(21)4302218/24-21
(22)07.09.87
(46) 23.12.89. Бюл. fi 47
(72) Н.А.Тарасов и Л.И.Брауде
(53) 621.317.333.4 (088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР
N 1219988, кл. G 01 R 31/11, 1986.
Авторское свидетельство СССР Г 1177777, кл. G 01 R 31/11. 1985.
(54) СПОСОБ ОПРЕДГЛЕНКЯ МКСТЛ ПОН- РЕЛШЕНИЯ Л11НИП ЭЛЕКТРО П :1 КЛЛЧИ И
СВЯЗИ и УСТРОЙСТВО для i:ro осупгстВЛЕНИЯ
(57) Изобретение относится к члсктро технике и может быть испольтовлио для определения места попрежлония на линиях элсктроперелпчи и СРЯЯИ.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения места повреждения на линиях электропередачи и связи. Способ определения места повреждения линии электропередачи и связи основан на многократном зондировании линии импульсами напряжения и приеме отраженных импульсов, запоминании значений напряжений с линии для каждого значения временной задержки, воздействии на изоляцию линии дестабилизирующим фактором, вычитании значений напряжений импульсов с линии, соответствующих одинаковым значениям временной задержки относительно момента зондирования и определении места повреждения по временной задержке. Дополнительно усиливают для каждой временной задержки первые разностные значения напряжений между указанными заполненными значениями напряжений и значениями напряжения, приходящего с линии. При последующем зондировании запоминают первые усиленные разностные значения напряжения, усиливают вторые разностные значения между заполненными значениями напряжения и приходящими с линии после дестабилизирующего воздействия для каждой временной задержки, запоминают вторые усиленные разностные значения, вычитают из соответствующих по временной задержке первых усиленных разностных значений вторые, сравнивают последовательно полученные разности с заданным значением и при первом превышении разностью заданного значения определяют соответствующую этой разности временную задержку, по которой определяют искомое расстояние, а при отсутствии разности, превышающей заданное значение, весь цикл определения места повреждения повторяют. Устройство для реализации данного способа содержит генератор 1 зондирующих импульсов, блок 2 синхронизации, блок 3 индикации, фильтр 4, источник 5 дестабилизирующего напряжения, микроЭВМ 6, приемник 7, блок 8 вычитания и усилитель 9. 2 с. 2 з.п. ф-лы 5 ил.
(Л
Вх.2
ел
со
ОО
vj
Способ определения мяста повреж геиия лиинн электрппере;5ачи и спяян основан пп многократном яоиднровапии miHim иьтульсамн напряжения и приема отр.аженных и ;гiyлъcoD, запоминании значений напряжений с линии ,;л.ч каждого значения временной запержки, воздейств1Ш на изоляцию Л1:чи ; / сста- бнлизирующим фактором, вьг-штаии.я значений напряжений импульсов с линии, соответствуюп1их ОДИНПКОБЫМ значениям временнор задермси относительно момента зондирсва1И1я и опрсде ;ении места повреждения по временгюй зацержке. Дополнительно усиливают для ках/ioii временной задержки iiepsLjie разностные значения напряженш между уг азпнными запомненными значениями напряжений :i значениями наиряже1иш, лрихолящего с линии. При последующем зошич ова- нии запоминают первые усиленные разностные значения напряжения, усиливают вторые разностные значения между запомненными значениями напряжения
Изобретение относится к тпоктро- технике и может быть исполт зонано для определения места новрокдсния на линиях электропередачи и сиязи.
Цель изобретения - растирание области применения путем Б -1явл1мн1 повреждений с болычим перехо;1нь;м с(тро- тивлением на линиях с существенными неоднородностями или большой протяженности.
На фиг , 1 нредстаЕлена и.ток-с::1;ма устройства; на фиг,2-4 - структурные схемы блока синхронизадии, микроЭВМ и приемника соответственно; на (Ьиг.З временные диаграммы.
