатор. Для раз деления в блоке 7 приема сигналов от токов поврежденной и неповрежден ной }килы ток генератора 1 во время воздействия на одну из жил модулируют амплитудным модулятором 5 с ,частотой АО In . Токи, протекаю1дие по жилам кабельной линии, создают магнитные поля, которые преобразуются в элект рические сигналы индукционными магнитными преобразователями 8 и 9. Цепь преобразователь 9 - селективный усилитель 10 - амплитудный выпрямитель 12 - индикатор 13 настроена на прием импульсного сигнала с частотой основной гармоники i и благодаря вертикальному направлений магнитной оси преобразователя 9 обе печивает точное определение трассы кабельной линии. Из усиленного сигн ла преобразователя 8, магнитная ось которого ориентирована перпендикулярно оси кабельной линии, амплитуд ным детектором 14 и фильтром 15 низких частот вьщеляют модулирующий сигнал с частотой 1о/п которым через формирователь 16 управляют работой коммутаторов 18 и 19, обеспечивая разделение сигналов от токов поврежденной и неповрежденной жил кабеля, слежение и запомина ние фаз этих сигналов. Слежение за фазой принимаемых сигналов осуществляют .подстройкой фаз сигналов упра 03 ляемых генераторов 22 и 23 при поочередном замыкании контуров фазавой автоподстройки - фазовый детектор 17, коммутатор 18, интегратор 20, генератор 22, коммутатор 19, фазовый детектор 17, коммутатор 18, интегратор 21, генератор 23, коммутатор 19, фазовый детектор 17, Запоминание фазы принимаемых сигналов происходит при размыкании контуров автоподстройки коммутаторами 18 и 19, Индикатор 24 фазового сдвига фиксирует сдвиг фаз сигналов генерато- ров 22 и 23, До места повреждения сдвиг фаз постоянен и равенq,-tfj -ar-oigSlii CR (где - фаза тока неповрежденной жилы; С - емкость жила-оболочка участка кабеля за местом повреждения; tfj - частота основной гармоники генератора переменного тока; R - переходное сопротивление повреждения. За местом повреждения сдвиг фаз изменяется и равен i - , следовательно, изменение фазового сдвига в месте повреждения у и равно Ct -arct 2n loCR Четкое различие в величине фазовых сдвигов до и после места повреждения, резкое его изменение в месте повреждения позволяют однозначно определять место повреждения - однофазное замыкание. . Предлагаемый способ и устройство применимы также и для определения места повреждения при замыкании жи« лы с жилой. В этом случае общая точка источника тока подключается к соединенным между собой неповрежден- ной и одной поврежденной жилам, точка, служившая для подключения к неповрежденной жиле, соединяется с землей, а точка подключения поврежденной жилы - с второй поврежденной жилой. В этом случае ток в поврежденные жилы посылартся по цепи жила - Ж1ша. Так как жилы кабеля имеют скрутку, то магнитный поток, вызванный током поврежденных жил, меняет свое направление в соответствии со скруткой жил вдоль кабеля. Поэтому индшсатор 24 угла фазового сдвига будет контролировать угол фазового сдвига (1 ±1 ц-Срн, , где Cf -фаза тока в поврежденных жилах, который меняет свой знак каждые полшага скрутки жил.

Изменение знака угла фазового ,. одвига прекращается сразу за местом повреяздешя, так как далее не протекает ток по цепи поврежденных жил и, следовательно место поврех9:(ения междуфазовое замыкание определяет;,ся однозначно.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство позволяют снизить расход злектроэнергии средней выходной мощности источника переменного тока не менее чем в Q раз где Q скважность импульсов переменного тока в жиле кабеля}, уменьшить массу и габариты устройства, улучшить условия труда персонала, связанные с переноской устройства. Кроме того, снижение требований к спектральному составу переменного тока в жилах кабеля позволяет выбирать селектив.ность блока приема только исходя из требуемой помехозащищенности, использовать в качестве источника тока генератор с высоким КПД, например импульсный, что дополнительно уменьшает массу и габариты источника тока..

Фиг.г