Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения места повреждения на линиях электропередачи и связи. Способ определения места повреждения линии электропередачи и связи основан на многократном зондировании линии импульсами напряжения и приеме отраженных импульсов, запоминании значений напряжений с линии для каждого значения временной задержки, воздействии на изоляцию линии дестабилизирующим фактором, вычитании значений напряжений импульсов с линии, соответствующих одинаковым значениям временной задержки относительно момента зондирования и определении места повреждения по временной задержке. Дополнительно усиливают для каждой временной задержки первые разностные значения напряжений между указанными заполненными значениями напряжений и значениями напряжения, приходящего с линии. При последующем зондировании запоминают первые усиленные разностные значения напряжения, усиливают вторые разностные значения между заполненными значениями напряжения и приходящими с линии после дестабилизирующего воздействия для каждой временной задержки, запоминают вторые усиленные разностные значения, вычитают из соответствующих по временной задержке первых усиленных разностных значений вторые, сравнивают последовательно полученные разности с заданным значением и при первом превышении разностью заданного значения определяют соответствующую этой разности временную задержку, по которой определяют искомое расстояние, а при отсутствии разности, превышающей заданное значение, весь цикл определения места повреждения повторяют. Устройство для реализации данного способа содержит генератор 1 зондирующих импульсов, блок 2 синхронизации, блок 3 индикации, фильтр 4, источник 5 дестабилизирующего напряжения, микроЭВМ 6, приемник 7, блок 8 вычитания и усилитель 9. 2 с. 2 з.п. ф-лы 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU 531037 (51) 4 С 01 Р 31/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4302218/24-21 (22) 07.09.87 (46) 23.12.89. Бюл. Н 47 (72) Н.A.Òàðàñîâ и Л.И.Брауде (53) 621.317.333.4 (088.8} (56) Авторское свидетельство СССР

У 1219988, кл. (01 R 31/11, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Г" 1177777, кл. С 01 R 31/11, 1985.

2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Ill .СТА ПОВРЕ ЯЕНИЯ Л1ШИ!, ЭЛЕКТРОПЕI ЕЛА {И

СВЯЗИ И УСТРОЙСТВО ЛЛЯ Е10 ОСУГИ:СТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к .электротехнике и может быть использовано для спределения места поврежления на линиях электропередачи н связи.

3 15 31037 4

Способ определения места повреж;«ения линии электропереда ти и сттяли ocltnван нл многократном 1«ондированитл линии импульсами напряжения и приема отраженных импульссв, з»по:ншлш.li значений напряжений с линии,:.«я каждого значения временной -л:tap:!;1;», воздействии Hp иэоляц но .лт. «ит. деc Т»билизирующим факторог«, вы>«итл«1««я зилчентп« напряжештй им1«улт.со«3 с лшши, соответствуют»их одинлкэвьгt значениям временной задержки относительно моМЕНта ЗОНДИРСВЛН«1 1 И OHPCHC гЕШ«1 ".ICC та повреждения по врет«ен «oй»;li,ер,к:,е.

Дополнительно усиливают длп кл:-",,«ой временной задержк;1 иерч ьч р зностнь1е значения напряже«пп1 между ут. лз » нш 1;. . запомненными знлчениям«I 1>лппяжс!I»bl значениями напряжения, приходящего с линии. При после,«у«ощем зо««дтьровл— нии запомина1от пергзые уclf;Icltl

Изобретение относится к » ««итро†технике и может быть исис I.зов»но для определения места повреждения на линиях электропередлчи t . с «яэи.

Цель изобретения — рлгшир »Ilc аб— ласти применения путе. 1 тн «яв.тс «п« «то« реждений с большим перехот;1«ыг с«противлением на линняг: с сущестттеншсми неоднородностями или большои «1.отяженности.

На фиг, 1 предстаг««ена о.то«,-сг«мл устройства; на 6иг.? -ч — c Tpóê T.iðttbtc схемы блок» синхронизации, ь«икрс>ЭБ11 и приемник» соответственно; ll» «1,иг.5— временные диаграммы.

