Устройство для защиты линий связи Советский патент 1938 года по МПК H02H7/26 

в условиях района фидерная линия связи, обычно выполняемая железными проводами (в большинстве случаев диаметром в 4 мм), в некоторых случаях достигает длины в 40 «ж и более. Естественно, что в этих условиях возникает вопрос о проектировании так называемых высоковольтных фидеров.

Однако, для нормальной эксплоатации высоковольтных фидеров и для выполнения требований техники безопасности появляется необходимость в применении защитных устройств, которые реагировали бы на все виды повреждений (независимо от места повреждения).

Применяемые в настоящее время в технике сильных токов защитные устройства (плавкие предохранители, минимальные и максимальные автоматы) в условиях линий связи не могут быть применены без коренных изменений, ибо „линии передачи и районные фидера связи имеют свои специфические особенности.

В технике сильных токов применяются медные провода, передаваемая частота-низкая (50 герц), нагрузка

в больщинстве случаев сосредоточена на конце. В условиях линий связи провода железные, передается целая полоса звуковых частот, нагрузка распределяется вдоль фидера самым разнообразным образом.

В силу этого к защитным устройствам, которые должны быть установлены в районных фидерах связи, предъявляются особые требования.

Предлагаемое устройство для защиты линий связи имеет целью удовлетворять следующим требованиям:

1.Полностью предохранять от последствий всех видов повреждений.

2.Обеспечивать нормальную работу на возможно большей части не поврежденного участка фидера.

3.Давать возможность определять место повреждения.

4.Быть достаточно простым и недорогим.

Для ращения в общем виде вопроса о месте включения предлага.емого защитного устройства авторы вводят два новых понятия: 1) понятие о „глубине влияния короткого замыкания и 2) понятие о „глубине влияния обрыва проводов .

Под „глубиной влияния короткого замыкания авторы понимают минимальное расстояние от места короткого замыкания до места, где удвоенное входное сопротивление короткого замыкания при частоте настройки становится больше, чем входное сопротивление нормального режима для той же самой частоты.

Под „глубиной влияния обрыва проводов авторы понимают минимальное расстояние от места обрыва проводов до места, где удвоенное входное сопротивление при нормальном режиме становится больше, чем входное сопротивление при обрыве проводов.

Защитное устройство должно быть установлено на расстоянии „глубины влияния короткого замыкания и обрыва проводов от конца линии.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. На защищаемом фидере устанавливается фидерный выключатель, действующий от электромагнита Э. Цепь последнего проведена через контакты телефонного реле Р к двум источникам тока: к трансформатору Т., через выпрямитель В., и к батарее /7 через землю. Реле Р имеет обмотку напряжения, питаемую выпрямленным током звуковой частоты через меднозакисный выпрямитель В., от трансформатора напряжения Г.,, и обмотку тока, питаемую через такой же выпрямитель BI от трансформатора тока Т. Реле Р выполнено диференциальным и работает на замыкание контактов/и2. Контакт 7 реле Р служит для приключения одного конца обмотки электромагнита Э к 3eMjje. Другой конец обмотки электромагнита Э соединен со средней точкой линии связи.

На узле между землей и средней точкой линии связи включены последовательно источник /7 постоянного тока (аккумуляторная батарея) и реле Р. Последнее служит для включения (через посредство реле PI) сервомотора М, служащего для перемещения щетки Щ по ламелям Л коммутатора, служащего для переключения элементов батареи П.

Если при нормальном режиме ток через обмотки реле Р будет проходить так, что магнитные потоки, создаваемые им, будут равны по величине, но противоположны по знаку, то естественно, реле Р не сработает, и контакты 7 и 2 будут разомкнуты.

В случае возникновения короткого замыкания, находящегося от трансформаторов Т и на расстоянии, примерно, „глубины влияния короткого замыкания (или меньше), в реле Р поток, создаваемый обмоткой тока, возрастает, примерно, в 1,5 раза, а поток, создаваемый обмоткой напряичения, уменьшается в 1,5 раза. Если при этом суммарный поток будет достаточным для того, чтобы реле Р сработало, то его контакты / и 2 замкнутся и электромагнит Э выключит поврежденный участок фидера и включит эквивалентное ему сопротивление Z Таким образом не поврежденный участок фидера опять встанет в нормальный режим и до восстановления повреждения отпадет необходимость в выключении фидера полностью. Этот прибор особенно важен при случае обрыва, так как последний может быть не замечен во-время на узле, вследствие чего могут быть человеческие жертвы.

Если возникает короткое замыкание кратковременного характера, тогда, если реле Р сработает, цепь электромагнита Э замкнется на источник 5,, выпрямленного тока и на источник // постоянного тока. При коротком замыкании, вследствие того, что напряжение между проводами падает, выпрямленный ток от выпрямителя Sa будет недостаточным для того, чтобы электромагнит Э сработал.

