Устройство формирования импульсов тока для определения мест замыканий в кабельных линиях

 

Использование: в электроизмерительной технике при разработке устройств для определения мест повреждений изоляции в силовых кабелях акустическим способом. Сущность изобретения заключается в использовании бесконтактного элемента 4 на тиристорах, для управления которым введены пороговый элемент 2 и блок 3 управления с выходным разделительным трансформатором 18 с вторичными обмотками по числу используемых в устройстве тиристоров коммутационного элемента. Схема блока 3 управления проста по конструкции, что обеспечивает требуемую надежность, и позволяет получать контролирующие импульсы заданной частоты. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для определения мест повреждений изоляции в силовых кабелях акустическим способом.

При повреждении кабельной линии определяют предварительно зону повреждения, а затем применяют в зависимости от характера повреждения индукционный, акустический или другие методы определения мест повреждений. Наиболее эффективным из известных способов определения мест повреждений кабельных линий в последнее время обоснованно признается акустический, что объясняет повышенное внимание разработчиков к устройствам, реализующим этот способ.

Известно устройство для отыскания мест замыканий в кабельных линиях, содержащее блок питания с импульсным конденсатором и разрядный воздушный промежуток (Дементьев В. С. Как определить место повреждения в силовом кабеле. М. -Л. : Энергия, 1966, с. 54).

Основной недостаток устройства - значительные потери электроэнергии в разрядном промежутке при разрядке импульсного конденсатора блока питания. Таким образом, значительная часть энергии не попадает в контролируемый кабель, а бесполезно теряется в устройстве, приводя к увеличению его габаритов и снижению КПД устройства.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство для отыскания мест замыканий в кабельных линиях, содержащее блок питания, состоящий из повышающего трансформатора, выпрямителя, токоограничивающего резистора, импульсного конденсатора, и коммутационный элемент, подключенный между блоком питания и контролируемым кабелем (Атабеков В. Б. , Крюков В. И. Справочник по устройству и эксплуатации городских электрических сетей. М. : Стройиздат, 1976, с. 219).

Данное устройство, как и предыдущее, не обеспечивает полную отдачу энергии, запасенной в импульсном конденсаторе высоковольтного блока питания, так как большая часть энергии теряется в межконтактном промежутке коммутационного элемента еще до смыкания контактов, что не позволяет повысить эффективность устройства.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства и повышение эффективности его работы.

Цель достигается за счет выполнения бесконтактного коммутационного элемента на тиристорах, для управления которыми введены специально предназначенные для этого пороговый элемент и блок управления.

Введение этих элементов отвечает критерию "новизна".

Предложенная схема блока управления является простой по конструкции, обеспечивая требуемую надежность, и позволяет получать накладываемые контролирующие импульсы заданной частоты, что не достигается в известных решениях для акустического поиска.

Кроме того, применение тиристоров в качестве коммутирующих элементов позволяет избежать необоснованных потерь электрической энергии в схеме устройства, тем самым повысив его КПД, надежность и эффективность функционирования самого устройства и поиска места повреждения. При этом снижаются и массогабаритные показатели устройства.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство подключается к однофазной сети промышленной частоты и содержит блок 1 питания, пороговый элемент 2, блок 3 управления, коммутационный элемент 4, подключенный к первому выходу блока 1 питания, второй выход которого подключен через блок 3 управления к управляющим входам коммутационного элемента 4, а пороговый элемент 2 подключен параллельно первому выходу блока питания. Блок 1 питания состоит из токоограничивающего резистора 5, повышающего трансформатора 6 с высоковольтным выводом 7 и низковольтным выводом 8 вторичной обмотки, выпрямителя 9, импульсного конденсатора 10, диода 11, резистора 12, конденсатора 13. Повышающий трансформатор 6 подключен к входу блока 1 питания через токоограничивающий резистор 5, его высоковольтный вывод 7 через выпрямитель 9 подключен к первому выходу блока питания, параллельно которому присоединен импульсный конденсатор 10, а низковольтный вывод 8 через диод 11 и резистор 12 присоединен к конденсатору 13. Пороговый элемент 2 состоит из высоковольтного резистора 14 и реле 15, соединенных последовательно. Блок 3 управления содержит нормально разомкнутый контакт 16 реле 15, низковольтный резистор 17 и разделительный трансформатор 18, первичная обмотка которого через резистор 17 и нормально разомкнутый контакт 16 реле 15 подключена к входу этого блока, а вторичные обмотки - к электродам управления тиристоров коммутационного элемента.

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к однофазной сети промышленной частоты начинается заряд импульсного конденсатора 10 через токоограничивающий резистор 5, повышающий трансформатор 6 и выпрямитель 9. Величина токоограничивающего резистора 5 и напряжение сети определяют скорость заряда импульсного конденсатора 10. Одновременно через диод 11 и резистор 12 происходит заряд конденсатора 13.

Напряжение, до которого заряжается импульсный конденсатор 10, определяется параметрами высоковольтного резистора 14 и уставкой срабатывания реле 15. При заряде импульсного конденсатора до уставки срабатывания реле 15 замыкается нормально разомкнутый контакт 16 в цепи разряда конденсатора 13. Происходит разряд этого конденсатора через резистор 17 и первичную обмотку разделительного трансформатора 18. Возникающие во вторичных обмотках этого трансформатора импульсы открывают тиристоры коммутационного элемента 4, что приводит к разряду импульсного конденсатора 10 через элемент 4 и место повреждения кабеля. Количество тиристоров коммутационного элемента 4 определяется величиной накладываемого напряжения и рассчитывается исходя из номинального напряжения одного тиристора. В дальнейшем происходит заряд импульсного конденсатора 10 и конденсатора 13 и процесс формирования импульса повторяется. Частота импульсов определяется параметрами элементов схемы.

Таким образом, применение тиристорного коммутатора позволяет существенно снизить потери энергии при разряде, что повышает КПД, надежность и эффективность определения места замыкания на землю в контролируемом кабеле без прожига изоляции. (56) Авторское свидетельство СССР N 1597798, кл. G 01 R 31/08, 1989.

Атабеков В. Б. , Крюков В. И. Справочник по устройству и эксплуатации городских электрических сетей. М. : Стройиздат, 1976, с. 219.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ ТОКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ ЗАМЫКАНИЙ В КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ , содеpжащее блок питания, состоящий из токоогpаничивающего pезистоpа и тpансфоpматоpа, высоковольтный вывод втоpичной обмотки котоpого подключен к выпpямителю, импульсный конденсатоp и коммутационный элемент, подключенный между импульсным конденсатоpом и контpолиpуемой кабельной линией, отличающееся тем, что коммутационный элемент выполнен в виде тиpистоpного высоковольтного ключа, дополнительно введены поpоговый элемент, подключенный паpаллельно импульсному конденсатоpу, и блок упpавления, состоящий из низковольтного pезистоpа и pазделительного тpансфоpматоpа, пеpвичная обмотка котоpого чеpез ноpмально pазомкнутый контакт pеле поpогового элемента подключена к блоку питания, а втоpичные обмотки пpисоединены к цепям упpавления последовательно соединенными тиpистоpами коммутационного элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1