Способ определения места замыкания жилы в кабельной линии

 

О П И С А Н И Е ()750398 изоь итения

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (5l }М. Кл. (3 01 R 31/08 (22) Заявлено 30.12.77 (21) 25616 29/24-21 с присоелинением заявки.%

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень N> 27

Дата опубликования описания;> 5.07,80 (53 ) УД К 621. 3 17, .333.4(088.8) (72) Авторы изобретения

М. В. Молоканов и В. К. Спиридонов

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ

ЖИЛЫ В КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения изоляции жилы в силовых кабельных линиях при однофаэных или

5 междуфазовых замыканиях.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения места замыкания жилы в кабельной линии, вклю10 чающий воздействие на одном из концов кабеля на поврежденную и неповрежденную жилы соответственно переменным током звуковой частоты и высокочастотными импульсами тока, посылаемыми через половину периода тока звуковой частоты, заземление неповрежденной жилы на другом конце кабеля, фиксацию сдвига фаз сигналов, наведенных электромагнитными полями переменных токов, и определение места повреждения по изменению знака фазы тока звуковой частоты относительно посылок высокочастотных импульсов тока flJ

Недостатком этого способа является низкая чувствительность и точность определения места повреждения.

Цель изобретения — повышение чувствительности способа и точности определения места повреждения.

Это достигается тем, что в известном способе, включающем воздействие переменными токами на поврежденную и неповрежденную жилы на одном из концов кабеля, заземление неповрежденной жилы на другом конце кабеля, фиксацию сдвига фаз сигналов, наведенных электромагнитными полями переменных токов, частоты переменных токов выбирают разными с постоянной кратностью во времени, а сигналы, наведенные электромагнитными полями переменных токов преобразуют в сигналы с одинаковыми частотами.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего данный способ.

Устройство содержит источник 1 рабочего тока, источник 2 вспомогательного

3 тока и блок 3 приема, состоящий из приемников 4 и 5 рабочего и вспомогательного сигналов, соответственно преобразователей 6 и 7 частоты и измерителя

8 фазы.

Способ реализуется следующим образом.

Пусть силовой электрический кабель 9 имеет повреждение — замыкание одной иэ жил на оболочку. Ток с частотой р от источника рабочего тока 1 посылается в поврежденную жилу кабеля 9 по цепи жила-земля, а ток с частотой Хв от источника вспомогательного тока 2 посылается в неповрежденную жилу кабеля 9 по цепи жила-земля. Для обеспечения лучшего прохождения вспомогательного тока неповреждЕнная жила Н8 дальнем конце кабеля 9 соединена с землей.

Частоты рабочего и вспомогательного токов связаны соотношениями

75039 у . рр П ( р 8

Кратность частот источников 1 и 2 рабочего и вспомогатель. лого токов должна быть постоянна и стабильна во времени, так как только при этом условии возможно простое преобразование частот приня30 тых сигналов (при постоянной кратности преобразования), необходимое для контроля фазового сдвига рабочего тока.

Блок 3 приема перемешают вдоль кабеля 9. В приемниках 4 и 5 рабочего и

35 вспомогательного сигналов соответственно селективных к частотам Хр и Ев возбуждаются сигналы, наводимые магнитными полями, созданными рабочим и вспомогательным токами, протекающими по жилам кабеля 9. Преобразователи 6 и 7

40 частоты преобразуют наведенные, сигналы с адинаковыми частотами g = 88, а измеритель 8 фазы контролирует фазовый сдвиг между преобразованными сигналами.

Вспомогательный ток, протекающий по неповрежденной жиле, монотонно изменяет сьой фазовый сдвиг вдоль кабеля 9 независимо от места повреждения. Поэтому в относительно небольшой зоне расположения места повреждения в кабеле 9 изме50 кение фазы вспомогательного тока пренебрежимо мало и фазовый сдвиг может быть принят равным ч(+, Рабочий ток, протекающий в поврежденной жиле, 55 изменяет свой фазовый сдвиг в месте повреждения.

При наличии переходного сопротивления в месте повреждения эа местом

HB

= П.

"р в

P В

У преобразованных по частоте сигналов изменятся масштабы измерения фазовых углов, и фаэовые углы будут иметь следующие значения. для рабочего тока до места повреждения Ч = (90РЛ

-Ц, ) К» после места повреждениям@ 90

; для вспомогательного тока по всей длине линии ) ЪР аА кф

Измеритель 8 фазы будет определять ( фазовые углы; до повреждения1 = -1

Лг и а после повреждения = ф - /

* р .

Изменение угла фазового сдвига у места повреждения кабеля 9 составит

+4J = () 4/ = 2„К р.

Четкое различие в величине контролируемых фазовых сдвигов до места и после места повреждения и резкое изменение угла фазового сдвига у места повреждения позволяют однозначно определить место повреждения — место замыкания жилы на оболочку кабеля 9, т.е. однофазное повреждение.

Данный способ может быть применен также и для определения места повреждения при замыкании жилы с жилой. В этом случае изменяется только. включение источника 1 рабочего тока. Ток с частотой посылается в поврежденные жилы по цепи жила-жила. Так как

8 ф повреждения будет протекать ток(обус ловленный емкостью жила-оболочка. Перед местом повреждения будет протекать сумма токов: ток, обусловленный переходным сопротивлением повреждения, плюс ток, текущий за местом повреждения.

Фазовый угол рабочего тока будет перед местом повреждения Ч р(90-4 90 после места повреждения ч(р

=90 где g< — фазовый угол, обусловленный протеканием тока через переходное сопротивление в местах повреждения. В приемниках 4 и 5 рабочего и вспомогательного сигналов будут наведены сигналы, фаэовые сдвиги которых пропорциональны фаэовым сдвигам рабочего и вспомогательного токов.

Для преобразования частоты наведен(( ных сигналов до значений Р = Уа преобразователи 6 и 7 частоты должны иметь следующие коэффициенты преобразования:

0398 б

Фор мула изобретения

Способ определения места замыкании жилы в кабельной линии, включающий воздействие переменными токами на поврежденную и неповрежденную жилы на одном из концов кабеля, заземление неповрежденной жилы на другом конце кабеля, фиксацию сдвига фаэ сигналов, наведенных электромагнитными полями пере10 менных токов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности определения места повреждения, частоты переменных токов выбирают разными с постоянной кратностью во

1 времени, а сигналы, наведенные электромагнитными полями переменных токов, преобразуют в сигналы с одинаковыми частотами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 504987, кл. G 01 R 31/08, 1973.

Итак, описанный способ позволяет по наиболее резкому изменению угла фазового сдвига с высокой точностью опреде- gp лить место замыкания жилы в кабельной линии.

5 75 жилы кабеля 9 имеют скрутку то магнитный поток, вызванный током, протекающим по цепи жила-жила, меняет свое направление в соответствии со структурой жил вдоль кабеля 9. Поэтому измеритель 8 фазы будет контролировать угол фазового сдвига У + К р - Ч » который меняет свой знак Ks>KgbIB полшага скрутки жил, Изменение знака угла фазового сдвига прекращается сразу эа местом повреждения, так как далее не протекает ток по цепи поврежденных жил и, следовательно, место повреждения жила-жила (т. е. междуфазовое повреждение) определяется однозначно.

ЦНИИПИ Заказ 4642/35

Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4