Способ определения мест замыкания на оболочку при пробое в кабельных линиях Советский патент 1992 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к специальным измерениям по обнаружению мест замыкания на оболочку при. пробое в кабельных линиях и может быть использовано в электроэнергетике при эксплуатации кабельных сетей систем электроснабжения - в ремон- тно-эксплуатационных службах предприятий.

Целью изобретения является упрощение реализации и повышение точности определения мест замыкания на оболочку при пробое в кабельной линии.

Цель достигается тем, что на неповрежденную жилу и оболочку кабеля воздействуют относительно поврежденной жилы пульсирующими полуволнами тока одинако- кой полярности/сдвинутыми на 180°, воз- буждают в оболочке два направленных встречно к месту повреждения пульсирующих магнитных потока, взаимно противоположных по знаку, каждый из которых фиксируют магнитоиндукционным приемником по максимуму магнитной индукции одного направления на участке от начала кабеля до места повреждения и максимуму индукции противоположного направления на участке от места повреждения до конца кабеля, а место повреждения фиксируют в точке изменения направлений магнитной индукции по минимуму сигнала обеих, полярностей над трассой кабеля.

На чертеже изображена схема подключения дефектного кабеля к источнику пере- менного тока, реализующая способ, показано распределение токов при определении места замыкания на оболочку.

Устройство, реализующее указанный способ, состоит из источника 1 переменного

х1

ЧЭ СО СЛ

N о

ND

тока, поврежденной жилы 2 кабеля, диодов 3,4, перемычки 5, оболочки 6 кабеля, неповрежденной жилы 7. При этом выходная обмотка источника 1 переменного тока первым выводом подключена к аноду диода 3, вторым выводом - к аноду диода 4, а средним выводом - к поврежденной жиле 2 кабеля, катод диода 3 подключен к неповрежденной жиле 7, катод диода 4 подключен к оболочке 6 кабеля, неповрежденная жила 7 объединена на противоположном конце кабеля с оболочкой 6 через перемычку 5.

Измерения проводят следующим образом.

При подаче напряжения от источника 1 переменного тока по жилам 2,7 и оболочке 6 протекают однополярные пульсирующие токи h и 2. Направление протекания токов h и 12 обозначено на чертеже стрелками. Ниже на графике условно обозначен вид пульсаций токов И 1П и 12 12п.

Пульсирующий ток И протекает с вывода источника 1 через промежуток анод-кгэ- тод диода 4 по оболочке 6 кабеля до места повреждения, через место повреждения (обозначено ) и поврежденную жилу 2 на средний вывод обмотки трансформатора.

Пульсирующий ток h со сдвигом на 180° протекает с вывода источника 1 через про- межуток анод-катод диода 3, неповрежденную жилу 7, перемычку 5, по оболочке 6 с конца кабеля до места повреждения, далее через место повреждения (обозначено У$ ) на поврежденную жилу 2 и средний вывод обмотки источника 1.

Таким образом, однополярные пульсирующие токи И, 2, сдвинутые на 180°, протекая по. оболочке 6 кабеля, возбуждают в оболочке два направленных встречно к ме- сту повреждения пульсирующих магнитных потока, взаимно противоположных по знаку, каждое из которых при прохождении над трассой фиксируется магнитоиндукцион- ным приемником по максимуму магнитной индукции над трассой кабеля от начала кабеля до места повреждения, с затуханием сигнала над местом повреждения и увеличением сигнала противоположной полярности за местом повреждения.

Существенным преимуществном данного способа является то, что протекающие по оболочкам и направленные встречно к месту повреждения токи И и 2 хотя и создают токи растекания, но их влияние весьма незначительно. Индукция магнитного поля над кабелем, создаваемая током возбуждения, протекающим по оболочке, по абсолютной величине значительно больше, чем индукция каждой нити растекающегося тока, стягивающегося к оболочке кабеля. Соответственно полезный сигнал над кабелем значительно больше, что повышает точность определения. Токи возбуждения h и 2 сдвинуты на 180° - соответственно магнитные потоки направлены взаимно встречно и индукция поля над кабелем до и за местом повреждения имеет противоположные знаки В+ и В. Смена знаков индукции происходит над местом повреждения. Индукция В и В над местом повреждения спадает до минимума. Показания индикаторного прибора магнитоприемникз имеют максимальное отклонение в одну сторону по шкале при движении по трассе до места повреждения. Над местом повреждения показания прибора уменьшаются до нуля. За местом повреждения показания прибора магнитоприемника увеличиваются до максимума в противоположную сторону.

Возбуждение кабельной линии предложенным способом, пульсирующими полуволнами по определенной схеме, дает отличие еще и в том, что в спектре импульсной последовательности данного типа, разложенной в ряд Фурье, имеется постоянная составляющая импульсного возбуждения, создающая магнитное поле над кабелем, а составляющие первой и последующих 3,5,7.9 гармоник отсутствуют, а четные 2,4,6 и т.д. гармоник в несколько раз ослаблены. Это очень существенный фактор, так как эти составляющие и создают переменное поле излучения (мешающее поле - поле помех) в так называемой ближней зоне. Особенно вредно влияние поля излучения с ближней зоны в известных способах возбуждения кабельных линий токами повышенной частоты (когда сигнал от токов растекания и над трассой кабеля слышны повсюду, что не позволяет селектировать место повреждения).

Данный способ исключает недостатки известных.

Способ позволяет в качестве источника переменного тока использовать промышленную сеть 50 Гц, что существен но упрощает его применение. Исключает необходимость применения генератора повышенной частоты.

Использование напряжения сети 50 Гц для возбуждения делает возможным без каких-либо трудностей увеличить токи возбуждения, повышать рабочие индукции, что позволяет упростить магнитоприемник и улучшить селекцию полезного сигнала.

Формула изобретения

Способ определения мест замыкания на оболочку при пробое в кабельных линиях по авт.св. № 1597797, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения определения мест замыкания на

оболочку при пробое и кабельной линии, на неповрежденную жилу и оболочку кабеля, замкнутые на конце кабельной линии, и на поврежденную жилу и оболочку кабеля в начале кабельной линии, воздействуют поочередно, через полпериода сетевой последовательности пульсирующими полуволнами тока одинаковой полярности, и возбуждают в оболочке кабеля два направленных встречно к месту повреждения пульсирующих магнитных потока, взаимно противоположных по знаку, каждое из которых фиксируют магнитоиндукци- онным приемником по максимуму магнитной индукции одного направления на участке от начала кабеля до места повреждения, и максимуму индукции противоположного направления на участке от места повреждения до конца кабеля, а место повреждения фиксируют в точке изменения направлений магнитной индукции по минимуму сигнала обеих полярностей над трассой кабеля.

Изобретение может быть использовано в электроэнергетике при эксплуатации кабельных сетей систем электроснабжения - ремонтно-эксплуатационных службах предприятий. Цель изобретения - повышение точности и упрощение определения мест замыкания на оболочку при пробое в кабельной линии. В способе определения мест повреждения на оболочку на неповрежденную жилу и оболочку кабеля воздействуют пульсирующими полуволнами тока одинаковой полярности, возбуждают в оболочке два встречных магнитных потока/каждый из которых фиксируется магнй- тоиндукционным приемником, а место повреждения фиксируют в точке изменения направления магнитной индукции по минимуму сигнала обеих полярностей над трассой кабеля. 1 ил.