Способ определения места повреждения (ОШ) линии электропередачи и связи основан на многократном зондировании линии импульсами напряжения и приеме отраженных имнульсов, запоминании значений напряжений с линии для каждого значения временной задержки, воздействии на изолядию линии дестабилизирующим фактором, вычитании значений напряжений импульсов с линии, соответствующих одинаковым значениям временной задержки относительно момента зондирования и определении места повреждения по менной задержке. Дополнительно усиливают для каждо временной зад ержки
и нриходящими с линии после дестаБи- лизирую1цего воздействия для каждой временной задержки, запоминают вторые усиленные разностные значения, вычи- из соответствующих по временной 3t ;j/- WKi ;e первых усиленных разностных зн ачений вторые, сравнивают иоследо- ватольно получетшые разности с задан- Н1;. значением и при первом превьшю- ТН1И разностью заданного значения определяют соответствующую этой раз- HOirrH ).земпнну с задержку, по которой опрсделлкп искомое расстояние, а при
отсу ; ствии разности, превышающей заданное Г1а; чение, весь никл определения места но11реж.п, гглтот яют . Уст1Н)йс 1 во для реализадии данного сг1ОС(5ба с-()дерЖ11Т генератор 1 зондиру- оп;их импульсов, блок Г спнхронизадии блок 3 инд1н адии, фильтр 4, источник 5 дестабилизирующего наг рял;ения, мик- po3L M C:i, приемник 7, блок 8 вычитания и усилитель 9. 2 с., 2 з Л1. ф-лы,
5 ид.
0
0
5
0
5
разностные значения нанряже- Hi-rii между указанны;.п1 запомненными з 1ачениями напряжений и значениями нанряжения, приходящего с лин1П1. При последующем зондировании запоминают первые усиленные разностные значения анряжения, уст.гп1вают вторые разностные значетптя между за- но Н1е п1ыми значен1 ями напряжения и приходящими с .линии носле дестабилизирующего воздействия для каждой временной задержки, запоминают вторые усиленные разностные значения, вычитают из соответствующих по вре- мб нной задержке первых усиленньгх разностных значений вторые, сравнивают последовательно полученные разности с заданным значением и нри первом превышении разностью заданного значения определяют соответствующую этой разности временную задержку, по которой определяют искомое расстояние, а при отсутствии разности, превышающей заданное значение, весь дикл OMII повторяют.
При этом усиление соответствующих по временной задержке первых и вторых разностных значений напряжений осуществляют в од ,инако;)ое число раз.
Кроме того, при ycjmeHnn первых и вторых разнпс г |.1х лначениГ напряжений осуществляют их усреднение, которое выбирается одинаковым для одинаковых значений временной задержки. В каждом последующем цикле заданное значение для сравнения уменьшают.
В качестве дестабилизирующего фактора может быть использовано электромагнитное, тепловое, механическое воздействие или воздействие ультразвуком.
Характеристика линии, имеющей такие естественные неоднородности как ответвление и муфту дана на фиг.За. Отраженный от повреждения сигнал суммируется с отражением от муфты. Если повреждение имеет большее переходное сопротивление, то указанная ситуация крайне сложна для определения места повреждения.
Импульсная характеристика линии, запомненная во время воздействия на линию дестабилизирующего напряжения, приведена на фиг.56. Так как отраженный от повреладения сигнал имеет очень малую амплитуду, то его незначительное изменение под действием дестабилизирующего напряжения вызывает крайне слабое изменение импульсной характеристики линии. Обнаружить такое незначительное различие по разности импульсной характеристике линии (фиг.Зв) зачастую не удается. На фиг.Зг для предлагаемого способа приведена первая усиленная разностная импульсная характеристика между запомненной в памяти и входной импульсной характеристикой до воздействия дестабилизирующего напряжения. Ненулевые значения этой импульсной характеристики обусловлены неидеальностью запоминания и щу- мом. На фиг.5д изображена для предлагаемого способа вторая усиленная разностная импульсная характеристика между запомненной в памяти и входной во время воздействия дестабилизирующего напряжения. Разность импульсных характеристик (фиг.Зг, д) приведена на фиг.Зе. Здесь имеет место лишь один всплеск, обусловленный флюктуацией отраженного от места повреждения сигнала. Этот всплеск вследствие осуществленного усиления имеет значительную амплитуду, которую легк зафиксировать при ОМП. Расстояние до места повреждения определяется по времени задержки t.
Устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов, блок . синхронизации, блок 3 индикации, фильтр А, источник 3 дестабилизирующего напряжения, микроэвм 6, приемник 7, блок 8 вычитания и усилитель 9.
