Устройство для определения места замыкания на землю в электрических сетях Советский патент 1986 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для определения места повреждения в элек трических сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является повышение надежности определения места замыкания на землю.

На фиг. I представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - характеристика усилителя-ограничителя, на фиг. 3 - выходные характеристики антенны и магнитного датчика с резонансным контуром, поясняющие

принцип работы устройства. I

Устройство содержит магнитный

датчик 1 с резонансным контуром, соединенный через второй усилитель

2и переключатель 3 с входом измерительного прибора 4. Выход электрической антенны 5 соединен с входом первого усилителя 6, выход кторого соединен с входом усилителя-ограничителя 7. Выход последнего соединен с управляющим входом автоматического регулятора 8 и вторым входом переключателя 3. Автоматический регулятор 8 включен параллельно магнитному -датчику I с резонансным контуром. Источник 9 питания подключен к второму 2, первому 6 усилителям и усилителю-ограничителю 7.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении на линии замыкания на землю и контроле устройством аварийных режимов (переключатель 3 создает электрическую цепь между вторым усилителем 2 и входом измерительного прибора 4) до места замьжания на землю на выходе магнитного датчика с резонансным контуром появляется сигнал, продорхщонал ный уровню высших гармонических составляющих магнитного поля тока нулевой последовательности частотой 550 или 250 Гц в зависимости от то- го, на какую гармонику настроен резонансньй контур магнитного датчика I. Этот сигнал усиливается усилителем 2 и через .переключатель

3поступает на вход измерительного прибора 4.

Так как уровень высших гармонических сосгавляюпщх тока нулевой

последовательности в проводах линии значительно вьпие до места замыкания на землю, чем после этого места, то и показания измерительного

прибора 4 больше при контроле участков линии до места замыкания на землю.

При приближении или удалении от оси линии электропередачи сигнал на

выходе магнитного датчика 1 с резонансным контуром изменяется по закону, изображенному на кривой 10 (фиг. З) . Одновременно сигнал на выходе электрической антенны 5 изменяется по закону, изображенному на кривой 11 (фиг. З). Сигнал с электрической антенны 5 усиливается усилителем 6 и поступает на вход усилителя-ограничителя 7. Сигнал с усилителя-ограничителя 7 поступает на управляющий вход автоматического регулятора 8.

Сопротивление автоматического регулятора 8 обратно пропорционально значению сигнала, поступающего с усилителя-ограничителя 7. Таким образом, при ближении к оси ли- НИИ электропередачи до расстояния , . J (фиг. 3) сигнал на выходе уси-

лителя-ограничителя 7 (точка Ug,, фиг.2).увеличивается, а значение сопротивления автоматического регулятора 8 уменьшается, т.е.происходит автоматическая корректировка

сигнала на выходе магнитного датчика 1 с резонансным контуром. Однако при приближении к оси линии электропередачи (от точки ч до точки О. фиг. 3) или при измерении

В середине пролета линии электропередачи, имекщей большой провес проводов, сигнал на выходе с электрической антенны 5 (кривая П,фиг.З) увеличивается значительно больше,

чем сигнал на выходе магнитного датчика 1 с резонансным контуром (кривая 10, фиг. 3).

Для обеспечения работоспособ ности устройства в этом режиме в него введен усилитель-ограничитель 7. При возрастании напряженности электрического поля до значения, соответствующего сигналу на входе усилителя Ugx,, и дальнейшем его увеличении выходной сигнал U.., не

/.DOT А

изменяется (фиг. 2).

В данном устройстве усилитель- граничитель 7 может быть выполнен

на операционном усилителе со стабилитроном, включенным параллельно выходу усилителя. Автоматический регулятор 8 может быть йыпол- нен в виде автоматического регулируемого сопротивления с помощью полевого транзистора, у которого переход сток - исток используется как перемен ный резистор, регулируемый с помощью затвора.

При поиске места замыкания опертору с помощью устройства приходится измерять уровень высших гармонических составляющих магнитного поля токов нулевой последовательности в различных точках электрической сети. При перемещении от одной точки измерения до другой, используя даже транспортные средства, проходит определенное время. За это время может произойти следующее: замыкание на землю переходит в двойное замь1кание на землю и данная линия отключается, замыкание на зешто самоустраняется В обоих случаях токи нулевой последовательности исчезают и выходной прибор устройства показьгеает отсутствие замыкания на землю за местом измерения. Так как в предыдущей точке измерения устройство показьгоало замыкание на землю, то у оператора, ведущего поиск места замьжания, может сложиться ошибочн

мнение о месте замыкания на землю

как о месте между этими точками измерения, хотя в действительности линия отключилась или замыкание на землю самоустранилось.

Для устранения данного недостатка после измерения высших гармонических составляющих магнитного поля тока нулевой последовательности при малых или нулевых показаниях выходного прибора, выход усилителя ограничителя 7 соединен через переключатель 3 непосредственно с измерительным прибором 4.

Если показания измерительного прибора 4 равны нулю, это означает что данная линия отключилась и неоходимо прекратить работу с устройством.

Если показания измерительного прибора 4 незначительны, это означает, что на линии есть напряжение, но замыкание на землю самоустранилось. При этом также необходимо прекратить работу с устройством.

Если показания измерительного прибора 4 на порядок больше, чем в предыдущем случае, это означает, что замыкание на землю существует и необходимо продолжить поиск места замыкания на землю.

Таким образом, применение пред- . лагаемого устройства позволяет повысить надежность определения места замыкания при различном расположении устройства относительно проводов воздушной линии за счет стабилизации выходного сигнала по каналу напряжения нулевой последовательности и работы первого усилителя на линейном участке характеристики.

Формула изобретения

Устройство для определения места замыкания на землю в электрических сетях, содержащее магнитный датчик с резонансным контуром, первый и второй усилители, источник-питания,

электрическую антенну, измерительный прибор,, переключатель, выход электрической антенны соединен с первым входом первого усилителя, источник : питания - с вторыми входами первого

и второго усилителей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности определения места замыкания на землю, в него введены усилитель-ограничитель, автоматическйй регулятор, причем выход первого усилителя соединен с первым входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен с вторым входом переключателя и управляющим входом автоматического регулятора,

выход магнитного датчика с резонанс- ньм контуром соединен с первым входом второго усилителя и входом автоматического регулятора, выход

второго усилителя соединен с первым входом переключателя, выход которого соединен с входом измеритель- . ного прибора, источник питания соединен с вторым входом усилителяограничителя.

Фиг. I

Изобретение относится к элек- троизмерительной технике. Устрой- ство содержит магнитный датчик 1 с резонансньм контуром, усилители 2 и 6, переключатель 3, измерительный прибор 4, электрическую антенну 5, усилитель-ограничитель 7, автоматический регулятор 8 и источник 9 питания. В описании представлены характеристики усилителя-ограничителя, выходные характеристики антенны и магнитного датчика. Устройство позволяет повысить надежность определения места замыкания при различном расположении устройства относительно, проводов воздушной линии за счет стабилизации выходного сигнала по каналу напряжения нулевой последовательности и работы усилителя 6 на линейном участке характеристики. 3 ил. I (П Од СО

Составитель Е.Кущ Редактор И.Рыбченко Техред М.Пароцай Корректор Г.Решетник

Заказ 637/50 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 3