Устройство для определения места повреждения в кабельных линиях

 

Союз Соеетских

Социалистических

Ресоублик

О ГИ С А Н И Е 7522ОО

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (á1) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 14.03.78 (21) 2591168/18-21 (51) M-K t 1 01 R 31М с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Гооударстееинмк комитет по делам изооретеиий и OTKpbtTHH (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень ¹ 28 (53) УДК 621.317:333.4 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.09.80, (72) Авторы изобр етен ия

В. С. Боев, Ю. П. Овечкин и А. И. Дороничев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА

ПОВРЕЖДЕНИЯ В КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ

Изобретение относится к области электроэнергетики )H может быть использовано для точного определения места повреждения в кабельной линии электропотребителей.

Известны устройства для определения места повреждения в кабельных линиях при нарушении изоляции жилы кабеля с оболочкой, содержащие генератор звуковой частоты, датчик, усилитель и преобразователь (1).

Недостатком этого устройства является сложность точного определения места повреждения при замыкании одной жилы кабеля на оболочку.

Наиболее близким по технической сущности является устррйство для определения места повреждения, реализующее акустичес кий способ и которое содержит источник постоянного тока и конденсатор, включенные между поврежденной жилой и оболочкой кабеля через разрядник, а также датчик, усилитель и преобразователь, служащие для прослушивания разрядов, возникающих в месте повреждения изоляции жилы. В этом устройстве обеспечивается определение места повреждения акустическим способом при сопротивлении изоляции в ме сте повреждения жилы,не менее 40 см. (2).

Однако в процессе прохождения импульсов от источника постоянного тока через жилу кабеля в месте повреждения сопрот>ивление изоляции снижается в результате обугливания и распадания изоляции, что приводит к спаиван ию жилы с оболочкой и ничем не фиксируется. В эт ом случае определить место повреждения акустическим спо« собом не представляется возможным.

Целью предлагаемого изобретения яв ляется повышение надежности работы устройства, заключающееся в устранении снижения изоляции или замыкания жилы с оболочкой кабеля в процессе отыскания ме15 ста повреждения кабеля акустическим спо» собом.

Для достижения поставленной цели в устройство для отыскания места повреждения кабельной линии, содержащее источник

20 постоянного тока, конденсатор, разрядник, акустический датчик, усилитель, индикатор, введены контактор, коммутатор, регулятор, тока, датчик тока, датчвк напряжения, лоро. говый элемент, первый и второй логические элементы НЕ, первый и второй логические элементы И, счетчик импульсов, второй усилитель, блок управления, причем второй полюс источника постоянного тока соединен с первым входом датчика напряжения, вто рой вход которого соединен с общей шиной, 752200 а выход которого через п ороговый элемент соединен с первым входом первого логичес кого элемента и и входам первого логического элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, выход которого соединен через второй усилитель с первым входом блока управления, выход которого соединен с первым входом регуля тора тока, выход которого соединен с первым входом датчика тока, выход которого соединен со вторым входом блока управления и входом второго логического элемента

НЕ, второй вход блока управления соединен с первым входом коммутатора, выход которого соединен с вторым электродом разрядника, а второй вход которого соединен с первым входом регулятора тока, второй вход которого соединен с входом управляемого коммутатора:и первым входом счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого логического элемен та И, второй вход которого соединен с выходом второго логического элемента НЕ, вход которого соединен с управляющим входом управляемого контактора, выход которого соединен с входом источника постоян ного тока.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Схема содержит источник постоянного тока 1, контактор 2 с блоком управления

8, конденсатор 4, разрядник 5, кабель б, акустический датчик 7, усилитель 8, преобразователь 9, коммутатор 10, регулятор тока 11, датчик тока,12, датчик напряжения

18, пороговый элемент .14, элементы НЕ

15 и 16, элементы И 17 и 18, счетчик импульсов 19, усилитель 20, блок управления 21 регулятором тока 11 и коммутатором 10.

Источник постоянного тока 1 подключается к сети через контактор 2 и через разрядник 5 подключается к поврежденной жиле (кабеля 6. Конденсатор 4 одним выводом соединен с источником постоянного тока, а друпим выводом соединен с магистралью заземления и служит для накопления энергии во время его ааряда. К поврежденной жиле кабеля подключены регулятор тока 11 и коммутатор 10, которые служат для разрушения места сная жилы с обол оч кой кабеля в результате прохождения большого тока по поврежденной жиле.