Способ определения г«ест» повреждения (OIK) линии электропередл «и и связи основан на многократном зондировании линии импульсами напряжения и приеме отраженных импульсов, запоминании значений напряжений с линии для каждого зла «ения временной задержки, воздействии нл изоляцию линии дестлбилизиру«ощим флктором, вычитании значений напряжений импульсов с линчи, соответствуюцих одинаковым зпачениям временной элдержки относительно момс нта зондироз»ния и определении места повреждения по временной задержке. Дополните,и но усилиВаЮт Д3«Я К»жДОй ВРС.".. ЕННОй З„,«ЕР«ят И и приходящими с линии после дестабилизирующего воздействия для каждой ттре tellf lot! задержки, запоминают вторые

5 усиленные разностные значения вычи> тл«о. из соответствующих по временной з,;., 1>ж:v первых усилеш«ых разностных

-311» «ен««й вторые, срлвнивл«от последо13»т -.«ьно t! 03«y lettltbte рлзности с заданным э «,I Iåttèå! I и при первом превьш«енин 1>»»ног тью эс«данного значения о!1редсляют соответc TBóþLitóþ этой раз— по: t H 1«ременну«с 3»держку по которой опрецел -:«от искомое р.Ice Tn>t ttие, а при отс.у; стви 1 разнос гtt, «тров«1«зл«ошей злт«шпее ". f»÷c!lèå, I«oct> икл от«ределеIIItIt ме тл lloltpåæтенl!я пс нт 11 лют. ус гройстт3о для реллизлции "Iл шого способ» содержи г геттератор 1 зондируггг«и-:: импульсов, б.ток . синхронизации

6:«ок 3 инд«п«ции, ст«и«11 тр -i источник зг;Inc глбт«лизиру«опего нлг ряжения мик> роЭ121 б > приемник 7, б.to!t 8 вычитания

УСИЛИТЕЛЬ 9. г С., ? З Н. фд«1

> рг э It I. рныс. раз .«ости««е зт«с«чсния напряжении .".«ежду у.«»элины..ш запомненными з««лч синями напряжен«лй и знлчениями напряжения, прт«ходящего с лин«ш.

При пос:.ет«у«ощсм зондировлнии злпоt .IIII»It3г аер«31«с> усилен««ые раз постные знл «ения напряжет«ил, уст«ттивл«от вторыс= рлэ постные зла«ения между запомне««нымт«знлче«п ями «епряжения и г1рттходтн1«им««с линии после;те с табилиэирующсго воздейств««я для каждой временной задержки, запоминают вторьте уclгл Ifttbtc разнос» ныс знлчеш«я, 13« I

При этом усилен«ге соответствующих

ПО ВРЕМЕННОЙ З»ЧЕРжКЕ П>1 ВЫХ И ВтО55 рых разностных значений нлгтряжений осуществт яют в о„-«ив»ко.soe число раз.

Крогле того, при ус 1лении первых и втoPbl л 11 ч !31«oГ т!!I t - .т lt »>t«тн1111 гтапР Я

1531037 жений осуществляют их усреднение

1 которое выбирается одинаковым для одинаковых значений временной эадержки. В каждом последующем цикле заданное значение для сравнения уменьшают.

В качестве дестабилизирующего фактора может быть использовано электромагнитное, тепловое, механическое воздействие или воздействие ультразвуком.

Характеристика линии, имеющей такие естественные неоднородности как ответвление и муфту дана на фиг.5а. Отраженный от повреждения сигнал суммируется с отражением от муфты. Если повреждение имеет большее переходное сопротивление, то указанная ситуация крайне сложна для определения места повреждения.!

30

Импульсная характеристика линии, запомненная во время воздействия на линию дестабилизирующего напряжения, приведена на фиг.5б. Так как

25 отраженный от повреждения сигнал имеет очень малую амплитуду, то его незначительное изменение под действием дестабилизирующего напряжения вызывает крайне слабое изменение импульсной характеристики линии.

Обнаружить такое незначительное различие по разности импульсной характеристике линии (фиг.5в) зачастую не удается. На фиг .5г для предлагае- 35 мого способа приведена первая усиленная разностная импульсная характеристика между запомненной в памяти и входной импульсной характеристикой до воздействия дестабилизирующего напряжения. Ненулевые значения этой импульсной характеристики обусловлены неидеальностью запоминания и шумом. На фиг.5д изображена для предлагаемого способа вторая усиленная 45 разностная импульсная характеристика между запомненной в памяти и входной во время воздействия дестабилизирующего напряжения. Разность импульсных характеристик (Фиг.5г, д) при- 50 ведена на фиг.5е. Здесь имеет место лишь один всплеск, обусловленный флюктуацией отраженного от места повреждения сигнала. Этот всплеск вследствие осуществленного усиления имеет 55 значительную амплитуду, которую легко зафиксировать при ОМП. Расстояние до места повреждения определяется по времени задержки

Устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов, блок 2 синхронизации, блок 3 индикации, фильтр 4, источник 5 дестабилизирующего напряжения, микроЭВМ 6, приемник 7, блок

8 вычитания и усилитель 9.

