Способ определения места замыкания жилы в кабельной линии

Способ определения места замыкания жилы в кабельной линии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сотов Советскмн

Социалистических

Республмк

И С А Н И Е <»>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (8l ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 29. 08. 80 (21)2980069/18-21 с присоелинениеет заявки М— (23) Приоритет— (51) lVL. Кл.

G 01 R 31/08

3ЪсударстеанныН квинтет

СССР ао делам изабретеиий и открытий

Опубликовано 15.05 .82 . Бюллетень Рй 18

Дата опубликования описания 15.05 82 (53 ) У Д. K 621 . 3 I 7.-33> .. 4 (088. 8) (72) Авторы изобретения

M.Â.NoëoêàHoB, В.К.Спиридонов, Г.M.Iàëûò и М.Б.Щедрин

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

ЖИЛЫ В КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения изоляции жилы в силовых кабельных линиях при однофазных замыканиях.

Известен способ определения места замыкания жилы в кабельной линии, согласно которому место .замыкания жилы в кабельной линии определяют путем воздействия переменным током на поврежденную жилу, выделения над трассой кабельной линии двух сигналов, наведенных электромагнитными полями одиночного тока и тока пары, и фиксирования разности фаз этих сигналов. За местом повреждения ток пары отсутствует и возможен скачок фазы 111.

Недостатком известного способа является то, что сигнал ст слабого поля пары токов черезвычайно трудно выделить на фоне сильной сигнала от ооля одиночного тока. Кроме того, 2 сам фазовый сдвиг является весьма неопределенной величиной, так как зависит от проводимости земли в зоне места повреждения. и может быть ма- лым. В результате поиск места поврежS дения. в большинстве случаев не дает положительного результата.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ тю определения места замыкания жилы в кабельной линии, включающий воздействие переменными токами на две жилы (поврежденную и неповрежденную) на одном из концов кабеля, заземлеtS ние неповрежденной жилы на другом конце кабеля, фиксацию сдвига фаз сигналов, наведенных электромагнитными полями переменных токов. При

20 этом частоты переменных токов, которыми воздействуют на две жилы, выби" рают с постоянной кратностью во времени, а сигналь>, наведенные электро/ магнитными полями переменных токов.

3 92 преобразуют в сигналы с одинаковыми частотами C2) .

Однако, несмотря на высокую чувствительность и точность определения места повреждения этим способом, он не может быть применен при поиске замыканий в одножильных кабелях, так как в основе способа лежит воздействие переменными токами на две жилы. Кроме того, недостатком способа при поиске места повреждения в многожильных кабелях является необходимость установки заземления на другом конце неповрежденной жилы, что требует дополнительной затраты времени в связи с выездами на даль ний конец линии для установки и снятия заземления и оформления допуска к работе на обоих концах кабельной линии.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет осуществления поиска места повреждения.не только в многожильных, но и в одножильных кабелях и сокращение времени поиска повреждения, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения замыкания жилы в кабельной линии, включающем воздействие переменным током основной частоты на пои режденную жилу на одном из концов кабельной линии, выделение над трассой .кабельной линии сигнала основной частоты и сигнала вспомогательной .частоты, преобразование выделенных сигналов в сигналы с одинаковой частотой и фиксацию сдвига фаз преобразованных сигналов, воздействие переменным током на поврежденную жилу периодически прерывают через каждый период основной частоты на время, равное длительности воздействия, при этом вспомогательную час тоту сигнала, выделяемого над трассой кабельной линии, выбирают равной второй субгармонике основной частоты.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего данный .способ; на фиг. 2 - форма посылаемого в кабель сигнала; на фиг.3спектральный состав сигнала, посылаемого в кабель.

На фиг. 3 приняты обозначения .

К - номер гармоники, причем значения = 1,2,3 и т.д. соответствуют частотам 1/2 Е, Е,, 3/2 fo, 8264 4 и т..д. A » - амплитуда синусоиды соответствующей частоты.

Устройство содержит источник 1 . переменного тока, подключенный к жиле 2 кабельной линии, блок управ" . ления 3 и блок приема 4, состоящий из каскадов 5 и 6 выделения сигналов основной и вспомогательной частот, удвоителя частоты 7 и измери1е теля фазового сдвига 3.

Способ реализуется следующим образом.

Пусть силовой электрический кабель имеет повреждение (замыкание жилы 2 на оболочку) в точке Х . Источник 1 с блоком 3 обеспечивают протекание переменного прерывистого тока по цепи поврежденная жила 2 - земля, причем длительность каждого воэдейщ стрия на жилу 2 и продолжительность каждой паузы равны периоду основной частоты.

