Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01R31/11 

активного характера и исключения воздействия на линию дестабилизирующего напряжения, Предложенный способ заключается в следующем: зондируют линию не менее чем двумя циклами импульсов напряжения разной длительности и суммируют мгновенные значения напряжений разной длительности, соответствующие одинаковым значениям временной задержки в каждом пикле зондирования. Полученные суммарные импульсы разделяют на зоны так, чтобы начало каждой зоны соответствовало значению временной задержки, для которой мгновенные значения напряжения отраженных импульсов меньше в количество раз-, равное числу циклов зондирования напряжения соответствующих импульсов. Затем вычисляют площади, ограничен

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к системам дистанционного определения места повреждения в линиях электропередачи и связи, и может быть исполь- зовано для построения импульсных искателей повреждений.

Цель изобретения - повышение достоверности путем различия устойчивых повреждений в линиях на фоне неодно- родностей реактивного характера и ис ключения воздействия на линию дестабилизирующего напряжения,

Способ основан на использовании зависимости длительности отраженных импульсов от характера неоднородности. Вследствие того, что место повреждения представляет собой активное сопротивление, длительность отраженных от него импульсов пропорциональ- на длительности зондирующих. В то же время длительности импульсов, отраженных от реактивных неоднородностей не зависят от длительности зондирующих импульсов. Циклически зондируя линию импульсами увеличивающейся длительности, в каждом цикле су ммируют мгновенные значения напряжений, соответствующие одинаковым значениям временной задержки в каждом цикле зондирования . Разделяют суммарные мгновенные значения на зоны по значе

ные отраженными импзшьсами для каждой зоны, сравнивают их и определяют время запаздывания, по которому и находят расстояние до места повреждения. Устройство для peaJIИзaпии способа содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 импульсов управления, .коммутатор 3, переключатели 4, 5, генератор 6 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 7, генератор 8 зондирующих импульсов, модулятор 9, усилитель-расширитель 10, интегратор

11,аналого-цифровой преобразователь

12,системную шину 13, блок 14 оперативной памяти, микропроцессор 15, блок 16 индикации, блок 17 постоянной памяти, цифроан;ялоговые преобразователи 18, 19, генератор 20 измерительных импульсов, 2 ил„

ниям временной задержки так, чтобы начало каждой зоны соответствовало значению временной задержки, для которой суммарные мгновенные значения напряжений увеличены по отношению к соответствующим по времени задержки мгновенным значениям напряжения отраженных импульсов первого цикла зондирования в количество раз, равное числу циклов зондирования. Вычисляют площади, ограниченные отраженными импульсами для всех зон, кроме первой. Сравнивают площади, соответствующие одинаковым зонам. Место повреждения соответствует началу зоны, для которой площадь, измеренная в последующих циклах зондирования, увеличивалась по сравнению с первым циклом.

Повьш1ение достоверности достигается путем сравнения длительностей, отраженных от неоднородностей импульсов. Цри этом длительность отраженных импульсов, соответствующих месту повреждения, оказывается пропорциональна длительности зондирующих им- ггульсов.

На фиг. 1 приведена схема пре;ц1а- гаемого устройства; на фиг, 2 (б, в, г, д) - временные диаграммы, поясняю- нще предлагаемый способ (на фиг.2а- гфимер волновых неоднородностей, где о 5и - длительность зондирующего импульса; t, - значение временной задержки; U(t;) - мгновенное значение напряжения с линии для i-ro значения временной задержки; U (t;) - суммарное мгновенное значение напряжения с линии для различных циклов зондирования и одинаковых значений временной задержки). I

Устройство содержит генератор I

тактовых импульсов, блок 2 импульсов управления, коммутатор 3, первый и второй переключатели 4 и 5, генератор 6 линейно изменяюпхегося напряжения, компаратор 7, генератор 8 зондирующих импульсов, модулятор 9 имп пульсный, усилитель-расширитель 10, интегратор 11, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, системную шину 13, блок 14 оперативной памяти, микропроцессор 15, блок 16 индикации блок 17 постоянной памяти, первый и второй цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 18 и 19, генератор 20 измезапускают генератор 6 линейно изме- JQ няющегося напряжегшя, вырабатывающий

рительных импульсов. Выход генерато- 25 сов управления. Этот блок формирует ра 1 тактовых импульсов подключен к на своем первом выходе меандр вдвое входу блока 2 импульсов управления, меньщей частоты и прямоугольные им- первый выход которого соединен с пер- пульсы на втором выходе. Последние вым входом компаратора 3, первым входом первого переключателя 4, первым входом второго переключателя 5. Второй выход блока 2 импульсов управления подключен к входу генератора 6 линейно изменяющегося напряжения, первый выход которого подключен к первому входу компуратора 7, а второй - к второму входу коммутатора 3, выход которого соединен с первым входом генератора В зондирующих импуль40