Вход генератора 1 зондирующих импульсов подключен к первому выходу блока 2 синхронизации, а выход — к первому входу/выходу фильтра 4 и второму входу приемника 7. Второй выход блока 2 синхронизации подключен к первому входу приемника 7. Вход блока

2 синхронизации подключен к третьему выходу микроЭВМ 6.Вход блока 3 индикации подключен к второму входу микроЭВМ 6. Второй вход-выход фильтра 4 подключен к клемме для подключения исследуемой линии и выходу источника

5 дестабилизирующего напряжения, вход которого подключен к первому выходу микроЭВМ 6. Выход приемника 7 подключен к вторрму входу блока 8 вычитания, первый вход которого подключен к четвертому выходу микроЭВМ 6. Выход блока 8 вычитания подключен к второму входу усилителя 9 с управляемым усилением, первый вход которого подключен к пятому выходу микроЭВМ 6, а выход — к входу микроЭВМ 6. !

Блок 2 синхронизации выполнен в соответствии со структурной схемой (фиг.2) и состоит иэ тактового генератора 10, выход которого подключен к входу генератора 11 линейно-изменяющегося напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора 12. Второй вход компаратора 12 подключен к выходу цифроаналогового преобразователя 13. При этом первым выходом блока " синхронизации является выход тактового генератора 10 вторым выходом — выход компаратора

12, а входом — вход цифроаналогового преобразователя 13, Структурная схема микроЭВМ (Фиг.3) состоит из цифроаналоговых преобразователей 14 и !5 (ЦАП1 и ЦаП2), при этом выход ЦАП!4 является первым выходом микроЭВМ 6, а выход ЦАП!5 является четвертым выходом микроЭВМ

6. В состав микроЭВМ входят также блоки 16-18 ввода-вывода (УВВ1, УВВ2 и УВВЗ), выходы которых являются соответственно вторым, третьим и пятым выходами микроЭВМ 6. Вход аналого-цифрового преобразователя

19 (АЦП) является входом микроЭВМ 6.

7 15311!3 7 8

r!è(м

50 рджением

Все блоки микроЭВМ, в том числе и центральное процессорное устройства

20 (ЦПУ), постоянное эапаминд!ощее устройство 21 (ПЗУ), оперативное запоминающее ус(ройстга 2? (ОЭУ), соединены межцу собой с памош .;о стандартного интерф(-.йса типа n,1(å÷ шшгы

23, вкл(очающего в с;.бя трп группы проводников: шину 0;Ipecд, ш!!.(; данных и шину управле.п{я.

Приемник 7 ((!»It . 4) состnlr; импульсного моду,-(ятард 2л, и(!р!(ы(! вход KQTopoi 0 я(3.({яс(тся ItepUttм Ii 0 дом приемника 7, а (зтара;"! вход вторым вхадо» пр It!(If«cz 7, и рд. Кп(рителя 25, выход «о г 3р(3га 5.I ляс.тс(! выходом прие!(ника 7 .

Устройство рдбс тает сз,еду(ого(;! образом.

Блок 2 синхро({издции зд(ускдет генератор 1 золдиру(вших !!мпуль ав, импульсы кОтОр01 О, ч(.peç фил(> p псэступают в исслед "-мую -пшию. (!pi. том в начале измерен (й ito коман", 0 ."Я{I.,— роЭВИ 6 источкш(э,(сстдбпзп!зир;ющегA напряжения не выдан г чд л!шию напряжения, на первом входе блэ.(д 8 !3(,п!11тания устана!зл(!5(д(зтся нулевое ltдпряжение. коэффиц({е!! ус(!леш(я успп(топя

9 с управляемым ус,{леH(fем устанавли-вается с помошь!о макроЭВМ 6 рдвпы единице. OTpz>«etttt».е импульсы с .-(ини ( через фильтр ч поступ(пот нд н-,сра вход приемки«д 7. 11д пер!3ь(1! !3«0;! приемника 7 с втс рогc выход» бла«д

2 синхронизации itocT,ïают импульсы, разреша(ощие выборку мгкo elt(tn».0 t{rraчения напряжения Oтрджен!(ь(.. и!((,-льсов с линии.