Воздействие на поврежденную жилу (фиг.3) осуществляется в основном (более, чем на 634) токами с частотами fo /- и Е, причем эти две гармоники имеют одинаковые амплитуды.

Токи укаэанных частот создают электромагнитные поля над трассой кабеля. Вдоль кабеля перемещают блок приема 4 и с помощью селективных каскадов 5 и 6 выделяют наводимые электромагнитными полями сигналы соответственно с частотами Ев u f .

Сигнал с вспомогательной частотой

Ед/2, пройдя через удвоитель частоты 7, преобразуется в сигнал с частотой Ео, а измеритель фазы 8 контролирует фазовый сдвиг между сигналом с частотой Ео, поступающим с выхода каскада 5, и сигналом с той же частотой Ер, поступающим с выхода удвоителя 7.

Ток, протекающий в поврежденной жиле, изменяет свой фазовый сдвиг в месте повреждения, причем величина фазового сдвига является функцией частоты тока. 3а местом повреждения протекает емкостный ток 3с обусловленный емкостью жила-оболоч ка. До места повреждения протекает ток J являющийся алгебраической суммой емкостного тока Зс и тока

3, протекающего через переходное сопротивление повреждения.

Таким образом, ток 5, протекающий перед местом повреждения, имеет фазовый угол о с P

5 ное сопротивление повреждения, - емкость жила-оболочка участка кабеля за местом повреждения.

Следовательно, перед местом повреждения фазовый угол тока с частотой

Fo равен 9 Д=arcty 2Jlfafk а фазовый угол тока с частотой 1о равен

9 i сн et) IF> Я . Блок 7 удвоения частоты изменяет вдвое .масштаб измерения фазового угла 9g . и в резуль- te тате измеритель фазы 8 показывает перед местоМ повреждения фазовый сдвиг т1 = Я - f,= 2агсф и OR-arctic PFSN

3а местом повреждения фазовый угол

Ч .тока с частотой то и фазовый угол 9g тока с частотой Щ равен

Г/ ., но масштаб измерения фазового угла 9 после прохождения сигнала через блок 7 изменяется вдвое и в результате измеритель фазы 8 показывает за местом повреждения Фазовый сдвиг Ъ=2 Уа - 9 "--У/2..

Таким образом, изменение угла фазового сдвига у места повреждения кабеля оставляет Y Фг. 6 = /2 - is

-ОгсМ . Величина фазового

С ).

0 скачка ь может быть достаточной

1 для уверенного выявления места повреждения. Так, при изменении значения ХГо С в диапазоне 30"0,3 скачок фазы ь V лежит в диапазоне

3 - 87,5 . йри необходимости значениеЯ оИ можно менять путем включения конденсатора между жилой 2 и оболочкой на дальнем конце кабеля.

3$

Предлагаемый способ прост в реализации, так как требует использования только одного источника тока, причем существенная для данного способа операция периодического прерывания воздействия током на жилу именно через каждый период основной частоты

fc на время, равное длительности воздействия, осущуствляется с помощью блока 3, выполненного, например, 64 6 в виде одного триггера и схемы совпадения.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого способа обусловлен, прежде всего, возможностью выявлять замыкания не только в многожильных, но и в одножильных кабелях..

Кроме того, предлагаемый способ по сравнению с известным способом осво" бождает от необходимости установки заземления на дальнем конце неповрежденной жилы и вдвое сокращает потреб" ное число источником переменного тока.

Формула изобретения

Способ определения места замыкания жилы в кабельной линии, включающий воздействие переменным током основной частоты на поврежденную жилу на одном .из концов кабельной линии, выделение над трассой кабельной линии сигнала основной частоты и сигнала вспомогательной частоты, преобразование выделенных сигналов в сигналы с одинаковой частотой и фиксацию сдвига фаэ преобразованных сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и cîêðàùåíèÿ времени поиска noepewдения, воздействие переменным током на поврежденную жилу периодически прерывают через каждый период основной частоты на время, равное длительности воздействия, при этом вспомогательную частоту сигнала, выделяемого над трассой кабельной линии, выбирают равной второй субгармонике основной частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

H 523368,:кл. G 01 R 31/08, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

750398, кл. G 01 R 31/08, 1979 (прототип) .

928264

02 иИ

Составитель Е.Березов

Редактор Т.Парфенова Техред Т. Фанта Корректор А.Гриценко

Заказ 3231/57 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

Ф филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4 е