Устройство телеметрического контроля диэлектрической прочности гирлянды изоляторов

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для контроля диэлектрической прочности гирлянды изоляторов и, в частности, для выявления дефектных изоляторов в многоэлементных изолирующих конструкциях высоковольтных линий электропередач.
Известна система контроля состояния изоляции высоковольтной линии электропередачи (Патент RU на полезную модель №122780, публ. 10.12.2012, МПК G01R 31/00), содержащая две подсистемы, предназначенных для подключения к противоположным концам контролируемого участка линии электропередач, при этом каждая подсистема снабжена датчиком коронных разрядов. По разности времени регистрации сигнала от датчика двумя подсистемами определяется место повреждения изоляции линии электропередач.
Недостатками данного технического решения являются низкая точность вследствие реализации косвенного способа определения места повреждения, требующего высокой степени синхронизации двух регистрирующих подсистем, а также низкая надежность вследствие вероятности ложных срабатываний, обусловленных сильной зависимостью параметров коронного разряда от метеоусловий.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство телеметрического контроля диэлектрической прочности гирлянды изоляторов (публ. CN №101576593, публ. 11.11.2009, МПК G01R2 9/12), содержащее блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП), к выходу которого последовательно подсоединены блок передатчика и передающая антенна, приемную антенну, к которой подключен центр сбора данных, при этом к блоку АЦП подключены три датчика напряженности электрического поля, которые расположены вблизи каждой контролируемой гирлянды изоляторов на  специальной штанге. Устройство позволяет обнаружить дефектный изолятор в подвесной изоляции за счет анализа данных об изменении напряженности электрического поля.
Недостатком указанного устройства является низкая надежность, обусловленная высокой вероятностью ложных срабатываний при атмосферных перенапряжениях.
Техническая задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении достоверности определения места появления дефектного изолятора.
Технический результат состоит в повышении надежности оперативного телеметрического контроля диэлектрической прочности гирлянды изоляторов высоковольтных линий электропередач.
Это достигается тем, что известное устройство телеметрического контроля диэлектрической прочности гирлянды изоляторов токоведущего провода от заземленной металлической траверсы опоры, содержащее блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП), к выходу которого последовательно подсоединены блок передатчика и передающая антенна, приемную антенну, к которой подключен центр сбора данных, снабжено двухслойным цилиндрическим конденсатором с емкостью первого слоя С2 и емкостью второго слоя С3, установленным на токоведущем проводе, при этом первый выход двухслойного цилиндрического конденсатора соединен с первым входом блока АЦП и нижним концом гирлянды изоляторов, верхний конец которой соединен с заземленной металлической траверсой опоры, второй выход двухслойного цилиндрического конденсатора соединен со вторым входом блока АЦП.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема устройства телеметрического контроля диэлектрической прочности гирлянды изоляторов.
Устройство телеметрического контроля диэлектрической прочности гирлянды изоляторов содержит блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 1, к выходу которого последовательно подсоединены блок передатчика 2 и передающая антенна 3 с возможностью передачи информации по каналу радиосвязи на приемную антенну 4, к которой подключен центр сбора данных 5, двухслойный цилиндрический конденсатор 6 с емкостью первого слоя С2 и емкостью второго слоя С3, установленный на токоведущем проводе 7. При этом первый выход двухслойного цилиндрического конденсатора 6 соединен с первым входом блока АЦП 1 и с нижним концом гирлянды изоляторов 8 общей емкостью С1, верхний конец которой соединен с заземленной металлической траверсой опоры 9. Второй выход двухслойного цилиндрического конденсатора 6 соединен со вторым входом блока АЦП 1. При этом гирлянда изоляторов 8 содержит изоляторы единичной емкостью Cn.
Устройство телеметрического контроля диэлектрической прочности гирлянды изоляторов работает следующим образом.
Для выявления наличия дефектного изолятора в предлагаемом устройстве используется принцип емкостного делителя. Общая емкость С1 гирлянды изоляторов 8 образует высоковольтное плечо емкостного делителя, а емкости первого слоя С2 и второго слоя С3 двухслойного цилиндрического конденсатора 6 образуют низковольтное плечо емкостного делителя. Напряжение относительно заземленных частей на токоведущем проводе 7 равно фазному напряжению линии электропередач.
1
1
Напряжение U1 между первым и вторым выходами двухслойного цилиндрического конденсатора 6, в исправном состоянии изоляторов равное эталонному значению, непрерывно контролируется, поступая на вход блока АЦП 1, где преобразуется в цифровой сигнал, который поступает в блок передатчика 2. В блоке передатчика 2 цифровой сигнал модулируется, усиливается и поступает на передающую антенну 3. Переданный цифровой сигнал принимается приемной антенной 4 и поступает в центр сбора данных 5. При изменении диэлектрической проницаемости одного из изоляторов (появлении дефектного изолятора) изменяется его емкость Cn, а, следовательно, и общая емкость C1 всей гирлянды изоляторов 8. Это приводит к увеличению напряжения U1 между первым и вторым выходами двухслойного цилиндрического конденсатора 6 до значения U2. Фиксирование в центре сбора данных 5 значения напряжения U2, отличного от эталонного значения U свидетельствует о неисправности изолирующей конструкции. Таким образом, каждая контролируемая гирлянда изоляторов 8 используется как часть устройства телеметрического контроля, при этом появление дефектного изолятора диагностируется по изменению ее общей емкости С которая не изменяется при появлении атмосферных перенапряжений.
Использование полезной модели позволяет повысить надежность и достоверность оперативного телеметрического контроля диэлектрической прочности гирлянды изоляторов высоковольтных линий электропередач.