Для управления процессом включения регулятора тока,ll и коммутатора 10 служат логические элементы НЕ 15, НЕ 16 и

17, И 18 и соответствующие датч|ики 12 и

Il8. Датчик тока 12 в цепи регулятора тока

i11 контролирует его величину тока, выход которого соединен со входом элемента НЕ 16, блока управления 21 и ком мутатора 10 и. блока управления 8 KQHTBIKTopoM 2. jI3Tчик напряжения 18 контролирует напряже-!

vugg u кочл дг тавр..4 vn nnni рпэпягтает

10

15 соединен со счетчикам 19, производя его сброс.

Работает устройство следующим обра20 зом, При включении контактора 2 от блока управления 8 источник постоянного така 1 заряжает конденсатор 4 до напряжения, при котором возникает проб ой разрядника

5 Импульс высокого напряжения порядка

1 — 5 кВ проходит по цепи поврежденная жила — оболочка кабеля 6 и в месте нару шения изоляции ж илы импульс создает характерные звуковые колебания, которые

З0 улавливаются с помощью датчика 7 через усилитель 8 и преобразователь 9. Импульсы высокого напряжения проходят по кабелю с низкой частотой вследствие большой постоянной времени заряда конденсатора 4.

65

60 в течение времени по экспоненте Выход датчика 18 соединен с входом элемента И

17 через пороговый элемент 14 я элемент

НЕ 15.

К источнику переменного тока подключен счетчик импульсов 19, служащий для формирования команды на подключение регулятора тока ll через определенные ин тервалы времени. Выход счетчика импульсов 19 соединен с входом элемента И 17, а выход этого элемента соединен с входом усилителя 20, выход которого подключен к входу блока управления 21. Элемент И 18 имеет два входа, соединенные с пороговым элементом 14 и элементом НЕ 16, а выход элемента И

В момент разряда конденсатора 4 на вход логического элемента И 17 поступает сигнал с выхода элемента НЕ 15. Однако на выходе элемента И 17 сигнал равен нулю, так как на втором входе этого элемента 17 сигнал отсутствует в связи с незаполнением счетчя ка импульсов 19. Поэтому сигнал не поступает в блок управления 21, следовательно регулятор тока 11 и коммутатор 10 отключены.

После заполнения последнего разряда счетчика 19 импульсами от источника питания на его выходе появляется сигнал, поступающий на вход элемента И 17. После разряда конденсатора 4 и отсутствия сигнала на входе датчика напряжеиия 1Р с выхода элемента НЕ 15 поступит сигнал на другой вход элемента И 17, который открывается, с его выхода поступит сигнал в усилитель 20 и на вход блока управления 21.

Регулятор тока 1,1 и коммутатор 10, включив шись, лодают:напряжение от мощното источника питаиия на лаврежденяую жилу кабеля б. Величина эпого напряжения .на порядок меньше величины импульса разряда конденсатора 4, а частота cooTiBQTGTBQHно на лорядак выше. Поэтаму в течение заряда конденсатора 4 на,п оврежденную жилу ка беля б поступит несколько импульсов от репулятора,тока lil. Если величина соппптивления изоляциями в месте повпеждения

752200

Устройство для определения места повреждения в кабельных, линиях. созе -. 65 милы кабеля б осталась достаточно:высокой, то ток будет иметь незначительную величину и соответственно сигнал с датчика тока 12 будет недостаточен для срабатывания блока управления 8, 21 m элемента НЕ

1б, с выхода которого cHII íàë:noñòónàåò на один из входов элемента И 18. После заряда конденсатора 4 с датчика напряжения 18 через пороговый элемент 14 сивнал поступит на другой вход элемента И 18, с выхода которого аигнал поступит на вход счетчика 19, производя его оброс в,нулевое положение.

На выхаде элемента И 17 сигнал принимает нулевое з|начение, регулятор тока 11 и коммутатор 10 отключаются. Через разрядник б поступает импульс выюакого напряжения на поврежденную жилу кабеля б, и лроцеос повторяется.

