CN101919136A - 监视一段电能传输线的一条相线的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种设备和方法被用于监视一条电能传输线的一个传输线段的一条相线。该设备包含监视一条相线的一个参数的装置。该参数表示该相线的当前操作状况并具有已知的传播速度。该设备也包含一个用于在每次该参数具有一个超过阈值的数值时生成事件探测信号，并且用于在探测信号生成时存储一个接收时间的装置。该设备也有一个用于发射一个表示传输线段终端地理定位的信号的装置和一旦两个连续探测信号生成即根据表示地理定位的信号及关联于两个探测信号的接收时间用于执行事件地理定位的装置。

Description

监视一段电能传输线的一条相线的设备和方法

技术领域

本发明涉及监视一段电能传输线的一条相线的设备和方法。该相线包含n个相互电绝缘并且彼此之间在该段的两端短接的导体。

背景技术

在现有技术中已知，存在着专利US6,396,172和以国际公开号WO 02/41459公布的PCT申请书。在这些文件中，详细描述了用于与具有多条相线的一段电能传输线一起使用的开关装置。每一条相线具有多个相互电绝缘的并联导体。每一相线的导体在传输线段的两端处彼此短接。该装置包含用于有选择地开启和闭合每一相线的导体的并联断续器对，用于探测传输线段当前操作状况的探测装置以及用于根据传输线段的当前操作状况为断续器对发出命令的命令装置。

专利申请CA2,569,267描述一个用于改变一段电能传输线的相线阻抗的开关装置，该相线包含n个相互保持电绝缘并且彼此之间在传输线段两端形成短接的导体。该装置包含至少一个与至少一个导体串联的第一真空开关，至少一个用于有选择地开启和关闭第一真空开关的第一可控电机，一个用于探测表示相线当前操作状况的参数的探测器以及一个用于根据探测器探测出的参数控制第一可控电机的控制器。该申请书同样描述一个用于改变一条电能传输线的相邻两传输线段的两条相线的阻抗的开关模块以及一种用于改变电能传输线的一个传输线段的相线的阻抗的方法。

因此需要一种对一条电能传输线的传输线段的相线进行监视的方法，它允许对相线进行消极监视或积极监视以追踪传输线的变化，探测不正常的运行、缺陷或传输线破坏，测量或控制功率流量。

发明内容

本发明旨在提供回应前面所列举需求的设备和方法。

本发明旨在一种定位沿电能传输线的一个传输线段上的相线的突发事件的方法，该相线包含n个相互保持电绝缘并且彼此之间在传输线段两端形成短接的导体，该方法包含以下步骤：

a)在传输线段的其中一个终端处监视相线的n个导体的其中之一上的一个参数，所述参数表示相线当前操作状况并具有导体中已知传播速度；

b)每当参数有一个超过阈值的数值时在传输线段的终端处生成一个事件探测信号，并当探测信号被生成时存储一个接收时间；

c)发射表示传输线段终端的地理定位的信号；并且

d)一旦两个连续探测信号生成时，基于步骤c)中表示地理定位的信号以及与所述两个连续探测信号相关的接收时间，执行沿着传输线段的事件的地理定位。

本发明同样针对一种用于沿着在电能传输线的某一传输线段上的相线定位突发事件的设备，该相线包含n个相互电绝缘并且彼此之间在传输线段的两个终端形成短接的导体，该设备被定位在传输线段的一个终端处并包含：

监视相线的n个导体之一上的至少一个参数的装置，所述至少一个参数表示该相线当前操作状况并具有导体中已知传播速度；

用于每当所述至少一个参数具有一个超过阈值的数值时，在传输线段的终端处生成事件探测信号、并且在探测信号生成时存储接收时间的装置；

用于发射表示传输线段的所述终端的地理定位的信号的装置；以及

用于一旦两个连续探测信号生成时，基于表示地理定位的信号以及与所述两个连续探测信号相关的接收时间，执行沿着传输线段的事件的地理定位的装置。

本发明也针对一种用于在电能传输线的一个传输线段上沿着相线确定是否存在缺陷并在存在缺陷的情况下定位所述缺陷的方法，该相线包含n个相互电绝缘并且彼此之间在传输线段的两个终端形成短接的导体，传输线段的长度是已知的，该方法包含以下步骤：

a)在传输线段的一个终端处开启n个导体之一以向其注入一个入射电脉冲，并存储该入射脉冲的发射时间；

b)在传输线段终端处探测一个回应导体上入射脉冲收到的反射电脉冲，并存储一个反射脉冲接收时间，这些脉冲具有导体中已知传播速度；

c)发射一个表示传输线段终端的地理定位的信号；并且

d)根据发射和接收时间、传输线段长度以及传播速度确定是否存在一个缺陷，并且，在存在缺陷的情况下，根据步骤c)的表示地理定位的信号、发射和接收时间及传播速度执行所述缺陷的地理定位。。

本发明同样针对一种用于确定沿着在电能传输线的第一传输线段上的相线是否存在缺陷并且在存在缺陷时定位所述缺陷的设备，该相线包含n个相互保持电绝缘并且彼此之间在第一传输线段的两个终端形成短接的导体，传输线段的长度是已知的，该设备被定位在第一传输线段的的两个终端中的第一终端处并包含：

用于开启n个导体之一的开关；

用于向导体注入入射电脉冲的信号发生器；

用于在导体上探测一个回应入射脉冲的反射电脉冲的探测器，所述脉冲具有在导体中已知的传播速度；

用于存储入射脉冲注入时间和反射脉冲接收时间的存储器；

用于发射一个表示第一传输线段的第一终端的地理定位的信号的发射器；以及

用于根据发射和接收时间、第一传输线段长度和传播速度确定是否存在缺陷，并且，若存在缺陷，则根据发射器所发射的表示地理定位的信号、注入和接收时间和传播速度进行所述缺陷的地理定位的装置。

