Устройство для обнаружения гололеда и "пляски" проводов воздушных линий электропередачи

 

Использование: электротехника, в частности для обнаружения гололеда и "пляски" проводов воздушных линий электропередачи с любым расположением проводов. Сущность изобретения: предлагаемое устройство дает возможность однозначно определять место возникновения гололеда и "пляски" проводов. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обнаружения гололеда и "пляски" проводов воздушных линий электропередачи с любым расположением проводов.

Известно устройство для дистанционного обнаружения гололеда на воздушных линиях электропередачи с расположением проводов по вершинам треугольника. Это устройство может быть реализовано только в случае размещения проводов по вершинам равнобедренного треугольника и допускает ложные срабатывания из-за раскачивания проводов под воздействием ветра.

Известны способ и устройство обнаружения "пляски" проводов воздушных линий электропередачи сверхвысокого напряжения, позволяющие по относительному изменению амплитуды магнитного поля, измеряемого в двух точках, расположенных симметрично относительно средней фазы, судить об амплитуде механических колебаний проводов. Такой способ и устройство не могут быть реализованы в случае линий с произвольным расположением проводов, а также в случае многоцепных линий на общих опорах. Кроме этого этот способ и устройство не позволяет обнаружить одну из первопричин "пляски" проводов - гололед.

Цель изобретения - расширение области применения и функциональных возможностей. Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство обнаружения гололеда и "пляски" проводов воздушных линий электропередачи, содержащее два детектора с интеграторами, блок операции деления, фильтр, пороговый элемент, электронный ключ, генератор несущей частоты введены два дифференциальных магнитных трансформатора тока, второй пороговый элемент, второй электронный ключ, два генератора поднесущих частот, два модулятора; причем один дифференциальный трансформатор тока устанавливается рядом с опорой контролируемого пролета, а другой в середине этого пролета и оба, измеряют один и тот же фазный ток, дифференциальный магнитный трансформатор тока через детекторы с интеграторами подключены ко входам блока операции деления, выход блока операции деления подключен ко входу порогового устройства, выход которого подсоединен к управляющему входу электронного ключа, вход которого соединен с выходом генератора поднесущей частоты, выход электронного ключа подключен к входу модулятора, второй вход модулятора подключен к выходу генератора несущей частоты, а выход модулятора подключен к каналу связи; кроме того выход блока операции деления через фильтр подключен к входу второго порогового устройства, выход которого соединен с управляющим входом второго электронного ключа, вход которого соединен с выходом второго генератора поднесущей частоты, выход этого электронного ключа соединен с входом второго модулятора, второй вход этого модулятора подключен к выходу генератора несущей частоты, а выход модулятора подключен к каналу связи.

На чертеже приведена структурная схема устройства обнаружения гололеда и "пляски" проводов воздушных линий электропередачи.

Устройство состоит из двух дифференциальных магнитных трансформаторов тока 1, двух детекторов с интеграторами 2, блока операции деления 3, двух пороговых элементов 4, фильтра 5, двух электронных ключей 6, двух генераторов поднесущих частот 7, двух модуляторов 8, генератора несущей частоты 9.

Устройство работает следующим образом. Дифференциальные магнитные трансформаторы тока устанавливаются на безопасном расстоянии под одним и тем же фазным проводом в начале и середине контролируемого пролета. Сигналы с дифференциальных магнитных трансформаторов тока 1 подаются на входы детекторов с интеграторами 2 и преобразуются в постоянные напряжения U₁ и U₂, пропорциональные амплитудам сигналов дифференциальных магнитных трансформаторов тока. Постоянные напряжения U₁ и U₂ подаются на входы блока операции деления 3, с выхода которого снимается сигнал U_c = U₁/U₂.