Вход генератора 1 зондирующих ш ульсов подключен к первому выходу
блока 2 синхронизации, г. выход - к первому входу/выходу фильтра 4 и второму входу приемника 7. Второй выход блока 2 синхронизации подключен к nepBObfy входу приемника 7. Вход блока
2 синхронизации подключен к третьему выходу микроэвм 6.Вход блока 3 индикации подключен к второму входу мик- роЭВМ 6. Второй вход-выход фильтра 4 подключен к клемме для подключения
исследуемой линии и выходу источника 3 дестабилизирующего напряжения, вход которого подключен к первому выходу микроэвм 6. Выход приемника 7 подключен к второму входу блока 8 вычитания, первый вход которого подключен к четвертому выходу микроЭВМ 6. Выход блока 8 вычитания подключен к второму входу усилителя 9 с управляемым усилением, первый вход которого
подключен к пятому выходу микроЭВМ 6,
а выход - к входу микроЭВМ 6. I
Блок 2 синхронизации выполнен в
соответствии со структурной схемой (фиг.2) и состоит из тактового генератора 10, выход которого подключен к входу генератора 11 линейно-изменяющегося напряжения, выход которого подключен к nepaohry входу компаратора 12. Второй вход компаратора 12
подключен к выходу цифроанллогового преобразователя 13. При этом первым выходом блока 2 синхронизации является выход тактового генератора Ю, вторым выходом - выход компаратора
12, а входом - вход цифроаналогового преобразователя 13.
Структурная схема микроЭВМ (Лиг.З) состоит из циЛроаналоговых преобразователей 14 и 13. (ЦАП1 и цАп2), при
этом выход ЦДЛ14 является первым выходом микроэвм 6, а выход ЦЛП13 является четвертым выходом микроЭВМ 6. В состав микроэвм входят также блоки 16-18 ввода-вывода (УВВ1,
УВВ2 и УВВЗ), выходы которых являются соответственно вторь1м, третьим и пятым выходами микроЭВМ 6. Вход аналого-цифрового преобразователя 19 (АЦП) является входом микроЭВМ 6.
Все блоки микроэвм, в том число и .центральное процессорное устройстг о 20 (ЦПУ), постоянное запоминающее устройство 21 (ПЗУ), оперативное запоминающее усгройство 22 (ПЯУ), сединены между собой с noMouibiO стандартного интерфейса типа оишей иииы 23, включающего в себя трг, группы проводников: шину ci.apeca, IUHH дай- ных и шину управлепт1я.
Приемник 7 (Лиг.4) состой ; ii;i импульсного модулятора 2, nepiiuii вход которого является перуым РУ.О- дом приемника 7, а второй вход - вторым входо м приеь лика 7, и ра иит- рителя 25, выход к о I oporo является выходом приенника 7,
Устройство работает с.иедуьнцлм образом.
Блок 2 синхронизации запускает генератор 1 зондирующих пмпулт сов, импульсы которого, через фильтр поступают в исследуемую линию. IIpi; в начале измерений по г. т пик- роЭВМ 6 источник 5 дестабилизиру1ои(ег напряжения не ча линию и;и1рн- жения, на первом входе блока 8 шлчи- тания устанавливается нулевое нрлчря- жение. Коэффициент усиления усилител 9 с управляемым усилением устанавливается с помощью макроЭВК 6 painibiK единице. Отражешгь е импульсы с линии через фильтр 4 поступают на BTcpoi-i вход приемника 7. Па первьи БХОЛ приемника 7 с второго выхода блока 2 синхронизации поступают импульсы, разрешающие выборку гкoзeнпoro значения напряжения отраженны-: сов с линии.
Временной импульсов р.- зреше ния относите ИтНо момента зондирола- НИН линии задается микроЭВМ 6 посредством установки цифрового кода на первом входе блока 2 синхронизацгш. Беличина этого кода определяет уровень напряжения на втором входе компаратора 12, а поэтому прямо нро- порциональна расстоянию до просматриваемой точки линии.
В приемнике 7 вь бранные мгтговем- ные значения напряжения расширяются по длительности до величи 1ы не менее времени преобразования нап1-яже- ния в код МЩ 19. Расширенные им- пульсы напряжения поступают без изменения амп.ииту(1.ы через блок 8 вычитания и усилитель, 9 с управляемъ м усилением на вхо/; ЛИП 19 Иеизмеп5
0
d
5 0
5 0
ь;ость амнлитуды обусловлена нулевым напряжением на нервом входе блока 8 вмчнтания и цифровым .кодом на первом входе уси.мителя 9, обеспечиваю- lUiiM единичный коэффициент усиления.
)ЭВМ 6 осуществляет преобра- амплитудр) поступающих на ее вход, импульсов в н,иф1 )овой код и за- и(мино1пге его :. опрс/геленных ячейках , Так, последовательно изменяя код на своем вьгхо.де,, микро- ЭВМ запоминает всю импульсную характеристику линии при единичном усиле- ЛИИ принимаемых ciuib-шов.