在阅读了适用于本发明的一种优选实施方式，参考附件图例所作的非限制性描述后，本发明将更容易理解。

附图说明

图1是一个包含开关(interrupteur)的电能传输线的一个传输线段的示意图。

图2是一个包含开关的电能传输线的一个传输线段的示意图。

图3是一个包含开关的电能传输线的一个传输线段的示意图。

图4是一个包含开关的电能传输线的一个传输线段的示意图。

图5是一个关于图2的本发明的一种优选实施方式的装置的一个示意框图。

图6是描绘装置一部分的电路图。

图7是根据本发明的一种优选实施方式的一个装置的一个侧面透视图。

图8是图7所示装置的另一个侧面透视图。

图9是图7和图8上所示元件的一个侧面透视图。

图10是图9上所示元件的一个正视图。

图11是图7和图8上所示元件的一个侧视图。

图12是沿着图11中A-A线的一个剖面图。

图13是图12一部分的一个放大视图。

图14是图12另一部分的一个放大视图。

图15是图7和图8上所示元件的一个侧视图。

图16是沿着图15中A-A线的一个剖面图。

图17是图7和图8上所示装置的正面示意图。

图18是根据本发明的另一种优选实施方式的装置的一个侧面透视图。

图19是根据本发明的另一种优选实施方式的装置的一个侧面透视图。

图20是图19上所示一部分装置的另一个侧面透视图。

图21是图19和图20上所示元件的一个侧面透视图。

图22是根据本发明的另一种优选实施方式的装置的一个侧面透视图。

图23是图22上所示元件的一个侧面透视图。

图24是根据本发明的另一种优选实施方式的装置的一个侧面透视图。

图25是图24上所示元件的一个正面透视图。

图26是图24上所示元件的一个侧面透视图。

图27是图24上所示元件的一个侧视图。

图28是沿着图27中A-A线的一个剖面图。

图29是图24上所示元件的一个侧视图。

图30是图24上所示元件的一个侧视图。

图31是图26上所示元件的一个正视图。

图32是根据本发明的另一种优选实施方式的装置的一个侧面透视图。

图33是图32上所示元件的一个侧面透视图。

图34是图32上所示元件的一个侧视图。

图35是沿着图34中A-A线的一个剖面图。

图36是图32上所示元件的一个侧面透视图。

图37是一个导体平衡杆(palonnier)的一个侧面透视图。

图38是另一个导体平衡杆的一个侧面透视图。

图39是另一个导体平衡杆的一个侧面透视图。

图40是另一个导体平衡杆的一个侧面透视图。

图41是一个安装在一条相线的四个导体之间横臂上的安全照明装置的一个正面透视图。

图42是一个安装在一条相线导体上的、无触点电容性电源天线的一个侧面透视图。

图43是一个与无触点电源相配套的过压保护电路的一个侧面透视图。

图44是一个根据本发明的一种优选实施方式的装置所安装的电缆塔(pylone)的一个侧面透视图。

图45是图44上面部分的一个放大视图。

图46是包含根据本发明的包括一个控制器和一部分探测器的一个单元的简要框图。

图47是根据本发明优选实施方式的一部分装置的电示意图。

图48是电能传输线的一个传输线段的示意图，其根据本发明的另一种优选实施方式包含两个装置。

图49是电能传输线的两个传输线段的示意图，其根据本发明的另一种优选实施方式包含两个装置。

具体实施方式

本发明构成了对专利申请CA2569267中所述发明的改进。这一改进主要在于添加元件以便将电能传输线转换为智能线路，在该智能线路上能够执行一种消极或积极监视，例如随后的非限制性描述中所述。

若现在参考图46、48和49，定位沿着电能传输线的一个传输线段1105的一条相线的突发事件的目的用设备1100实现。该相线包含相互电绝缘并且在传输线段1105的两个终端之间短接的n个导体。设备1100被定位在传输线段1105其中一个终端处。设备1100包含监视相线的n个导体其中之一上至少一个参数的装置。所述至少一个参数表示该相线的当前操作状况并具有已知的导体中传播速度。该设备同样包含一个每次所述至少一个参数具有一个超出阈值的数值时用于在传输线段1105终端生成一个事件探测信号，并且当探测信号生成时存储接收时间的装置。设备1100也包含一个用于发射表示传输线段1105所述终端的地理定位的装置。设备1100同样包含一个用于一旦生成两个连续探测信号基于表示地理定位的信号、以及关于两个连续探测信号的接收时间，则执行沿传输线段1105的事件地理定位的装置。传输线段长度是已知的，同样知道当来自事件的信号到达传输线段的远终端时，它遭遇导体短接并生成一个返回设备的反射信号。该设备因此收到直接来自事件的第一信号，以及在传输线段远终端反射的第二信号。这两个信号允许沿着传输线段定位事件。该设备以被称为“消极”的方式监视相线。在图48中，放置多个电缆塔，在该幅图中所绘电缆塔之间，示意图上所绘线路中出现中断。这些监视装置，用于生成事件探测信号，发射表示地理定位的信号以及执行沿着传输线段的事件地理定位，由处理器570来实现，其带有用于监视n个导体的其中一个上至少一个电参数的输入端，以及用于计算沿着传输线段事件的地理定位的计算能力。在优选方案下，表示当前操作状况的参数是电流或电压。

在优选方案下，监视装置1101能够以至少1MHz的采样频率运行以监视所述至少表示操作状况的参数。该采样频率最好可升高至1GHz。如图48所绘，采样可参照一个GPS系统1140进行同步。该GPS系统1140可与处理器570进行通信以执行设备的地理定位并由此将维护团队引领到所波及的传输线段。而且，设备1100可从远程集中控制系统1150进行数字化控制，该远程集中控制系统1150通过与多个设备通信来控制和监视整套传输线。

