УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике и предназначено для определения места повреждения участков воздушных линий.
Известен способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его осуществления, содержащее генератор зондирующих импульсов, состоящий из блока управляемого выходного сопротивления, блока памяти, цифроаналогового преобразователя и усилителя мощности, приемник, вычислительный блок, блок индикации. (Пат. РФ №2269789, опубл. 10.02.2006).
Недостатком данной системы является работа на частотах близких к частотам ВЧ связи в линии, кроме того не определяется обрыв провода.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, состоит в определении места повреждения (КЗ и обрыва) провода путем определения входного сопротивления воздушной линии, зависящей от частоты зондирующего сигнала, и смещения зондирующего сигнала в область звуковых частот.
Технический результат, возникающий при решении поставленной задачи выражается в определении места обрыва и в уменьшении влияния устройства на линии связи и достигается тем, что известное устройство определения места повреждения в линии электропередачи, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, усилитель, вычислительный блок, согласно полезной модели снабжено трансформатором тока, установленным на выходе усилителя, а измерительной обмоткой подключенным к вычислительному блоку.
Кроме того, устройство дополнительно снабжено трансформатором напряжения, подключенным к фазному проводу, измерительная обмотка подключена к выходу усилителя.
Кроме того, устройство дополнительно снабжено конденсатором связи, подключенным к фазному проводу, высокочастотный вывод подключен к выходу усилителя.
На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства.
На фиг.2 представлена зависимость входного сопротивления от частоты зондирующего сигнала.
На фиг.3 представлена структурная схема предлагаемого устройства, дополнительно снабженного трансформатором напряжения.
На фиг.4 представлена структурная схема предлагаемого устройства, дополнительно снабженного конденсатором связи.
Предлагаемое устройство определения места повреждения в линии электропередачи (фиг.1) содержит генератор 1, к выходу которого подключен усилитель 2. К выходу усилителя 2 подключен фазный провод воздушной линии (ВЛ) 3. Вычислительный блок 4 подключен к измерительной обмотке трансформатора тока 5, который установлен на выходе усилителя 2.
Предлагаемое устройство определения места повреждения работает следующим образом.
Генератор 1 подает сигнал синусоидальной формы на вход усилителя 2, который усиливает сигнал и подает синусоидальное напряжение на начало фазного провода ВЛ 3. Генератор 1 постепенно увеличивает частоту сигнала.
Вычислительный блок 4 подключен к фазному проводу воздушной линии 3 для измерения напряжения на нем. По отношению действующего значения напряжения на фазном проводе воздушной линии к току, протекающему через фазный провод воздушной линии 3, определяем входное сопротивление фазного провода воздушной линии, которое изменяется от частоты сигнала.
Вычислительный блок 4 через трансформатор тока 5 измеряет действующее значение тока в фазном проводе воздушной линии 3.
вх
вx
В случае повреждения воздушной линии (КЗ или обрыв) при увеличении частоты зондирующего сигнала возникают минимумы Z (в случае КЗ) и максимумы Z (при обрыве). Зная частоту, при которой выявляется первый минимум или максимум можно определить расстояние l до места повреждения, которое равно четверти длины волны сигнала данной частоты λ [Электричество №5/ 2009 Нормальные волны в фазных линиях, стр.51-54]:
вх
повр
min
max
вх min
вx max
При использовании усилителя 2 амплитуда напряжения на выходе усилителя не значительно зависит от тока и частоты, поэтому форма зависимости I(f) будет приближаться к Z(f), при этом частота f, при которой возникнут минимум тока I (при КЗ) и максимум тока I(при обрыве) будет совпадать с частотой, при которой возникнут минимум Z (при КЗ) и максимум тока Z (при обрыве).
В случае снабжения устройства дополнительно трансформатором напряжения (фиг.3), подключенным к фазному проводу 3, измерительная обмотка подключена к выходу усилителя. Устройство работает следующим образом.
Генератор 1 подает сигнал синусоидальной формы на вход усилителя 2, который усиливает сигнал и подает синусоидальное напряжение на измерительную обмотку трансформатора напряжения 6, которое увеличивается и подается на фазный провода ВЛ 3.
Вычислительный блок 4 подключен к измерительной обмотке трансформатора напряжения 6 для измерения напряжения на нем. По отношению действующего значения напряжения на измерительной обмотке трансформатора напряжения 6 к току, протекающему через измерительную обмотку трансформатора напряжения 6, определяем входное сопротивление фазного провода воздушной линии 3, которое изменяется от частоты сигнала.
Вычислительный блок 4 через трансформатор тока 5 измеряет действующее значение тока в измерительной обмотке трансформатора напряжения 6.
вх
Расстояние до места повреждения определяется по изменению Z от частоты сигнала:
В случае снабжения устройства дополнительно конденсатором связи (фиг.4), устройство работает следующим образом.
Предлагаемое устройство дополнительно снабжено конденсатором связи 6, подключенному к фазному проводу воздушной линии 3, высокочастотный вывод которого подключен к выходу усилителя 2.
Генератор 1 подает сигнал синусоидальной формы на вход усилителя 2, который усиливает сигнал и подает синусоидальное напряжение на высокочастотный выход конденсатора связи 6, которое через него подается на фазный провода воздушной линии 3.
Вычислительный блок 4 подключен к высокочастотному выводу конденсатора связи 6 для измерения напряжения на нем. По отношению действующего значения напряжения на высокочастотном выводе конденсатора связи 6 к току, протекающему через высокочастотный вывод конденсатора связи 6, определяем входное сопротивление фазного провода воздушной линии 3, которое изменяется от частоты сигнала.
Вычислительный блок 4 через трансформатор тока 5 измеряет действующее значение тока, протекающего через высокочастотный вывод конденсатора связи 6.
В предлагаемом устройстве может быть использован генератор звуковых частот (100 Гц-100 кГц), что ниже частот ВЧ связи.
При использовании трансформатора напряжения или конденсатора связи не требуется расшиновывать воздушную линию со стороны распределительного устройства, что упрощает использования данного устройства. Кроме того, появляется возможность непрерывного мониторинга состояния воздушной линии.
Таким образом, определяется обрыв цепи и устройство работает на частотах ниже частот работы ВЧ связи.