Устройство для определения расстояния до места повреждения кабельных линий электропередач Советский патент 1992 года по МПК G01R31/08 G01R31/11 

Изобретение относится к области электроэнергетики и контрольно-измерительной техники и может быть использовано при определении расстояния до места повреждения в кабельных линиях электропередач.

Основными дефектами кабельных линий электропередач являются обрывы и короткие замыкания.

Известно устройство для определения расстояния до места повреждения проводника в исследуемом кабеле, содержащее генератор импульсов, ограничитель, сумматор, фиксатор, блоки задержки и измеритель.

Недостатком такого устройства являются недостаточная помехоустойчивость, связанная с возможностью фиксирования импупьсов помехи поступающих в момент измерения интервала времени между началом фронта зондирующего импульса и началом фронта отраженного импульса.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для определения расстояния до места повреждения кабельных линий электропередач, содержащее генератор зондирующих импульсов блок измерения, фиксирующий блок делитель частоты, формирователь зондирующих импульсов, счетчик импульсов, клемму для подключения к объекту.

Недостатком этого устройства является возможность проникновения в счетчик последовательностей импульсов, отраженных от неоднородностей кабельной линии, что может вызвать ложное срабатывание блока измерения, что особенно характерно при неисправности типа заплывающий пробой.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор зондирующих сигналов, блок измерения фиксирующий блок, формирователь зондирующего сигнала, счетчик импульсов, причем выход генератора зондирующего

(Л

С

VI

ON

Ю ГО VI Ю

сигнала соединен с входом формирователя зондирующего сигнала, второй выход которого подключен к первому входу блока измерения, первый выход формирователя зондирующего сигнала соединен с объектом контроля и с входом фиксирующего блока, выход которого подключен к счетчику, введены ключ, амплитудный селектор и схема И. причем информационный вход ключа соединен с объектом контроля, управляющий вход ключа соединен с первым выходом счетчика, второй выход которого соединен с первым входом схемы И, выход ключа подключен к входу амплитудного селектора, выход которого соединен со вторым входом схемы И, выход которой подключен ко второму управляющему входу блока измерения.

На фиг. 1 приведена функциональная хема устройства; на фиг, 2 - схема форми- оователя зондирующего сигнала; на фиг. 3 - схема амплитудного селектора; на фиг. 4 - эпюры, объясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 зондирующих сигналов, блок 2 измерения, фик- сирующий блок 3, формирователь 4 зондирующих сигналов, счетчик 5. клемму 6 для подключения к объекту контроля; схему И 7, ключ 8, амплитудный селектор 9, причем выход генератора 1 зондирующих сигналов соединен с входом формирователя 4 зондирующих сигналов, первый выход которого соединен с клеммой 6 для подключения к объекту контроля, входом фиксирующего блока 3 и к информационному входу ключа 8, второй выход формирователя 4 зондирующих импульсов соединен с первым управляющим входом блока 2 измерения, выход фиксирующего блока 3 соединен со входом счетчика 5, первый выход которого подключен к управляющему входу ключа 8, второй выход счетчика 5 соединен с первым входом схемы И 7. выход ключа подключен к входу амплитудного селектора 9, выход которого соединен со вторым входом схемы И 7, выход которой подключен ко второму управляющему входу блока измерения.

Ключ 8 необходим для кратковременного подключения входа амплитудного селектора 9 к клемме 6 на короткое время и только в момент прохождения отраженной последовательности сигналов, что уменьшает вероятность показания на амплитудный селектор 9 сигналов помехи. Ключ 8 может быть выполнен на основе, например, диодной оптопары типа ЗОД 121А-1 и других 5.

Амплитудный селектор 9 (см. фиг. 3) содержит компаратор 11. на инверсном входе

которого применена запоминающая емкость С1 14. Диод VD2 13 предотвращает разряд емкости через выходные цепи предшествующих устройств, входное сопротивление компаратора велико. Значение емкости 14 выбирается так, чтобы за время пробега зондирующих сигналов до конца исправной линии и обратно разряд емкости 14 не превышал допустимого значения.

0 определяемого требованиями к точности измерения. Амплитудный селектор 9 предназначен для сравнения амплитуд пришедших на его вход сигналов и выдачи сигнала при вновь пришедшем значении амплитуды

5 большем, чем запомнившееся значение на емкости 14.

Формирователь 4 зондирующих импульсов содержит ключ аналоговый 15, триггер Шмидта 16 с логикой на входе, двоичный

0 счетчик 17, например ИЕ7 с предварительной установкой на входе и с выходом переполнения, RS-триггер 18, диод 19, формирователь по переднему фронту 20 (см. фиг. 2).

5Устройство работает следующим образом.

На вход формирователя 4 зондирующих сигналов с генератора 1 зондирующих сигналов подается сигнал синусоидальной

0 формы, ключ 15 закрыт, с выхода формирователя 4 зондирующих сигналов сигнал в исследуемую линию не поступает. По команде ПУСК RS-триггер 18 меняет свое состояние и открывает триггер Шмидта 16 и

5 ключ 15, сигнал начинает поступать в исследуемую линию, одновременно сигнал синусоидальной формы преобразуется в последовательность импульсов триггером Шмидта 16, двоичный счетчик 17отсчитыва0 ет установленное заранее количество импульсов и по окончании счета дает команду на RS-триггер 18, он возвращается в исходное состояние, ключ 15 аналоговый закрывается, подача сигнала в исследуемую

5 линию прекращается. Число периодов в зондирующем сигнале равно количеству импульсов, подсчитанных двоичным счетчиком 17.