在优选方案下，监视装置1101包含由处理器570实现的用于在一个预定时间窗口中的连续存储关于该参数的数据的装置，以及一个用于仅保存开始于接收时间前100μs且结束于所述至少一个参数值再次低于阈值时的一个时间段上数据的存储器。这允许恰当地测量和识别表征传输线段上突发事件的一个波前。

根据本发明的一种优选实施方式，通过处理信号，并从对线路特征的知识出发，有可能从要到达设备的波前开始重组最初波前。而且，该设备同样可被用于探测传输线段相关保险丝上的事件。事实上，保险丝通过与传输线的感应电容性地被耦合。其结果是，保险丝上的干扰对导体有影响，而这根据本发明可被设备探测出。根据本发明的该设备同样可以使用相位器技术以便更好地识别线路上突发事件。相位器的测量同样可以提供许多关于线路上缺陷定位的信息，甚至在某些情况中，可以识别将会打击线路的缺陷。在优选方案下，该相线包含4个导体。

在优选方案下以及如图49所绘，本发明同样针对一个包含两个设备1100和1110的系统，每一个设备如前所述。设备1100被定位在一个第一传输线段1005上。第二设备1110被定位在与第一传输线段1105相邻的第二传输线段1115上。图49显示了这些设备可如何根据被称为“背靠背”的配置方式被安装。在这样一种配置下，传输线段对1105和1115是相邻的。设备1100可与设备1101背对背安装在同一电缆塔上，并且设备1100也可与在另一个电缆塔上的设备1111背对背安装。这一配置允许留出摆放设备所需的传输线段终端间间隙。在图49中，在两个传输线段1105和1115中间的终端1120没有监视设备，这以便于为传输线的维护而减少待监视设备数量是有优势的。在这样一种配置中，考虑到不同模块和传输线段之间的配置和连接，同样一个事件可被多个传输线段上的多个模块探测到，因为一个表征一个事件的信号将会在不止一个设备上传播。

根据本发明的一种优选实施方式，传输线段上的设备与位于线上的其他多个传感器是兼容的。这些设备因此可以为这些传感器的信号充当中继站以便保证这些向对应监视系统的信号传输具有良好的品质。

定位沿电能传输线的一个传输线段1105的一条相线的突发事件的目的同样用一种包含多个步骤的方法达到。该相线包含相互电绝缘并且在传输线段两终端彼此之间短接的n个导体。该方法包含以下步骤

a)在传输线段其中一个终端处监视相线n个导体的其中一个上的一个参数，所述参数表示相线当前操作状况并具有已知导体中传播速度；

b)每当参数有一个超过阈值的数值时在传输线段终端上生成一个事件探测信号，并当探测信号被生成时存储一个接收时间；

c)发射一个表示传输线段终端地理定位的信号；并且

d)一旦两个连续探测信号生成时基于步骤c)中表示地理定位的信号以及两连续探测信号的相关接收时间，执行沿着传输线段事件的地理定位。

在优选方案下，监视相线n个导体其中一个上一个参数的步骤在至少1MHz的采样频率下被执行。

在优选方案下，步骤a)中，参数的数据被连续存储在一个预定时间窗口中，并且在步骤b)中，探测信号生成之后，在步骤a)中生成的数据仅在开始于接收时间前100μs且结束于参数值再次低于阈值时的这一段时间段中保存在存储器上。如前面提到的，这样允许恰当地测量和识别表征传输线段上突发事件的一个波前。

如图47上所绘，监视沿着电能传输线第一传输线段上的相线是否存在缺陷并且在存在的情况下定位所述缺陷的目的同样可以根据本发明的另一种优选实施方式用设备1000达到。该相线包含n个相互保持电绝缘并且彼此之间在第一传输线段两端形成短接的导体1001、1002、1003和1004。传输线段的长度是已知的。设备1000被定位在第一传输线段的第一终端上。设备1000包含用于开启n个导体其中一个的一个开关1006、1007、1008或1009。设备1000也包含一个用于向导体内注入一个入射电脉冲的信号发生器1010、1011和1012。设备1000同样包含一个用于在导体上探测一个回应入射脉冲的反射电脉冲的探测器，这些脉冲具有在导体中已知的传播速度。设备1000也包含一个用于存储入射脉冲注入时间以及反射脉冲接收时间的存储器。设备1000同样包含一个用于发射表示第一传输线段第一终端地理定位的信号的发射器。设备1000也包含一个用于根据发射和接收时间、第一传输线段长度以及传播速度确定是否存在一个缺陷，并且，若存在一个缺陷则根据表示发射器发射的地理定位、注入和接收时间、以及传播速度的信号执行所述缺陷的地理定位的装置。设备1000的不同装置可由例如图46上所示的处理器570实现。该装置用被称为“积极”的方式监视相线。

在优选方案下，探测器能够以至少1MHz的采样频率运行以探测所述反射脉冲。

在优选方案下，该设备包含一个处理器，例如图46上所示的处理器570，它允许从入射电脉冲被注入那一刻直至反射电脉冲被探测到的一刻止实现用于在导体上探测和存储数据的装置。