Одновременно, если ток, идущий от батареи /7, не будет достаточнь1м для того, чтобы электромагнит Э сработал, то сработает реле P-|, предназначенное для пуска сервомотора Л4; последний начнет вращаться и щетка Щ будет перемещаться по ламелям v7 коммутатора, тем самым повышая напряжение на зажимах а, Ь.

Так как короткое замыкание имеет кратковременный характер, то, пока (путем перемещения щетки) напряжение на зажимах а, b достигнет величины, при которой электромагнит Э может сработать, повреждение устранится, фидер встанет в нормальный режим, и цепь электромагнита Э разомкнется.

При коротком же замыкании длительного характера, аналогично предыдущему, сервомотор будет вращаться, и щетки Щ дойдут до места, где напряжение между зажимами а, b будет достаточным для того, чтобы сработал электромагнит Э. Когда электромагнит Э сработает, выключится поврежденный участок фидера и включится эквивалентное ему сопротивление Z, .

При обрыве проводов могут иметь место три случая: 1) провод оборван, но земли не касается, 2) провод оборван и касается земли, 3) оборваны оба провода и оба касаются земли.

В первом случае, т. е. когда оборвавшийся провод земли не касается, на линии возрастает напряжение и уменьшается сила тока. Вследствие этого сработает реле Р и замкнет цепь электромагнита Э на два источника В и П постоянного тока. Сервомотор опять начнет вращаться, но так как напряжение между проводами на фидере будет повышено, то величина его будет вполне достаточной для того, чтобы электромагнит Э сработал прежде, чем щетка Щ дойдет до последней ламели. Когда электромагнит Э сработает, фидер встанет в нормальный режим, и цепь электромагнита разомкнется.

Пусть теперь имеет место второй случай, когда провод при обрыве касается земли. При этом, если даже реле Р сработает, постоянный ток, идущий от узла, через электромагнит Э не пройдет, а замкнется через заземленный провод фидера. С другой стороны ток, идущий от выпрямителя В.,, тоже будет недостаточным для того, чтобы электромагнит Э сработал вследствие того, что напряжение между проводами уменьшается. Поэтому в заземляющие провода необходимо включить реактивные катушки Д и ДР с большим сопротивлением для тока звуковой частоты. В этом случае, очевидно, ток звуковой частоты не замкнется через землю.

Следовательно, напряжение между проводами возрастет, и ток звуковой частоты, проходящий через первичную обмотку трансформатора тока Г,, уменьшится. Реле Р сработает и замкнет цепь электромагнита Э, и последний сработает от тока, идущего от выпрямителя 82Третий вид повреждения при обрыве проводов является самым неприятным, ибо если даже реле Р сработает, электромагнит Э не сможет сработать, так как ток, идущий от узла, замкнется через заземление провода, а ток от выпрямителя будет недостаточным для того, чтобы электромагнит Э сработал.

В этом случае авторы не видят другого пути защиты, кроме выключения целиком всего фидера.

Выключение фидера может быть осуществлено следующим образом. Вследствие того, что провода лежат на земле, реле Рм сработает от постоянного тока, идущего от узла. Сервомотор Ж начнет вращаться и, когда щетка Щ дойдет до определенной ламели, посредством специального приспособления выключается весь поврежденный фидер.

Надо отметить, что этот вид повреждения на практике встречается реже, и потому в этом случае не будет больщого ущерба, если поврежденный фидер придется выключить целиком.

Для получения сигнала параллельно с реле PJ можно включить звонок, который после замыкания цепи Р, т. е. при срабатывании реле Р, зазвонит и тем самым даст дежурному технику знать о случившемся повреждении.

Для определения места повреждения может быть через сопротивление R заземлена средняя точка эквивалентного сопротивления Z. После срабатывания реле Р при помощи сопротивления R может быть замкнута цепь постоянного тока и, судя по измерительному прибору и о силе тока в этой цепи, может быть определено местоположение сработавшего реле Р.

Сопротивление/ должно быть такой величины, чтобы начальное напряжение, приложенное к зажимам а, Ь, не

могло вызвать ток силы, достаточной для срабатывания реле Р.

Предмет изобретения.

1. Устройство для защиты линий связи с применением двухобмоточного реле, питаемаго через выпрямители от трансформаторов тока и напряжения, включенных в защищаемую линию, отличающееся тем, что, с целью достижения действия защиты при различных видах повреждений (короткое замыкание, обрыв провода, замыкание провода на землю), на узле между средней точкой линии и землей включены источник постоянного тока и реле Р., служащее для пуска

сервомотора М, назначенного для постепенного повышения напряжения этого источника тока после его включения, а выключающий электромагнит Э, расположенный в месте установки двухобмоточного реле Р, включен через вспомогательный контакт последнего между землей и средней точкой линии с тем, чтобы при тех видах повреждений, при которых электромагнит Э не придет в действие от выпрямленного тока, он приходил в действие с выдержкой времени от постоянного тока, поступающего с узла. 2. В устройстве по п- 1 применение реактивных катущек в цепях, заземляющих реле Pj и электромагнит Э. к авторскому свидетельству А. Г, Лордкипанидзе и Л. А. Мееровича № 52689

и:::.