35

сов. к выходу генератора 8 зондирующих импульсов подключены первый вход импульсного модулятора 9 и исследуемой линии. Выход модулятора 9 соединен с входом усилителя-расширителя 10, выход которого подключен к второму входу первого переключателя. Первый выход первого переключателя соединен с первыми входами интегратора 11 и аналого-цифрового преобразователя 12 и вторым входом второго переключателя 5, а второй выход первого переключателя 4 соединен с вторыми входами интегратора 11 и аналого-цифрового преобразователя 12 и третьим входом второго переключателя 5. Первый вход- выход системной шины 13 подключен к входу-выходу аналого-цифрового преобразователя 12, второй - к входу-выходу блока 14 оперативной памяти.

45

50

55

на втором выходе короткие импульсы, идущие через коммутатор 3 на запуск генератора 8 зондирующих импульсов, а на первом выходе линейно изменяю щееся напряжение, поступающее на пер вый вход компаратора 7. На второй вход последнего поступает постоянное напряжение, задаваемое первым ЦАП 18. Компаратор 7 вырабатывает на выходе импульс в момент совпадения напряжения на его входах. Задержка этого им пульса относительно зондирующего импульса пропорциональна расстоянию до места повреждения и зависит от цифро вого кода входа первого ЦАП 18. Длительность зондирующих импульсов пропорциональна напряжению на выходе второго ЦАП 19, зависящего от цифрового кода на его входе. Выходные импульсы компаратора 7 запускают генератор 20 измерительных импульсов, с выхода которого импульсы поступают на второй вход модулятора 9 импульсного. На первый вход модулятора 9 поступает напряжение с контролируемой линии, состоящее в каждом нечетном такте из зондирующего и отраженных импульсов в смеси с помехами и в каждом четном такте из помех. С выO

третий - к входу-выходу микропроцессора 15, четвертый - к входу блока 16 индикации, пятый - к входу-выходу блока 17 постоянной памяти, шестой - к входу первого цифроаналогового преобразователя 18, седьмой - к входу второго цифроаналогового преобразователя 19, выход которого подключен к второму входу генератора 8 зондирующих импульсов. Выход первого цифро- аналогового преобразователя 18 соединен с вторым входом компаратора 7, выход которого соединен с входом генератора 20 измерительных импульсов. 5 Выход генератора 20 измерительных импульсов подключен к второму входу модулятора 9 импульсного и выходу второго переключателя 5. I

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает прямоугольные -импульсы, - - поступающие на вход блока 2 импуль0

запускают генератор 6 линейно изме- няющегося напряжегшя, вырабатывающий

сов управления. Этот блок формирует на своем первом выходе меандр вдвое меньщей частоты и прямоугольные им- пульсы на втором выходе. Последние

5 сов управления. Этот блок формирует на своем первом выходе меандр вдвое меньщей частоты и прямоугольные им- пульсы на втором выходе. Последние

0

5

5

0

5

на втором выходе короткие импульсы, идущие через коммутатор 3 на запуск генератора 8 зондирующих импульсов, а на первом выходе линейно изменяющееся напряжение, поступающее на первый вход компаратора 7. На второй вход последнего поступает постоянное напряжение, задаваемое первым ЦАП 18. Компаратор 7 вырабатывает на выходе импульс в момент совпадения напряжения на его входах. Задержка этого импульса относительно зондирующего импульса пропорциональна расстоянию до места повреждения и зависит от цифрового кода входа первого ЦАП 18. Длительность зондирующих импульсов пропорциональна напряжению на выходе второго ЦАП 19, зависящего от цифрового кода на его входе. Выходные импульсы компаратора 7 запускают генератор 20 измерительных импульсов, с выхода которого импульсы поступают на второй вход модулятора 9 импульсного. На первый вход модулятора 9 поступает напряжение с контролируемой линии, состоящее в каждом нечетном такте из зондирующего и отраженных импульсов в смеси с помехами и в каждом четном такте из помех. С вы