Затем микроЭ15К 6 начинает запоминание в другую област) ОЗУ 22 первой iiasiKiCTiioi i усипенпой импульсной характеристики, этого, как и нреж- де, осуществляется изменение кода на третьем выходе микроЭВМ 6. Однако для кгмчдого значения этого кода на четвертом выходе микроЭВМ 6 выдает н;1пряжение, соответствующее запомненному в начале код,у импульсной характеристики 1иии-н1. Поэтому на выхо/ге блока 8 вычитания получается разностное З11лче}1ие первой разностной импульспо характертютики. При этом мтнфоЭВМ (- ш,1|.1,ает па пятом выходе цифровой код, соответствую1чий требуемому значению коэффициента усиления разностного сигнала,.
Усиленное разностное З1 ачение поступает нг вход гппчроЭВМ 6, где осуществляется запоминание соответствующего ему ко,1,а. Ь ос:и;;5овательно изменяя коп, на -третьем выходе и напряжение на четвертом , микроЭВМ 6 запом 1нает всю первую реализацию первой разностноГ усиленной и. тульс- ноГ характе 1ист :ки. Далее процесс запоминания новторясггся для получения второй реализации 11ервой раз}юстной ус шенной импульсь.-;,:; характеристики. Таким образом, осутест ляется запоминание m реализаций, определяемое в зависимости CIT значе пгя коэффициента усиления L в ссотве-гствии с выражением
m
После этого ЦПУ 20 вычисляет и запоминает для ка:(догс; значения временной задержки зн;,чение первой разноство уси:1-г 1и-1ой 1-1МГ1ульсной характер11СТ1-п п в выражением
in j ..
of-O
гдейи,() - изменение отраженного сигнала в месте повреждения при воздействии дестабилизирующих факторов tj - к-е значение временной задержки.
Далее по комаь де микроЭВМ 6 источник 5 дестабилизирующего напряжения подает в линию напряжение, которое вызывает эффект нестабильности сопротивления в месте повреждения.
Затем микроэвм 6 производит запоминание с усреднением второй разностной усиленной импульсной характеристики. При этом все процессы аналогичны запоминанию первой разностной характеристики, с тем лишь отличием, что запоминание ведется в другую область памяти.
Далее микроЭВМ 6 вычисляет для каждого значения временной задержки разность между второй и первой разностными усиленными импульсными характеристиками. Расстояние 1 , до места повреждения определяется по минимальному значению временной задержки t. (фиг .5е) , при которой полученная разность превысит заданное значение (порог)
Ч -г .MUH
где V - скорость распространения электромагнитных волч в : 1И1 ии,
Полу-.енный результат (расстояние or места повреждения) по команде микроЭЫ; помещается в виде цифрового кода в блок 3 индикации, который отображает его в единицах длины.
Фо. ула изобретения
()37 О
одинаковым значениям временной задержки относительно момента зо1щи- рования, определении места повреждения по временной г адержке, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, дополнительно усиливают для каждой временной задержки первые
Q разностные значения напряжений между указанными запомненными значениями напряжения и з}{ачениями напряжения, приходящего с линии, при последующем зондировании запоминают
15 первые усиленные разностные значения напряжения и усредняют их по количеству выборок данной временной задержки, усиливают вторые разностные значеьшя между запомненными
20 значениями напряжения и приходяп{ими с линии после дестабилизирующего воздействия для каждой временной задержки, запоминают вторые усиленные разностные значе; ия и усредняют
5 их по количеству выборок данной временной задержки, вычитают из соот- ветствуюицчх по времени задержки первых усиленных разностных значений вторые, сравнивают последовательно
30 полученные разности с заданными значениями и при первом превышении разности заданного значения определяют соответствующую этой разности временную задержку, при которой определяют
-j искомое расстояние, а при отсутствии 1зазности, ирепьпиающей заданное значе- , песь 1ц1кл определения места повреждения повторяют.
дс 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в каждом последующем цикле изменения заданную для сравнения величину уменьшают.
50 А. Устройство для определения моста повреждения линий электропередачи и связи, содержащее блок синхронизации, генератор зондирующих импульсов, приемник, микроэвм, блок индикации,
ГС источник дестабилизирхплщего напряжения и фильтр, причем первый вьг-:од микроэвм подключен к входу источника дестабилизирующего напряжения, второй выход - К входу блока индикации, тррВш.1
Вб/к.2
Фиг. 2
фиг.