在电能传输线一个传输线段上沿着相线确定是否存在缺陷并在存在的情况下定位所述缺陷的目的，也可以根据本发明的另一种实施方式用一种包含多个步骤的方法达到。该相线包含n个相互保持电绝缘并且彼此之间在传输线段两端形成短接的导体。传输线段的长度是已知的。该方法包含以下步骤：

a)在传输线段的其中一个终端开启n个导体中的其中一个以向其注入一个入射电脉冲，并存储该入射脉冲的发射时间；

b)在传输线段终端探测一个收到的回应导体上入射脉冲的反射电脉冲，并存储一个反射脉冲接收时间，这些脉冲具有一个导体中已知传播速度；

c)发射一个表示传输线段终端地理定位的信号；并且

d)根据发射和接收时间、传输线段长度以及传播速度确定是否存在一个缺陷，并且，在存在一个缺陷的情况下，根据表示步骤c)的地理定位的信号、发射和接收时间、及传播速度执行所述缺陷的地理定位。

在优选方案下，在传输线段终端上探测导体上反射脉冲，并存储反射脉冲接收时间的步骤以至少1MHz的采样频率被执行。

在优选方案下，步骤b)包含一个从入射电脉冲被注入那一刻直至反射电脉冲被探测到的一刻止在导体上探测和存储数据的步骤。

根据另一种优选实施方式，监视电能传输线的一个传输线段的一条相线的目的同样可以用一个尤其特别绘在图47中的监视设备1000达到。该相线包含相互保持电绝缘并且彼此之间在传输线段1005两端形成短接的导体1001、1002、1003和1004。该设备包含至少一个第一开关1006、1007、1008和1009，与至少导体1001、1002、1003和1004之一串联。

该设备1000同样包含，如图46上所示，一个用于探测至少一个表示相线当前操作状况的参数的探测器。该设备包含一个具有用于接收指示各开关操作位置的信号的第一输入端以及至少一个用于接收指示参数的信号的第二输入端的处理器。该设备同样包含一个连接于处理器并用于接收控制信号的射频接收器以及一个用于根据控制信号控制第一开关1006、1007、1008和1009的控制器。该设备也包含一个连接于处理器用于发射指示开关1006、1007、1008和1009操作位置及参数的信号的射频发射器。

在优选方案下，电能传输线的一个传输线段的一条相线的监视设备1000同样包含一个高压脉冲发生器1010、1011和1012及一个与脉冲发生器1010、1011和1012串联的放电器1013、1014和1015。脉冲发生器和放电器构成一个与第一开关并联的电路。在另一种实施方式下，脉冲发生器是一个电流脉冲发生器。

监视电能传输线的一个传输线段的一条相线的目的同样可用一种用于监视电能传输线的一个传输线段的一条相线的方法达到。该相线包含n个相互保持电绝缘并且彼此之间在传输线段1005两端形成短接的导体1001、1002、1003和1004。该方法包含提供与至少导体1001、1002、1003和1004之一串联的至少一个第一开关1006、1007、1008和1009，探测至少一个表示相线当前操作状况的参数，用一个具有多个第一输入端和至少一个第二输入端的处理器接收指示开关1006、1007、1008和1009操作位置的信号以及指示参数的信号的步骤。该方法同样包含用一个连接到处理器的射频接收器接收控制信号，根据控制信号控制第一开关1006、1007、1008和1009，用一个连接到处理器的射频发射器发射指示开关1006、1007、1008和1009操作位置和参数的信号以及用供电装置为处理器、接收器和发射器供电。

在优选方案下，用于监视电能传输线的一个传输线段的一条相线的方法同样包含，在探测至少一个参数步骤之前，用一个高压脉冲发生器1010、1011和1012生成一个高压脉冲，用一个放电器1013、1014和1015释放脉冲以产生一个高压脉冲以及将该高压脉冲注入导体1001、1002或1003中的步骤。

定义

一条智能传输线(LTI)或“Smart Power Line(SPL)”包括一条传统的束状传输线(例：735KV线)，其上使各相的子导体在30km的各段上绝缘并且每60km，在锚固电缆塔上，加入安装在相上的开关转换装置，以及一个传输线消极或积极监视系统。

运行原理

装入的开关转换装置使束中一个或多个子导体中的电流重定向以用于线路除冰或调制线路阻抗(MIL线路阻抗调制器，或“LineImpedance Modulator LIM”)。一条智能传输线，不仅出于维护目的而自动自我分析和自动自我监视，还允许实时跟踪传输线和网络的电性能并允许，在需要时，修改传输线中和电网中功率的流动。

