УСТРОЙСТВО ЧАСТОТНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники и электротехнологий. Устройство осуществляет защиту кабелей постоянного тока городского электрического транспорта от замыкания на землю.
Известно устройство (Патент РФ №15431, опубл. 2000.10.10) содержащее токовую жилу, контрольные жилы, высокочастотный генератор, включенный между контрольными жилами и заземленной оболочкой кабеля, датчик тока, входы которого подключены к контрольной жиле, датчик напряжения, входы которого подключены к контрольной жиле и заземленной оболочке кабеля, выходы датчиков тока и напряжения подключены к входу датчика фазы. Данное устройство имеет следующие недостатки: отсутствует гальваническая развязка между низковольтной высокочастотной схемой контроля состояния кабеля и элементами кабеля на которых есть (или может появиться) высокий потенциал постоянного тока, что может привести к выходу из строя системы защиты и создать угрозу жизни обслуживающего персонала, также не осуществляется непосредственный контроль за состоянием изоляции между токовой жилой и оболочкой, что не позволяет получить максимальную чувствительность системы защиты.
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в усовершенствовании надежности системы защиты кабеля и увеличении ее порога чувствительности.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство частотной токовой защиты кабельных линий содержащее токовую жилу, контрольные жилы, высокочастотный генератор, датчик тока, датчик напряжения, датчик фазы, к входам которого подключены выходы датчиков тока и напряжения, согласно полезной модели дополнительно снабжено двумя конденсаторами и шунтом, первый конденсатор подключен между высокочастотным генератором и токовой жилой, а второй конденсатор
между шунтом и высокочастотным генератором, шунт включен между вторым конденсатором и заземленной оболочкой, при этом высокочастотный генератор и датчик напряжения подключены между токовой жилой и заземляющей оболочкой кабеля.
На рисунке представлена структурная схема предлагаемого устройства частотной токовой защиты кабельных линий.
Предлагаемое устройство частотной токовой защиты кабельных линий содержит токовую жилу 1, контрольные жилы 2, высокочастотный генератор 3. включенный между токовой жилой и заземленной оболочкой кабеля 4, датчик тока 5, датчик напряжения 6, входы которого подключены к токовой жиле и заземленной оболочке кабеля, выходы датчиков тока и напряжения подключены к входу датчика фазы 7. Первый конденсатор 8 включен между высокочастотным генератором и токовой жилой, второй конденсатор 9 включен между шунтом 10 и высокочастотным генератором, шунт включен между вторым конденсатором и заземленной оболочкой.
У предлагаемого устройства защиты возможны 2 режима работы: нормальный, при котором система защиты включена, отсутствует замыкание в кабеле, аварийный режим - режим срабатывания системы защиты при замыкании в кабеле.
В нормальном режиме генератор 3 подает высокочастотный синусоидальный сигнал заданной амплитуды между токовой жилой 1 и заземленной оболочкой кабеля 4. Датчик тока 5 регистрирует токовый сигнал с шунта 10, датчик напряжения 6 контролирует напряжение между токовой жилой и оболочкой. Датчик фазы 7 отслеживает сдвиг фазы тока относительно заданного синусоидального сигнала напряжения. В нормальном режиме сдвиг фаз равен нулю, а амплитуда тока неизменна.
В аварийном режиме изменяются параметры кабеля, а также ухудшается основная изоляция между токовой жилой 1 и оболочкой кабеля 4, вследствие чего изменяется фаза и амплитуда токового сигнала. Датчик
тока 5 регистрирует изменение амплитуды тока, а датчик фазы 6 отмечает фазовый сдвиг тока относительно прикладываемого напряжения.
Устройство частотной токовой защиты кабельных линий согласно полезной модели обладает элементами, разделяющими силовую цепь с высоким потенциалом постоянного тока от низковольтной системы защитного устройства, что позволяет сделать схему защитного устройства надежнее и безопаснее для обслуживающего персонала. Способ подключения генератора непосредственно между токоведущей жилой и оболочкой увеличивает чувствительность защиты и позволяет регистрировать ухудшение сопротивления изоляции на ранних этапах развития аварии, что снижает вероятность повреждения соседних кабелей и развития пожара.