Временной с (в!и и(!пу;!.(,сов р;.(зрс:!!(ения относительно .rot!(.t{Ta зондирл! д— ния линии зд (дется ((икр(33В 1 6 !Осред-ством устанаг(к((цифра!{Ого кодс !!д первом входе бла«д 2 синхрониздшш. Величина этого када апределяс{т уровень напряжения на второ(и входе компаратора 12, д поэтому прямо пропорциональна расстоянию до "пг!Осм(зтриваемой" та !K!{ лик;fit, В приемнике 7 в! (брднпые !fr !(Опен— ные значения напряжения рдс(ся(ряются па дл!(тельпост!{ ло зели.-(ппы 0 feнее времени преоб-,здзовдния ндп(-Я;(ения в кад АЦп 19. t,÷ctftttpåí({tle !г(пульсы ндпряжени: наступа!от без изменения (з(!!ь!(!!т i!i i чеpe блок 8 ьь(читания и усил!!3 "-.!ь 9 с. уi:pttt{vlte tl м усилением !(д 13:. »; !1!1П 1 П «t.: иность амплитуды обусловлена нулевым напряже!гнем »а первом входе блока 8 выч(.тания и цифровым кодом на перлом вхоце уси,п(теля 9, обеспечивающим eqttt(II«rt{ttf коэфсягц!г(нт усиления. 1икраЭВМ 6 осушествляет преобра.!о!(ание амплитудь(пос;тупающих на ее в".с(д (!и!(ульсов в ц!(фровой кад и за1О (((! пи(Он!(е еl 0:! Опр(оп -re((It(tx ячейках (".У? ? „Тдк, .Iecsre;!,nr{дтельно изменяя

«О нд своем третьс it 13(I«one., микроЭВМ .!дп(з!(!и!дет в(и IftfrryJi1 сную хдракгс:р!(Ст;п,у лип;и! при единичном усиле, (llи при1{иь{аем! Iх сиr ндл(сзтз

Затем микроЭВМ 6 начинает запоми((дни» в;rpyi yt оо:!аст(ОЭ . 22 первой (эаз ((с сткой усппеп!(ой импульсной хаt3(1t(T Opt Ic (r{r(tf „j !JI5(этОГO q как и преж де, ОсущеcTIÇJI5 (!ся изменеHHP кодл

20 нд греTI ем !зыхаде микроЭВМ 6. Однако

ДЛЯ КДЖДОГО зла t(t(È5(ЭГО(О КОДД НД ! е!вертом выходе микроЭВ 1 6 выдает

r(;!5tp5rw(eItIfe, ссо -13e Tcтву(още» запомненна.".Iу и нд 13JI! 3>(eper(tf f ко!(y импульс (ой хдрактерпгт,t«l; пинии. Поэтому па выходе блока 8 вы (;ITдпия получается рд.3((остнае значение первой рдзнастной импульсной хара«те3((сти«и. При этом пп:p03!3N 6 ({!(плот нд пятом выходе цифровой кад, cOoTR(- тствук!г!!{It требуемому !(Качению коэффициента усиления раз(:остпаго с(;гнала. с({{!еп(!00 раз!!с!с ((!Ое экд !ение

35 эсуцествляетс:1 ",í tt(tta!Ir(e соответст-!

3у(ог(е! 0 ему !.,-дд . 110cJI(;tît3ëòåfiüíî измс няя кац нд "рс т(,ем (з Ixofte и напря;кение пд четвертetf выходе, микроЭВМ

6 зги(о tlf(IQeT вс(о (teр. ót(J рс.длизацию первой разнос-знай уct(JI(и((с!й импульспэй;::{рд«Tepr .Oт:.к!!.,",Ялее проце c здпоминдги(я IIG Tepÿ(гcя для получения

t3! 0ðoé реал((залп:.! (с.рвай раз!{О сткой

QctIJIeItI{oIr импуль(!.(t характеристики.

Таким образа" t ас:IL(гт: (5(eтся запоминание гп реализаций, с(пределяемое в .зависимости с т з(,! t(!»(51 «оэсзфпциента усиления L в cc.. тt. гс гв!{и с выраже!