这一高冗余技术直接用于网络上而且它可由一个远程集中控制进行数字化控制。它与智能网络是兼容的。

该分布式“Flexible AC Transmission System”(灵活交流输电系统)FACTS技术补充了完整网络中的其他FACTS。

对一条传统传输线运行的影响

在传统输电线中加入该技术不影响：

●传输线的电绝缘，因为它是直接安装在该相上而不参考其他相或大地；

●传输线的电连续性，因为任何时候一个直接电连接或一个“先接后断make before break”电连接都保证该连续性；

●传输线的最大传输能力，因为随时内部迂回跨接线(lescavaliers de contournement)允许给传输线重新赋予全部传输能力；以及

●传输线的机械抗性，因为它在机械上与传输线不是串联。它在锚固电缆塔上由迂回跨接线支持。这一锚固电缆塔以及装配的开关转换装置构成一个小型子站。

对传输线可靠性和安全性的影响

这一技术允许增加传输线和网络电可靠性：

●通过使用带电除冰减少由探测及消除颠震引起的颠震造成的短接数量；

●通过使用带电除冰减少由于薄冰、霜或融雪造成的短接数量；

●在意外情况下通过向其他传输线重新疏导电力。

对传输线运行的影响

这一技术允许以非常显著的方式增加传输线的机械可靠性并延长其使用寿命：

●通过使用带电除冰避免由于薄冰、霜或融雪造成的传输线损坏；

●通过使用带电除冰减轻疲劳和避免由于颠震造成的破坏。

●通过避免由于反常气候事件，例如，大风和薄冰、大风和霜或大风和融雪相结合引起的过载造成的加速老化；并且

●通过避免由于结冰的随机断电引起的束旋转。它允许通过控制子导体的断电顺序随时在束的地理中心底部保留重心。

对传输线维护的影响

这一消极监视技术允许一个定位于传输线或开关转换装置的特别的预防性维护，这通过：

●借由对干扰事件占用时间，换而言之即在该事件被一个或多个探测器探测出来之前的所需时间的测量和分析，在大地和相之间对故障的精确定位；

●借由对干扰事件占用时间的测量和分析，对雷击的精确定位；

●借由对干扰事件占用时间的测量和分析，对传输线损坏的精确定位；

●对由于传输线上电线或保护环上一个缺陷造成的电晕放电效果改善的精确定位；

●真空开关转换装置电弧标记的比较；

●借由对电流和电压的测量和分析，开关转换模块中电流流动的持续跟踪。

借助位于开关转换模块内部的一个高压脉冲发生器，积极监视传输线的技术允许：

●借由测量和研究从绝缘缺陷产生的反射，监视横杆和平衡杆的绝缘状况；并且

●借由测量和研究从导体缺陷产生的反射，监视导体状况。

对传输线和网络保护的影响

相位器(phaseur)的测量不仅允许跟踪传输线和网络的性能，而且允许，通过直接作用在自动断路器上，增加对传输线的保护。

相位器的测量也允许验证网络子站中测量设施的运行情况和校准情况。

相位器的测量同样允许对网络中功率流动进行可视化。

对网络运行的影响

这一分布式模块技术允许增加网络传输能力：

●通过由调制传输线阻抗来控制功率流动，以减少瓶颈。

并且在更为成熟的版本中：

●通过以加入减震装置的方式稳定跨区域的震荡；并且

●通过加入分布式制动电阻加大网络的稳定性。

增加传输线的传输能力

并且通过逐相加入其他导体及加入开关转换模块，能够增加单导体或双导体线传输能力并使其智能化，以便能够为其除冰并控制功率流动。

导体的额外重量由减少由于添加除冰模块而减少冰量来补偿。这一方法可以避免需要加强传输线的支撑塔、绝缘装置及地基。

这一改变，不仅增加传输线的传输能力，还减少电晕辐射。

通常方式下，可以说一条传统传输线向智能线路的转换允许跟踪传输线的变化，减少颠震，避免由于薄冰、霜或融雪造成的传输线损坏，减少由于颠震、薄冰、霜或融雪造成的故障数量并且由此增加传输线的使用寿命。而且，一条智能线路可以用作智能网络的测量装置以及控制同一网络功率流动的执行器。所有这些优势均在不损害网络运行的情况下获得。

随后的描述再次部分摘录专利申请CA2,569,267中所述的发明的说明书。

在这些图中，连接开关转换装置的不同元件的电缆，传感器以及电子开关控制卡并未显示。

本发明涉及一种传输线阻抗调制器(LIM)，它是一个灵活分布式交流传输系统(FACTS)，其中每个传输线段长度为几十公里且相互独立。根据本发明每一个电能传输线的传输线段包含一个开关转换模块，其中至少一个真空开关与传输线段的至少一个导体串联。根据本发明的一种优选实施方式，例如图7所示，至少一个导体不包含开关，这意味着这样一个导体总是提供一个流电(galvanique)连接。根据本发明的其他优选实施方式，其中在所有导体上都配备开关，例如图24所示，先接后断开关装置被配备以便相传输线段的4个连接器绝不会同时开启。

根据本发明的优选实施方式，出于安全的原因冗余在多个层次均被考虑到。例如，根据优选实施方式，例如图9至14所示的各真空开关对并联，已被考虑到。还是根据优选实施方式，如图9至14所示的线性千斤顶(vérin)，已被考虑到用于在故障运行的情况下强制关闭或开启指定真空开关。还是根据优选实施方式，如图5至17所示，通信已被考虑到借助电能输送传输线通信、无线通信或还有光纤通信。该设备的一条远程命令可经由通信系统被执行。还是根据优选实施方式，如图7、17和42所示，一个电源从电能输送传输线借助一个与磁耦合器或电容耦合器一起运行的无触点电源被供电。

还是根据优选实施方式，表示传输线当前和过往事件的数据可供分析之用。还是根据一种优选实施方式，包含一个储存表示设备当前和过往事件数据的存储器的一个黑匣子被考虑到，例如图5或图46所示。

还是根据本发明的一种优选实施方式，用于在通信系统故障运行的情况下关闭电能输送线相线的所有导体以便由此重建相线的装置已被考虑到。还是根据本发明的一种优选实施方式，表示传输线段每一相线当前操作的数据可通过一个通信系统被发送出去以进行远程诊断和维护。

根据一种优选实施方式，在与一个或多个通信设备的通信中断的情况下，在一个或多个设备中的真空开关按预先建立的顺序自行关闭从而使传输线在几十毫秒内回复到其最初状态，这意味着电能传输线恢复其最大传输能力。此外，在其中一个开关转换装置中的电源中断的情况下，真空开关按预先建立的顺序自行关闭而传输线在几十毫秒内回复到其最初状态，这意味着电能传输线的传输线段恢复其最大传输能力。

本发明的潜在应用程序此外包含：一个传输线阻抗调制器(LIM)；一个传输线除冰器；一个传输线电源；一个电流限制器；一个同步共振减震器；一个跨区震荡减震器；和一个制动电阻。根据2002年5月23日公布的国际公开号02/41459的PCT申请的内容，这些无源元件可被加入到根据本发明的该设备中。