Допустим, что изоляция в месте повреждения жилы окончательно повредилась и произошло спаивание ж илы с оболочкой кабеля. В этом случае коммутатор 10, включившись, пролускает через регулятор тока

11 по жиле и оболочке кабеля б ток,величиной 150 ЗОО А, который поддерживается на заданном уровне в соответствии с сигналом обратной связи по току от датчвка 12.

Контактор 2 отключается, cHHIMàÿ напряжевие с и сточннка постоя нного тока 1. Эле,мент И 18 остается в отключенном состояHHIH в овязи с отсутствием выходного сигнала от элемента НЕ 16, а поэтому счетчик импульсов,19 не сбрасывается в нулевое,положение. По истечении времени (не более

3 мин) место спая жилы с оболочкой разрушается, сопротивление в месте гпонреждения жилы увели пивается, ток ло жиле резко уменьшается, поэтому отключаются регулятор тока 11 и коммутатор 10, счетчик 19

<сбрасывается в нулевое положение. Контактор 2 включается и от источника тока .1 начинается гпрацеос.заряда конденсатора 4 для создания высоKoBoJIbTHbIx импульсов, поступающ их на жилу ка беля б.

Таким образом весь процесс отыскания места,повреждения кабеля заключается в чередавании подачи высоковольтных импульсов от источника пюстоян ного тока, в юднюй из пауз между этями импульсами,. включен|ия мощного источппика переменного тока.

Введение элементов —,регулятора тока, каммутатора, логических элементов, счетппка импулысов, датчлиов тока и налряжения позволит значительно noBbIcHTb .надежность устройспва и производителыность пру.да при отыскании места повреждения в кабельной линии а кустическим способом, так как Hlcnользуется lnlocToHHHbIH контроль изоляции паарежденной милы.

Ф о р Му л а,и з о б,р ет е н и я

Зо

60 щее источник постоянного тока, nepBbIH полюс которого соединен с общей шиной, с которой соединена первая обкладка канденсатара, вторая обкладка которогю юоединена с вторым полюсом источника лостоянного тока и первым электродом разрядника, второй электрод которого соединен с поврежденной ж илой ислытьпваемогю кабеля, оболочка которого соединена с общей шиной, акустический датчяк, выход которого через первый усилитель соединен с индикатором, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и онижения затрат времени на поиск повреждения, .в него введены уптравляемый коятактор,,коммутатюр, регулятор тюка, датчик така, датчик напряжения, пороговый элемент, первый и вторюй лопические элементы НЕ, первый и второй Логические элементы И, счетчик ммлульсов, второй усилитель, блок управления, причем втарой полюс источника настоянного така соединен с nQpBbIм входом датчика напряжвнвя, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход которого через пороговый элемент саед инеи с первым входам лерваго логического элемента И и входом первого логического элемента НЕ, выход которо го соедиНеН с первым входом второю логического элемента И, втарой вход которого соединен с выходам счетчика импульсов, а выход которюгю соединен через второй усилитель с нервым входом блока улравления, выход которого соединен ic первым вх1одам,регулятора тока, выход которого соединен с первым входом датчика така, выход которого соед и нен с впарым входом блока управления, и входом, второго логическогю элемента

НЕ, второй вход блока управления соединен с первым входом коммутатора, выход которого соединен с вторым электродом .разрядника, а второй вход которого соеди .нен с первым входом регулядора тока, втоIpoH вход которого соединен с входом управляемого коммутатора,и лервьпм входом счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом nepiaoro логического элемента И, второй вход которого соединен с выходам второго логичеокогю элемента

НЕ, вход которого соединен с управляющим

mxopoм управляемого контактора, выход которого соедниен оо входом источника постояннаго тока.

Источвики информации, принятые во вн имавие nips экспертизе:

1. В. В. Платонов. Аппаратура для выявления повреждений в силовых кабельных линиях,, М., «Энергия», 1972, с. 140 †1 (а,налог) .

2. Справочник по наладке электроустановок, М., «Энергия», 1976, с. !08 — 1О9 (протратт,ттъ 1

752200

Составитель В. Евпаков

Редактор Е. Караулова

Корректор С Файн

Техред А. Камышаикова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 978/1119 Изд. Ко 418 Тираж 1033 Подписное

КПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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