Устройство для прожига кабеля Советский патент 1981 года по МПК G01R31/10 

параллельный автономный инвертор напряжения, управляемый задающим генератором, силового трансформатора, первичная обмотка которого включена в диагональ инвертора, а вторичная обмотка одним из выводов подклЕОчена к одиополупериодному выпрямителю, задающий генератор выполнен по схеме управляемого преобразователя аналогового сигнала в щиротно-импульсный, управляющий вход которого подключен последовательно к другому выводу вторичной обмотки силового трансформатора инвертора.

Применение управляемого широтно-импульсиого преобразователя и включение его управляющего входа последовательно со вторичной обмоткой силового трансформатора позволяет стабилизировать 7ОК прожига, исключить разрушение токопроводящего мостика от бросков тока и тем самым ускорить технологический процесс, повысить надежность работы элементов устройства и упростить его, исключив дополнительный регулировочный трансформатор.

На чертеже иредставлеиа электрическая схема устройства для прожига кабеля.

Устройство содержит автономный параллельный инвертор напряжения, выполненный по однофазной мостовой схеме. Два плеча моста содержат тиристоры / и , между 1,.оторыми включен блок коммутации тиристоров, состоящий из конденсаторов 3 и 4 и индуктивности 5 со средней точкой. Два других плеча содержат емiKOiCTK.ff и 7. Литание инвертора осуществляется от вьшрямителя 8, напряжение которого подводится к одной из диагоналей моста. В другую диагональ включена первичная обмотка силового трансформатора 9. Вторичная обмотка трансформатора 9 через однополуиериодный выпрямитель 10 подключена к аварийному кабелю, а ее противоположный вывод включен последовательно с входом широтно-импульсного преобразователя //. Ток уставки регулируется потенциометром 12. Два выхода широтно-имиульсногопреобразователя

подключены соответственно к тиристорам 1 и 2.

Широтно-импульсный преобразователь монсет быть выполнен по схеме управляемого мультивибратора с магнитными связями.

Широтпо-импульсный преобразователь поочередно подает управляющие импульсы на тиристоры 1 и 2. Когда открыт тиристор /, к первичной обмотке силового трансформатора 9 положено напряжение

(У,.:, :(/„-t/,.,(1)

где .и,г - напряжение на выходе выпрямителя 8; и с, - напряжение на емкости /.

Когда открыт тиристор 2, к первичной обмотке силового трансформатора 9 ирикладывается напряжение

и,..-и,,.

(2)

В установисшемся режиме изменение напряжения на емкостях 6 и 7 за период равно нулю. Из условия, что постоянная составляющая напряжения за период на обмотке С1 лового трансформатора 9 также равна нулю, следует

(t/r,-(y.J-T,-t/,,T2 0,

(3)

где TI - время открытого состояния тиристора /;

Т2 - время открытого состояния тиристора 2.

Из управления (3) получаем напряжение на емкости 7, равное

V и..:.

где Г TI -Ьт2

период выходного напряжения.

Напряжение на вторичиой обмотке трансформатора 9 раино

t/пых. Aipf/,,-/-:(4)

I

(5)

Ur.aii, - iCfpU,, j

где L/nbis,. - напряжение на выходе трансформатора 9, когда включен тиристор /;

, - напряжение на выходе трансформатора 9, когда включен тиристор 2; /Стр - коэффициент трансформации

трансформатора 9.

Изменением величин п и Т2 регулируется наиряжение на обмотке трансформатора 9.

Нагрузкой устройства является кабель с эквивалентной схемой замещения в виде емкости С„ и параллельно ей включенного резистора . В стадиях прожига постоянная врем-ени цепи нагрузки существенно превышает период выходного напряжения. Это позволяет считать, что напряжение на нагрузке приближенно равно максимальному напряжению на вторичной обмотке -траноформатора 9 в ту часть периода, когда включен тиристор 2 и открыт вентиль 10. Ток прожига в этом случае

и

Ьвых, /пр / (6)

Так как управляющий вход широтно-импульсного преобразователя включен после.„човатсльно с вторичной обмоткой трансформатора II нагрузкой, то среднее значение тока, протекающего через управляющий вход преобразователя, равно среднему значению тока прожига /упр-/прАлгоритм работы преобразователя запишем в виде (см пр/1 где Лпр - коэффициент усиления преобразователя;/см - ток уставки, задаваемый с помощью потенциометра 12. Из Быражений (5), (6) и (7) следует. что ЛпрПтр1-и KnpKifiU п Величину коэффициента усиления пресбразователя выбираем достаточно большой, чтобы удовлетворялось неравенство к прЛтр- ип Тогда в знаменателе выражения (8i МОЖНО пренебречь единицей по сравнению 0 вторым слагаемым, что приводит к выражениюпо-/смЭто говорит о том, что величина нагрузки Rn не влияет на ток прожига. 1аким образом, при постоянном значении тока уставки ток прожига остается стабилизированным. Работает устройство следующим образом. При протекании тока через дефектное место изоляции кабеля происходит выделение тепловой энергии и, вследствие этого, снижение величины переходного сопротивления. Уменьщение величины сопротивления приводит к увеличению тока прожига и тока через управляющий вход щиротноимпульсного преобразователя 11. Это приводит к изменению временных интервалов открытого состояния тиристоров TI и Т2, к перераспределению напряжений на емкостях 6 и 7и изменению напряжения на обмотках трансформатора 9. При увеличении тока прожига уменьщается время открытого состояния тгфистора /-ть что приводит к уменьщению наиряжеиия на емкости 7 и напряжению ка выходе устройства. Уменьщение напряжения на выходе приводит к уменьщению величины тока прожига, приближая его к иервоиачальному значению, равному току уставки /см, который задается потенциометром 12. Аналогично иротекает ироцесс при возрастании соиротивлеиия нагрузки. Увеличивается время Ть увеличивается выходное напряжение и ве.л11чина тока ирожига поднимается до заданного значения тока уставки. Быстродействующее автоматическое изменение временных интервалов током нагрузки приводит к стабилизации тока прожига. Таким образом, в устройстве для прожига кабеля, управляемого током нагрузки щиротно-импульсного преобразователя, повыщается экономичность процесса прожига за счет ускорения формирования токопроводящего мостика, надежность работы элементов устройства, безопасность технологического процесса за счет его автоматизации, снижается стоимость и габариты устройства за счет исключения регулировочного трансформатора, уменьщается влияние квалификации обслуживающего персонала и сокращается ущерб от аварийного недоотпуска электроэнергии потребителям. Формула изобретения Устройство для прожига кабеля, состояи ее из выирямительного моста, к выходу которого подключен параллельный автономный инвертор напрял ения, управляемый задающим генератором, силового трансформатора, первичная обмотка которого включена в диагональ инвертора, а вторично. обмотка одним из выводов подключена к однополуиериодиому выирямителю, о т л ичающееся тем, что, с целью ускорения технологического ироцесса ирожига и иовыщеиия надежности работы устройства, задающий геиоратор выполнен по с.хеме управляемого преобразователя аналогового сигнала в щиротно-имиульсный, уиравляющий вход которого подключен последовательно к другому выводу вторичной обмотки силового трансформатора. Источники информации, прииятые во внимание прп экспертизе: 1.Журнал «Промыщленная энергетика, Л 10, 1971, с. 18-20. 2.Авторское свидетельство СССР Л 661431, G 01 R 31/10, 22.04.77 (прототип).

0-

И

v M/gf- /220