Устройство для определения поврежденного участка электрической сети Советский патент 1982 года по МПК G01R31/08 

1

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано для обнаружения поврежденного участка в разветвленных распределительных кабельных сетях напряжением 6-20 кВ.

Известны устройства дляопределения поврежденного участка электрической сети, содержащие датчик тока, выпрямитель, реагирукхяий ор ган и индикатор D.

Однако эти устройства не обеспечивают безопасность обслуживающего персонала,- так как датчики тока включены непосредственно в цепи высокого напряжения, краме этого,крнструкция их очень громоздкая.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для определения поврежденного участка электрической сети. Это у;тройство содержит датчик тока, выполненный в виде быстронасыщающегося и ненасыщающегося трансформаторов тока.

каждый из которых подключен через выпрямитель к одной из обмоток реагирующего элемента. Первичной обмоткой обоих трансформаторов токг служит токопровод линии. В этом устройстве имеется индикатор срабатывания, который автоматически возвращается в первоначальное состояние 2 .

Недостатками этого устройства

10 являются низкая надежность электроснабжения потребителей и повышенная опасность для обслуживающего персонала при выявлении и определении поврежденного участка высоковольтной

15 электрической сети. Это происходит, с одной стороны, за счет того, что трансформаторы тока, выполняющие роль датчиков, вмонтированы непос-редственно в токоведущие цепи высо20кого напряжения, с другой - наличие дополнительных контактов подключения и возможного пробоя изоляции на вторичную обмотку трансформатора. 39 Кроме того, во-первых, индикатор ера батывания выполнен в виде механического указателя, который ненадежен в работе из-за воздействия внешней среды (коррозии, пыли), а это приводит к несрабатыванию его при повреждении на участке электрической сети; во-вторых, в известном устройстве реагирующий элемент срабатывает за счет разности амплитуд сигнала на насыщаемом и ненасыщаемом сердечниках трансформаторов, а это приводит к тому, что есть диапазон разности амплитудных сигналов, недостаточных для срабатывания реагирующего элемента, т.е. существует большая зона неуверенного срабатывания этого устройства. В итоге недостаточная достйверность информации о поврежденном участке электриче кой сети высокого напряжения и необходимость дополнительных проверок приводит к удлинению времени ликвидации нарушения электроснабжения в в соковольных цепях. Цель изобретения - повышение элек робезопасности обслз ивающего персонала и надежности срабатывания. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения поврежденного участка электрической се ти, содержащее датчик тока, соеди.ненный с первой диагональю выпрямителя, реагирующий элемент и индикато повреждения, введены пиковый трансформатор, диод, тиристор, причем в качестве реагирующего элемента приме нен кольцевой ферритовый сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса с четырьмя обмотками, а в качестве датчика тока применена рамочная антенна, причем первая диагональ выпря мителя соединена с первой обмоткой пикового трансформатора, первый выво второй обмотки которого соединен с анодом диода, катод которого соедине с первым выводом первой обмотки реагирующего элемента, второй вывод которого соединен с вторым выводом второй обмотки пикового трансформатора, первый вывод второй диагонаI ли выпрямителя соединен с анодом тиристора, катод которого соединен с первым выводом второй обмотки реагирую щего элемента,второй вывод которой соединен с вторым выводом второй диагонали выпрямителя, выводы третьей и четвертой обмоток соединены с соответ- , 4 ствующими клеммами для подключения индикатора повреждения, На фиг. 1 приведена принципиальмая схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит рамочную антенну 1, выпрямитель 2, первичную обмотку 3 пикового трансформатора k(выполненного на кольцевом ферритовом сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса), вторую обмотку 5 пикового трансформатора, диод 6, первую обмотку 7 реагирующего элемента 8 (выполненного на кольцевом ферритоеом сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса),вторую обмотку 9 реагирующего элемента 8, тиристор 10, третью П и четвертую 12 обмотки реагирующего элемента 8, индикатор повреждения 13, содержащий ге/ epaтop импульсов опроса 14, кнопки 15 и 16, регистратор состояния 17 и лампу 18. Устройство работает следующим образом. Магнитное поле вокруг токопроводной линии индуцирует в рамочной антенне 1 ЭДС, пропорциональную величине протекающего тока. К рамочной антенне 1 подключены выпрямитель 2 и обмотка 3 пикового трансформатора Л. Синусоидальный сигнал на пиковом трансформаторе 4 преобразуется в серию разнополярных импульсов малой длительности. Импульсы положительной полярности с вторичной обмотки 5 пикового трансформатора l через диод 6 поступают на обмотку 7 