10сле гог(i 1П!У 2О вычисляет и з;!па(вша(.т д;!я «д:(дог:; значения вре*(еннай задeрж,и с р(лн(.с зн: чен(ге первой раз постной у(:. i,"It !(01! !!мпул снай характер!!Стихи в (с «; !3: с.г!зи!. вы5:) 1 ) 3 7 !0 одинаковым значениям временной задержки относительно момента зондирования, определении места повреж5 дения по временной задержке о т

Ф л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения, дополнительно усиливают для каждой временной задержки первые раэностные значения напряжений межру указанными запомненными значениями напряжения и значениями напряжения, приходящего с линии, при последующем зондировании запоминают первь1е усиленные разностные значения напряжения и усредняют их по количеству выборок данной временной задержки, усиливают вторые раэностные значения между залом 1енными

20 значениями напряжения и приходящими с линии после дестабилизирующего воздействия для каждой временной задержки, эапоминан1т вторые усиленные раэностные значе1гня и усредняют

25 их по количеству выборок данной временной задержки, вычитают из соответствующих по времени задержки первых усиленных разностных значений

nU (t;e ) я 1

+dT) °

aU (t „+ те повреждения при воздействии дестабилизирующих факторов; к-е значение временной задержки.

Далее по команде микроЭВМ 6 исто .— ник 5 дестабилизирующего нагряжения подает в линию напряжение, которое вызывает эффект нестабильности сопро тивления в месте повреждения.

Затем микроЭВМ 6 производит запоминание с усреднением второй разностной усиленной импульсной характеристики. При этом все процессы аналогичны запоминанию первой разностной характеристики, с тем лишь отличием, что запоминание ведется в другую область памяти.

Далее микроЭВМ 6 вычи"ляет для каждого значения временной задержки разность между второй и первой раэностными усиленными импульсными характеристиками. Расстояние ) до месх та повреждения определяется по минимальному значению временной задержки

„ „(фиг.5е), при которой полученная разность превысит эада11ное значение (порог) 1

1 = --- V

Э мин

nдеап,„(t> „+dT) — изменение отраженíî-о сигнала в месгде Ч вЂ” скорость распространения электромагнитных воли в илии.

Полу-.енный результат (расстояние от места повреждения) по команде ьп.кроЭВМ помещается в виде цифрового кода в блок 3 индикации, который отображает его в единицах длины.

Ф u " ч л а и з о б р е т е н и я вторые, сравнивают последовательно

3р полученные разности с заданными знах1ЕНИЯМЬ1 И ПРИ ПЕРВОМ ПРЕВЬШ1ЕНИИ Раэности aaqannoro значения определяют соответствуюг(ую этой разности временную задержку, при которой определяют искомое расстояние, а при отсутствии раэнс сти, превышающей заданное «naweние, vec1 цикл определения и".сТа повреждения повторяют.

2. Способ по п.1, о т л и ч а

4О ю щ ч и с я тем что усиление сооТ ветст.. †.ующих по временной задержке первь . и втсрых разностных значений напряжений осушествляют в одинаковое число раз.

45 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в каждом последующем цикле изменения заданную для сравнения величину уменьшают.

1. С „.соб определения места поввеждения линш. электро-1ередачи и свя 1 -скованный на многократном .-.ондиречании линии импульсами напряжения, приеме отраженных импульсов, запоминании значений напряжения с линии дпя каждого значения временной задержки, воздействии на изоляцию линии дестабилизирующим фактором, вычитании эначеш1й напряжений импульсов с ли1ши, соответствующих

5р 4. Устройство для определения места повреждения линий электропереIlan11 и связи, содержащее блок синхронизации, генератор зондирующих импульсов, приемник, микроЭВМ, блок индикаш1и, 55 источник дестабилизирующего напряжения и фильтр, причем первый вьг од микроЭВГ1 подключен к входу исто 111ика дестабилизирующего напряжения, втор и выход — к входу блока индикашп1, тров

)(15 тий выход - к входу блока синхронизации, первый выход. блока синхронизации подключен к входу генератора зондирующих импульсов, первый вход приемника подключен к выходу генератора зондирующих импульсов и первому входу-выходу фильтра, выход источника дестабилизирующего напряжения подключен к второму входу-выходу фильтра и клемме для подключения исследуемой линии, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, оно дополнительно

31037 l2 снабжено блоками вычитания и усилителя с управляемым усилением, причем первый вход блока вычитания подключен к четвертому выходу микроЭВИ, 5 а второй вход — к выходу приемника, первый вход усилителя с управляемым усилением подключен к пятому выходу микроЭВМ, а второй вход — к выходу блока вычитания, выход усилителя с управляемым усилением подключен к входу микроЭВИ, второй выход блока синхронизации подключен к второму входу приемника.

1531037 о

ПО

Составитель В.Драчев

Редактор H.Tóïèöà Техред M.Ходанич Корректор Т.Палий

Заказ 7950/47 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д . 4 /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1I 1