现在参考图1至5。图5所示元件具体适用图2所示的实施方式但可以方便地适用于图1的实施方式甚至借助该领域的专家可适用于图3和图4所示的实施方式。一个用于改变电能传输线4的一个传输线段2的一条相线阻抗的开关转换装置被表示在图上。该相线包含4个相互保持电绝缘并且彼此之间借助短路8在传输线段两端形成短接的导体6。该相线表示出4个导体但它可以有n个导体6。R、L、M分别表示相线4的传输线段2的电阻、电感和互感。传输线段2有3个相线A、B和C。

至少，该设备包含至少一个与至少一个导体6串联的真空开关。在当前情况下，有3个分别与相线的3个导体相关联的真空开关10，3个用于有选择地开启和关闭3个第一真空开关10的第一可控电机12，3个分别与第一真空开关10并联的第二真空开关14，以及3个用于有选择地开启和关闭第二真空开关14的第二可控电机12。该设备同样包含一个用于探测一个表示相线4当前操作状况的参数的探测器。在当前情况下，电容性和电感性无触点电源16和14被提供。本设备也包含一个用于根据由探测器探测出的参数及一个远程命令的请求控制第一和第二可控电机12的控制器20。一个无触点主电源被用于给一条相线的供电线供电。该无触点主电源包含电容性和电感性电源16和18。

一些变流器被提供用于将一条相线电源转换成CC和CA电源。CC电源为一个存储CC电能的电容器盒22供电。

每一个电源16和18是两个以保证冗余。每一个电感性电源18包含多个位于如图7所示的设备分格的电流变换器66。这些变换器拥有它们的由相线电流供电的初级线圈。这些变换器的次线圈给一个经由一个配电盒36连接到位于电容器盒22内的存储电容器的变流器供电。

每一个电容性电源16包含一个被称为电容性天线5的绝缘导电板，如图42所示，位于相线导体几厘米处。天线5借助一个如图22所示的绝缘套管97被电连接在图17所示的变压器15上并位于开关转换装置内部。变压器15为图17所示、经由配电盒36连接到电容器盒22上的变流器17供电。

这些电容和电感性电源16和18被连接在将电能分配到不同设备元件的配电盒36上。该配电盒36由开关转换装置的控制器20控制。

PLC(电能传输线)类型传输线24的通信系统被连接在控制器20上以通过相线进行通信，而且一个发射/接收路由器25被连接在PLC和控制器20上以进行无线通信。一个全球定位系统21也被考虑用于通过卫星定位开关转换装置和用于计时的目的。路由器25和全球定位系统21有一个如图24所示的天线57。

一条电能传输线的所有开关转换装置可被连接于一个局域电信网络中。在此局域网络中，每个相线的开关转换装置保持通信：1)经由PLC在该电能传输线的不同传输线段之间；2)经由一个短距离射频或红外线链接在一个传输线段的各开关转换装置之间；以及3)经由一个小作用范围射频连接、一个红外线连接或一个光纤连接，在电能传输线两个终端或两个终端之间的转发器位置上。

若现在参考图2，可以看见一种实施方式，其中该设备包含3个分别与3个真空开关14并联的电子开关26，这些电子开关26由控制器控制。不言而喻，该设备可包含少于3个电子开关。

若现在参考图3，该设备，在此实施方式下，包含3个与第一和第二真空开关10和14并联的电子开关26。同样有可能考虑少于3个电子开关。

若参考图4，可以看见根据本发明用于除冰的设备。该设备包含4个分别并联并连接到相线4个导体的第一、第二和第三真空开关10、14和28，以及4个用于有选择地开启和关闭第一、第二和第三真空开关10、14和28的第一、第二和第三可控电机12。

若现在参考图5，该设备包含一个包含存储器和用于保护存储器的机盒的黑匣子34。该存储器被连接于控制器20以存储表示开关转换装置及相线当前和过去事件的参数。控制器20同样允许基于测定的数据执行计算。这些可控电机12可以是单相线性电机、多相线性电机、包含一个导螺杆的常规电机或其他任何类型电机。向设备内部流动的信号流和供电流借助配电箱36进行。每个电机12经由一个电动变流器38被连接到配电箱。每个电子开关26经由一个电子开关控制卡40被连接到配电箱。

现在参考图5和图6。图6上半部所示的电机12，用于控制如图1所示的第二真空开关14。图下半部所示的电机12用于控制也如图1所示的第一真空开关10。正如在图6上所见的，用于控制被用作分流器的第二真空开关14的电机被连接到一个“关联断路器”装置42。该“关联断路器”装置42，针对两个可控电机的每一个，包含一个专用于从相线开始给电源供电的无触点电源44，一个用于整流电源的整流器46，一个用于从整流器出口处累积电能的电容器48和一个用于，在接收到控制器20的一个控制信号时，在对应第二可控电机中使电容器48放电以关闭该电机的可控开关50。该控制器20有一个用于探测一个高频发射/接收路由器25及电能传输线通信系统24故障运行和其他任何故障运行的探测器，和一个用于基于故障运行的探测生成控制信号以便在没有通过“关联断路器”装置42的应答的情况下经由电动变流器38闭合至少一个或所有如图1所示的第二真空开关14的命令发生器。

控制器也有一个用于在主要无触点电源16和18中探测故障运行的探测器，和一个用于基于探测到故障运行生成控制信号以便关闭至少一个或所有如图1所示的第二真空开关14的命令发生器。此外，该控制器有一个用于探测在如图1所示的真空第一开关中故障运行的输入端和一个用于控制第二可控电机以便在其中一个一探测到第一真空开关中故障运行即关闭如图1所示的至少一个或所有第二真空开关14的命令发生器。