На время посылки в исследуемую ка0 бельную линию зондирующего сигнала вход фиксирующего блока 3 находится в закрытом состоянии и только после посылки последнего периода зондирующего сигнала вход фиксирующего блока 3 готов к приему

5 отраженного сигнала от места повреждения (см.фиг. 4),

Фиксирующий блок 3 производит выделение сигналов, равных по амплитуде, т.е. осуществляет фиксацию сигнала отраженного от места повреждения по амплитуде.

Значение амплитуды первого пришедшего периода запоминается на время, равное периоду следования зондирующего сигнала и значение амплитуд последующих пришедших периодов сравнивается с запомнив- шимся значением, в случае равенства амплитуд с фиксирующего блока 3 импульсы поступают в счетчик 5 импульсов (см.фиг.

4).

Наряду с сигналами, отраженными от места повреждения, фиксирующий блок 3 может пропустить сигналы, отраженные от неоднородностей кабельной линии, отличающихся только меньшей амплитудой {см.фиг. 4).

Счетчик 5 подсчитывает количество импульсов, поступающих с выхода фиксирующего блока 3 и при подсчете определенного количества импульсов, например - 7 из 10, с выхода (3) старшего разряда счетчика 5 формируется сигнал, разрешающий прохождение сигналов через ключ 8, а также по переднему фронту последнего прошедшего через счетчик сигнала формирует импульс с выхода (И) переноса (переполнение), посту- лающий на первый вход схемы И (см.фиг. 2. фиг. 4).

Часть отраженных от места повреждения или неоднородностей сигналов, неизменных по амплитуде Um, поступает через ключ 6 на вход амплитудного селектора (см.фиг.3), в котором значение амплитуды пришедших сигналов сравнивается с запоминающимся ранее значением Uc, если новые значения амплитуд больше или равны запомнившемуся значению, то амплитудный селектор вырабатывает импульсы, частота следования которых равна частоте следования пришедших на его вход (в первоначальный момент на емкости с Uc 0, эти импульсы поступают на вход схемы И 7. В момент совпадения импульсов на первом, втором входах схемы И 7, на ее выходе формируется импульс, разрешающий запись информации с блока счета 2э в запоминаю- щее устройство 26.

Если значение амплитуд пришедшего сигнала на амплитудный селектор меньше запомнившегося значения Uc, то селектор 9 не срабатывает и схема И 7 не дает разре- шение на запись информации в запоминающее устройство 26.

Следовательно, с каждым прохождением отраженной последовательности сигналов с большими значениями амплитуд происходит запись (перезапись) информации с блока измерения 2а в запоминающее устройство, значение которого соответствует времени прошедшего с момента формирования импульса ПУСК до момента

прохождения последнего периода из отраженной последовательности сигнала с бопь- шими значениями амплитуд (см.фиг. 2, фиг. 4).

Таким образом введение в устройство ключа, амплитудного селектора и схемы И с соответствующим уменьшением функциональных связей позволяет существенно повысить точность отсчета информации о расстоянии до места повреждения кабельных линий, путем выделения полезного сигнала из отраженных от места повреждения и отнеоднородностей кабельной линии,при этом достигнутый уровень помехозащищенности в прототипе сохраняется, а применение синусоидального сигнала в качестве зондирующего позволяет уменьшить энергетические потери и искажения формы сигнала.

Формула изобретения

1.Устройство для определения расстояния до места повреждения кабельных линий электропередач, содержащее генератор зондирующих сигналов, формирователь зондирующих сигналов, блок измерения, фиксирующий блок, счетчик импульсов, клемму для подключения объекта контроля, соединенную с первым выходом формирователя зондирующих импульсов и со входом фиксирующего блока, выход которого соединен с входом счетчика, второй выход фор- мирователя зондирующих импульсов соединен с первым входом блока измерений, отличающееся тем. что. с целью повышения точности в устройство введены элемент И. ключ, амплитудный селектор, при этом выход генератора зондирующих сигналов непосредственно соединен с входом формирователя зондирующих импульсов, первый выход которого соединен с информационным входом ключа, управляющий вход которого соединен с первым выходом счетчика, второй выход которого соединен с первым входом элемента И выход ключа соединен с входом амплитудного селектора, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с вторым входом блока измерений.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что формирователь зондирующего импульса содержит аналоговый ключ, вход и первый выход которого соединены соответственно с входом и первым выходом формирователя зондирующих импульсов, триггер Шмидта с логикой на выходе, первый вход которого через диод соединен с входом аналогового ключа управляющий вход которого соединен с вторым входом триггера Шмидта с логикой на выходе и с прямым выходом RS-триггера, инверсный выход которого соединен с входом формирователя по переднему фронту, выход которого соединен с вторым выходом формирователя зондирующих импульсов, первый вход RS-триггера соединен с шиной Пуск, второй вход - с выходом двоичного счетчика, вход которого соединен с выходом триггера Шмидта с логикой на выходе.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что амплитудный селектор содержит два диода, аноды которых соединены с входом амплитудного селектора, катоды - с первым и вторым входом компаратора, второй вход которого через конденсатор соеди

нен с общей шиной, выход компаратора со- единен с выходом амплитудного селектора.

4.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что блок измерения содержит последовательно соединенные блок счета и блок памяти, управляющий вход которого соединен с вторым входом блока измерения, первый вход которого соединен с управляющим входом блока счета.

5.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что в качестве генератора зондирующего сигнала применен генератор синусоидального напряжения.

Использование: электроэнергетика и контрольно-измерительная техника. Сущность изобретения: в устройство, содержащее 1 генератор зондирующих сигналов (1), 1 блок измерения (2), 1 фиксирующий блок

Wt

Фиг. 1

17

Фиг. 2

Т

ФигЗ

лог

Р п

U U

V

И

Д ЛДД AJULCL Ш1

i/ ,/TT 7

24

25

л

I

п п п п:

j

Л1

о

л . М

П

4