реагирующего элемента 8 и вызывает его перемагничивание в первоначальное состояние. В нормальном режиме работы электрической распределительной кабельной сети напряжением 6-20 кВ величина тока, протекающего по токопроводной линии, наводит в рамочной антенне 1 ЭДС недостаточную, чтобы открыть тиристор 10, подключенный к выпрямителю 2. По обмотке 9 реагирующего элемента 8 ток не протекает. При коротком замыкании в токопроводной линии наводимая ЭДС в рамочной антенне 1 создает ток короткого замыкания, который открывает тиристор о, и по обмотке 9 реагирующего элемента 8 протекает ток, создающий ма|- нитное поле в сердечнике, противополо)ное магнитному полю обмотки 7. По обмотке 9 протекает постоянный . ток, а на обмотку 7 поступает серия jjiMnynbcoB малой длительности. В момент поступления импульса происходит вычитание магнитных полей и суммарное их взаимодействие равно О (фиг.2). В межимпульсной паузе ток обмотки 9 намагничивает кольцевой ферритовый сердечник с прямоугольной петлей гистерезисй до состояния насыщения. При отыскании поврежденного, участка используется переносной индикатор повреждения 13| который подключается к кольцевому ферритовому сердечнику с прямоугольной петлей гистерезиса и определяет его состояние,т.е. если на данном участке было повреждение, то в индикаторе повреждения загорается сигнальная лампочка. По приезде оперативная бригада на подстанции подключает генератор импульсов опроса f к обмотке 12 регистрирующего элемента 8, а входные зажимы регистратора состояния 17 к об мотке 11 реагирующего элемента 8. Жеред подачей импульса опроса кнопкой 15 на реагирующий элемент 8 триг гер сбрасывается в исходное состояни кнопкой 16. Если в первичной сети протекал ток короткого замыкания, то при подале опрашивающего импульса на обмотке считывания 11 появляется импульс, который перебрасывает триггер в противоположное состояние, а это вызывает загорание сигнальной ла пы. После отделения поврежденного уча ка и восстановления напряжения в сети 6-20 1сВ ток по обмотке 9 кольцевого ферритового сердечника 8 с прямоугольной петлей гистерезиса не про текает, а на обмотку 7 данного серде ника поступает серия импульсов, кото рь1е вызывают перемагничивание его в первоначальное состояние. Использование в устройстве датчика тока; выполненного в виде рамочной антенны и установление ее вне высоковольтной токоведущей сети позв ляет: обеспечить безопасность обслуживающего персонала и повысить надеж ность электроснабжения потребителей. Кроме этого, рамочная антенна проще по конструкции и способу ее изготовления, а следовательно, конструкция устрбйства для определения поврежден ного участка электрической сети не громоздка и миниатюрна. Выполнение реагирующего элемента на ферритовом кольце с прямоугольной петлей гистерезиса с. обмотками, одна из которых через тиристор подключена к выпрямителю, другая через диод ко вторичной обмотке пикового трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выпрямителю, позволяет увеличить надежность срабатывания. Это достигается за счет исключения механических частей и высокой стабильности параметров кольцезых ферритовых сердечников к внешним воздействиям. Применение пикового трансформатора позволяет исключить зону неуверенного срабатывания предлагаемого устройства для определения поврежденного участка электрической сети высокого напря жения. Применение предлагаемого устройства позволяет получить достоверную информацию о поврежденном участке, а это сокращает время ликвидации повре кдений в высоковольтных электрических сетях. Формула изобретения - Устройство для определения поврежденного участка электрической сети, содержащее датчик тока, соединенный с первой диагональю выпрямителя, реагирующий элемент и индикатор повреждения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности срабатывания, электробезопасности обслуживающего персонала, в него введены пиковый трансформатор, диод, тиристор, причем в качестве реагирующего элемента применен кольцевой ферритовый сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса с четырьмя обмотками, а в качестве датчика тока применена рамочная антенна, причем первая диагональ выпрямителя соединена с первой обмоткой пикового трансформатора, первый вывод второй обмотки которого соединен с анодом диода, катод которого соединен с первым выводом первой обмотки реагирующего элемента, второй вывод которой соединен с вторым выводом второй обмотки пикового трансформатора, первый вывод второй диагонали выпрямителя соединен с анодом тиристора, катод которого соединен с первым выводом второй обмотки реагирующего элемента,второй вывод которой соединен с вторым выводом второй диагонали выпрямителя, выводы третьей и четвертой обмоток соединены с соответствующими клеммами для подключения индикатора повреждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР ff 250300, кл. G 01 R, 31/08, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР tf 230971, кл. G 01 Н, 31/08, 1976.