若现在参照图1、3和4，在其中一个第一真空开关10中发生爆炸的情况下，若系统被周全设计这是极不可能发生的，关联于已爆炸的第一真空开关的第二真空开关14被关闭并且阻抗调制的最大振幅按ε降低。第二真空开关14被用作分流器。ε很小并且是长度可达200公里的电能输电线中可用传输线段数量的一个函数。传输线段的数量越大，ε越小。若一个真空开关处于故障运行，传输线依然起作用。一个局部故障的开关转换装置的更换占去不到一天的时间而且这可以在不中断服务的情况下完成。除了无心的错误设计之外，电能传输线将不损失其传输能力。在其中一个第一真空开关10故障运行的情况下，第二真空开关14自动接替。

现在参照图2、和7至17，以描述开关转换装置的一种优选实施方式。该开关转换装置通常在一个终端包含一个借助图18所示的机盒侧壁一个绝缘体62绝缘的第一导电板60。这第一导电板60与相线的4个导体电路连接。4个导体的电流从第一导电板60开始，经过一个穿过电流变换器66的中央导体，随后经过一个第二导电板68进行循环。这两个导电板60和68界定了包含变换器66的一个第一分格的范围。变换器66被用于测量相电流，用于提取相线电源，并用作一个用于电能传输线通信系统和全球定位系统(GPS)的发射和接收天线。

电流从这个第二导电板68经过一组位于这第二导电板68周围的导体72并向一个第三导电板74循环流动。这第二和第三导电板68和74界定了用于安置控制器和电源的第二分格76的范围。这一配置减少由相电流在此第二分格76中，也在其他分格82和90中产生的磁场。

随后，电流从此第三导电板74开始经过位于这第三导电板74周围的导体78并向一个第四导电板80循环流动。这第三和第四导电板74和80界定了包含了控制部件的第三分格82的范围。每一控制部件包含一个电机、一个变流器和相关联的机械控制装置。这些控制部件是用于开启和关闭真空开关的可控电机。该第四导电板80被用作所有真空开关的一个电压参照。该第四导电板80由位于这第四导电板80周围的导体84连接到一个第五导电板86。第五导电板86是开关转换装置的输出板。这第四和第五导电板80和86界定了包含了真空开关类的开关的第四分格90的范围。第五导电板86包含用于导体6穿过的绝缘体套管65，一个用于减少爆炸时产生的过压的门(porte)92，一个例如图22所示用于电容性电源的绝缘体套管97和当必要时，如图22所示的绝缘体97。

因此，开关转换装置包含一个机盒，具有一个图18所示的导电侧壁64，横贯侧壁并将机盒分成第一、第二、第三和第四分格70、76、82和90的第一、第二、第三、第四和第五导电板60、68、74、80和86的。第一导电板60包含一个用于电绝缘侧壁的绝缘元件62。第二、第三、第四和第五横贯导电板68、74、80和86被电连接到侧壁上。第一、第二、第三和第四导电板60、68、74和80被电连接到导体6而第五导电板86借助绝缘体套管65与某些导体6绝缘。第一和第二导电板界定了包含至少一个连接第一和第二导电板的中央导体，以及位于中央导体周围用于通知控制器中央导体中流动的电流的变换器66的第一分格70的范围。第二和第三导电板界定了包含控制器和专用主要无触点电源的第二分格76的范围。第三和第四导电板界定了包含可控电机12的第三分格82的范围。第四和第五导电板界定了包含真空开关10和14的第四分格90的范围。根据一种优选实施方式，一个机械屏13将真空开关彼此保护起来。

其中一个导体6通过一个电连接直接连接于设备的输出板86。其他导体经过用于进入包含真空开关的第四分格90的绝缘体套管65被连接。在此实施方式下，这些真空开关被成对提供并且如图9更为具体所示是并联连接。真空开关被连接到电压参考板上或设备机盒上。对于每一对真空开关，第二真空开关14被用作分流器并被连接到“关联断路器”装置。在图9上，开关10的屏13已被除去以提供观察屏13后面元件。连接于控制器的电流变换器9也被提供用于测量电流。电容性电压探测器63也被提供用于测量电压。

若现在更具体地参考图11至14，两个可控电机12中的每一个包含一个用于稳定第二可控电机12位置处于开启或闭合状态的稳定机构94。一个弹簧96被考虑用于迫使第二开关处于闭合状态。一个锁紧机构被提供用于保持弹簧处于一种压缩位置以保持开关处于开启状态。如图6所示的是变流器38的激活或者是可控开关50的闭合均足够用于激活电机12以控制稳定机构94并开启锁紧机构95。该弹簧，一旦锁紧机构95开启，移动第二开关14至闭合状态。当线性控制部件被激活以开启第二真空开关14时，锁紧机构95将真空开关14保持在一个开启状态。若控制器38或为变流器38供电的电源不工作，并且控制器命令闭合开关14，“关联断路器”装置42则向电机舱内注入一股电流以控制稳定机构94来开启锁紧机构95并且弹簧96因此将闭合真空开关94。

若现在参考图15和16，与第二真空开关14并联的第一真空开关10被一个具有开启或闭合两个稳定位置的双稳装置的电机12以及一个如图16上更为细致展示的线性电机12激活。这第一真空开关10被用于短接或开启相应的导体。

开启或闭合第二真空开关14的线性电机12由一个自由移动进入一个正交于一个磁场的一个磁场内部的单相绕组构成。一个电压源通过变流器38为电机绕组供电。例如图6所示，每一个“关联断路器”装置42包含一个用于每一个线性电机12及其关联真空开关的独立电源。这些独立电源为穿过电磁或电子开关50连接于电机绕组的电容器48重新充电。当控制器故障运行时，电源或电动变流器，以及“关联断路器”装置开关50被强制处于闭合状态。电容器48所收集的电能促成一股根据指定方向穿过相应电机绕组12以产生相应线性电机运动的电流。这一运动控制稳定机构94，开启锁紧机构95并因此弹簧96闭合相应真空开关14。当所有两个真空开关14被闭合时相线则恢复其最初的电流传输能力。变流器38用开启和闭合第二真空开关所需能量为电机12供电。同样地，变流器38和电机12被用于中断到发电机模式或用于减少无论哪个真空开关的动作。