При отсутствии гололеда сигнал U_c равен некоторой постоянной величине. При появлении гололеда из-за дополнительного провисания провода расстояние между контролируемым проводом и дифференциальным магнитным трансформатором тока, размещенным в середине пролета, уменьшится и, следовательно, его выходной сигнал увеличится. Выходной же сигнал дифференциального магнитного трансформатора тока в начале пролета практически не изменится, поэтому при возникновении гололеда сигнала U_c изменяется, что приводит к срабатыванию порогового устройства 4 и подачи сигнала от генератора поднесущей частоты 7 через электронный ключ 6 на вход модулятора 8. Генератор несущей частоты 9 непрерывно подает сигнал на второй вход модулятора 8 и поэтому при появлении гололеда в канал связи подается модулированный сигнал. При раскачивании проводов под воздействием ветра (при их горизонтальном смещении) выходные сигналы дифференциального магнитного трансформатора тока также меняются, но чувствительность к горизонтальным смещениям у дифференциального магнитного трансформатора тока существенно меньше, чем к вертикальному смещению (гололеду). При смещении провода под действием ветра в горизонтальной плоскости на 1 м и при первоначальном расстоянии от провода дифференциального магнитного трансформатора тока, равным 4 м, его выходной сигнал изменится не более чем на 7-8%. Такое горизонтальное смещение соответствует угловому отклонению на ±15^о, что и определяет данное изменение выходного сигнала.

В то же время при вертикальном смещении выходной сигнал дифференциального магнитного трансформатора тока изменяется как 1/l_n^1,6, где l_n - расстояние от дифференциального магнитного трансформатора тока от провода. Например, при размещении дифференциального трансформатора тока на расстоянии 4 м от провода и при изменении этого расстояния под действием гололеда до 3 м его выходной сигнал изменяется на 58,5%, а при изменении этого расстояния до 3,5 м - 23,8%. Таким образом, по величине сигнала можно судить о возникновении гололеда.

При возникновении "пляски" проводов сигнал U_c изменяется во времени как некоторая периодическая функция, амплитуда которого пропорциональна амплитуде механических колебаний проводов. Поэтому появление на выходе фильтра 5 (настроенного на полосу частот 0,2...0,4 Гц, характерную для пляски" проводов сигнала, превышающего определенный уровень, свидетельствует о появлении "пляски", что приводит к срабатыванию второго порогового устройства 4 и подаче сигнала со второго генератора поднесущей частоты 7 через второй электронный ключ 6 на вход второго модулятора 8. Генератор несущей частоты 9 подает сигнал на второй вход модулятора 8. Сигнал с модулятора при появлении "пляски" подается в канал связи. Для того, чтобы отличить явления, происходящие на контролируемой линии, частоты генераторов поднесущей частоты 7 отличаются друг от друга. Частота генератора несущей частоты является кодом номера пролета, что дает возможность однозначно определить место возникновения гололеда или "пляски" проводов. Данное устройство может быть использовано на воздушных линиях электропередачи с любым расположением проводов, в том числе и на многоцепных линиях на общих опорах и позволяет однозначно обнаружить гололед и "пляску" проводов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ГОЛОЛЕДА И "ПЛЯСКИ" ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее два детектора с интеграторами, блок операции деления, фильтр, пороговый элемент, электронный ключ, генератор несущей частоты, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два дифференциальных магнитных трансформатора тока, второй пороговый элемент, второй электронный ключ, два генератора поднесущих частот, два модулятора, при этом один дифференциальный магнитный трансформатор тока устанавливается рядом с опорой контролируемого пролета, а другой в середине этого пролета, и оба измеряют один и тот же фазный ток, дифференциальные магнитные трансформаторы тока через свои детекторы с интеграторами подключены к входам блока операции деления, выход блока операции деления подключен к входу порогового элемента, выход которого подсоединен к управляющему входу электронного ключа, вход которого соединен с входом генератора поднесущей частоты, выход электронного ключа подключен к входу модулятора, второй вход модулятора подключен к выходу генератора несущей частоты, а выход модулятора подключен к клеммам для подключения канала связи, выход блока операции деления через фильтр подключен к входу второго порогового элемента, выход которого соединен с управляющим входом второго электронного ключа, вход которого соединен с выходом второго генератора поднесущей частоты, выход этого электронного ключа соединен с входом второго модулятора, второй вход этого модулятора подключен к выходу генератора несущей частоты, а выход модулятора подключен к клеммам для подключения канала связи.

РИСУНКИ

Рисунок 1