хода модулятора 9 импульс через усилитель-расширитель 10 и первый переключатель 4 поочередно (в соответствии с управляющими импульсами с первого выхода блока 2 импульсов управления ) поступают каждый нечетный такт на один из конденсаторов интегратора 1, и каждый четный такт - на другой конденсатор. Напряжение с интегратора 11 через второй переключатель 5 поочередно подается на второй вход модулятора 9, обеспечивая отри- дательную обратную связь. Разность напряжений с конденсаторов интегратора 11 поступает на первый и второй вход А1Щ 12 и по сигналу управления, поступающему с системной В1ины 13, преобразуется в цифровой код на выходе АЦП 12, Этот код заносится микропроцессором 15 в блок 14. Программа работы устройства поступает из блока 14, По этой программе микропроцессор 15 последовательно в каждом цикле изменяет код на входе ЦАП 18, т.е. изменяет расстояние до контролируемой точки линии и от цикла к циклу изменяет длительность зондирующих импульсов. Затем производится сложение мгновенных значений, соответствующих разным циклам зондирования и одинаковым величинам временной задержки. Путем сравнения полученных значений определяется место повреждения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определять устойчивые повреждения (обрывы, короткие замыкания) в линиях на фоне неоднород- ностей реактивного характера, например муфт. Кроме того, исключается воздействие на линию дестабилизирующего напряжения.

Формул, а изобретения

1, Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи, состоящий в том, что зондируют линию импульсами напряжения, принимают отраженные импульсы с циклическим запоминанием мгновенных значений напряжений импульсов с линии для каждого значения временной задержки и определяют расстояние до места повреждения по времени запаздывания отраженных импульсов относительно зондирующих, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности зондирования линии, осуществляют не менее двух циклов зондирования

линии импульсами напряжения разной длительности, причем при каждом последующем цикле зондирования увеличивают длительность зондирующих импульсов, суммируют мгновенные значения напряжений разной длительности, соответствующие одинаковым значениям временной задержки в каждом цикле зондирования, разделяют суммарные мгновенные значения напряжений разной дпительности на зоны по значениям временной задержки так, чтобы начало каждой зоны соответствовало значению временной задержки, для которой суммарные мгновенные значения напряжений разной длительности увеличены по отношению к соответствующим по времени задержки мгновенным значениям напряжения отраженных импульсов первого цикла зондирования в количество раз, равное числу циклов зондирования , вычисляют площади, ограниченные отраженными импульсами для калодой зоны, начиная с второй для первого и последующих циклов зондирования, сравнивают площади, соответствующие одинаковым зонам, а время запаздывания определяют по началу той зоны, для которой площадь, измеренная в после- дующих циклах зондирования, увеличивалась по сравнению с первым циклом зондирования„

2, Устройство ,аля определения места повреждения линий электропередачи и связи, содержащее генераторы тактовых, зондирующих и измерителымх импульсов и линейно изменяющегося напряжения, компаратор, коммутатор, импульсный модулятор, усилитель-расширитель, два переключателя, интегратор, блок импульсов управления, ана- лого-дифровой и первый цифроаналого- вый преобразователь, блок индикации, блок постоянной памяти, блок оперативной памяти, системную шину и микропроцессор, причем выход тактового генератора подключен к входу блока импульсов управления, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, первому входу первого переключателя, и первому входу второго переключателя, второй выход блока импульсов управления подключен к входу генератора линейно изменяющегося напряжения, первый рыход которого подключен к первому входу компаратора, а второй выход к второму входу коммутатора; выход которого соединен

с входом генератора зондирующих импульсов, к выходу которого подключен вход импульсного модулятора, выход импульсного модулятора подключен к входу усилителя-расширителя, выход которого подключен к второму входу первого переключателя, первый выход которого подключен к первым входам интегратора и аналого-цифрового преобразователя и второму входу второго переключателя, а второй выход - к вторым входам интегратора и аналого- цифрового преобразователя и третьему входу второго переключателя, вход- выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу-выходу системной шины, к второму входу- выходу системной шины подключен вход- выход блока оперативной памяти, к

а

-J:

Сн

.1

S

/V

t/2iA/i/J ХУ

Редактор С. Лисина

Составитель В. Коваленко Техред Л.Олейник

Заказ 1629/А6Тираж 731

ВНИИПИ Горсуд ар ственно го комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

третьему входу-выходу микропроцессора, к чeтвepтo ry входу блока индикации, к пятому входу-выходу блока пос- тоянной памяти, к шестому входу первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу компаратора, выход компаратора подключен к входу генератора измерительных импульсов, выход которого подключен к второму входу импульсного модулятора и выходу второго переключателя, отличающееся тем, что, с целью повьтения достоверности,, в него введен второй цифроаналоговый преобразователь, причем его вход подключен к седьмому выходу системной шины, а выход - к второму входу генератора зондирующих импульсов .

S

Корректор А. Зимокосов

Подписное

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для построения импульсных искателей повреждений. Цель изобретения - повышение достоверности за счет различия устойчивых повреждений в линиях на фоне неоднородностей ресо о 4 fpl/z.f