若现在更具体地参考图17，可以看到图5所示的大部分元件位于图2和图7至17所示的实施方式范围内。无触点电容性电源包含变压器15。电容性电源17被考虑到。控制器20由一张控制卡操作执行。

若现在参考图18，可以看见一个用于改变一条电能传输线相邻两传输线段的两个相线的阻抗的开关转换模块100。每一条相线包含4条相互保持电绝缘并且彼此之间在传输线段两端形成短接的导体。开关转换模块包含2个开关转换装置，每一个都例如图1至4所示。2个开关转换装置被背对背安装。机盒在其高处和低处部分包含用于通风的开口102。高处开口并未显示因为它们位于半圆柱104下方。该机盒包含一个用于防止机盒内部太阳辐射造成的过热的热绝缘材料。

该机盒包含一个圆柱形壁64，在其2个终端包含保护环94。一个升起钩95也被考虑。位于高处的开口处被上端和下端均考虑有开口110的保护环94中引导空气通风的半圆筒104覆盖。一个热隔离器位于圆筒下方以防止机盒内部太阳辐射造成的过热。机械接头位于设备和模块100之间。

通过一个开关转换模块100中背对背两个开关转换装置的执行，可能与开关转换装置有关的电缆塔数量按系数2减少。对于一个名义上30km的LIM或一个除冰传输线段，每60km仅有一个LIM电缆塔或一个除冰开关转换模块100。

若现在参考图2和19至21，可以看见一个包含多个电子开关112的开关转换装置。当希望增加开启和闭合的频率时，图1所示的真空第一开关则被与第二真空开关14并联的电子开关26所替代。在此情况下，附加元件应被加入，例如一个带有散热管冷却系统59，一个隔离器，一个过压保护电路，一个用于在电子开关不同级之间分配电压的电压分配器电路(未表示出)，以及图5所示的控制卡40。一个太阳能隔热屏61被考虑用于保护不受太阳能辐射。

若现在参考图3、22和23，可以看见一个带有2个真空开关10和14及一个并联电子开关26的开关转换装置。具有与一个电子开关26并联的第一和第二真空开关10和14，操作员选择使用第一真空开关10或者电子开关112来切换相应导体。

现在将描述一种作为一种强制开启真空开关模式的除冰模式。当一个线性控制部件被激活来开启一个真空开关且该真空开关由于，例如，其触点全被锁紧而无法自己开启时，一个振荡信号被叠加在电机控制信号上，通过在开启力上叠加一个冲击力以解除相应真空开关阻碍。

现在将描述一种操作模式其中一种附加压力可被实施在真空开关触点上。当发生接地运行故障时，传输线电路可在传输线自动断路器纠正该问题之前，在几十毫秒之后增加到几十千安培。在这一关键时刻过程中，有可能通过向弹簧关闭力添加由线性电机在几十毫秒当中产生的力来有利地减少开关的接触阻力。根据该操作模式，短路电流被探测出并且一股强电流借助电动变流器被施加到线性电机绕组以便保留被闭合的第二真空开关的接触直到故障运行被探测出来。

若现在参考图4、和24至31，可以看到本发明用于除冰的一种实施方式。将描述一种被称为“先接后断”的操作模式。在此模式下，相线的4个导体不能被同时开启，使得相线不会被完全开启。根据此实施方式，设备包含4个连接于一个“先接后断”装置的真空开关28，以及4个与4个第一真空开关10并联的第二真空开关14。第二真空开关14被用作分流器。通过改变“先接后断”装置的操作位置，被关闭的真空开关28以循环方式被转换。

“先接后断”装置包含一个板，它是由一个或多个升降电机122启动的升降盘120。该盘120被编程并备有开口124，拉杆126从其中穿过。拉杆126具有契合依据盘的角位置的开口124外形的预定的几何外形。盘的角位置允许随时保留4个真空开关28的其中一个处于闭合位置。电机130转动盘到预先设定的4个位置的其中一个位置。

简而言之，每一个可控电机有一个连接于相应第三真空开关28的拉杆，它沿着开启和闭合位置之间的路径移动。一个移动板120配备有4个容许4个拉杆穿过板的开口，板开口和允许最大移动3个真空开关28至开启位置的具有互补外形的拉杆横截面。可控板电机被考虑到用于转动板至垂直于拉杆的不同的操作位置以确定3个开关28中的哪一个可移动到开启位置。电机122也被考虑用于用拉杆平行移动该板，以在开启和闭合位置之间移动4个真空开关28中的3个，从而预防任何时候完全开启相线。

若参考图32至36，可看到“先接后断”装置的另一种实施方式，它被称为“锁紧机构”。在图36中，与图33比较，其中一个电机12及其变流器38，弹簧96和相关元件被撤除，以便能够更好地观察如插脚129等某些元件。在此实施方式下，4个线性电机被显示并分别与4个第三真空开关28和锁紧盘21相连。

锁紧盘21配有具有不同几何外形的开口127，插脚129从其中穿过。开口127和插脚129的几何外形之间的配合依靠盘121的角位置，它随时预防4个第三真空开关28同时开启。电机130转动圆盘121至4个预定的可能位置中的一个以便引导电流到达相线的其中一个导体中。在此实施方式中，对于每一个导体，3个真空开关并联连接。真空开关28是“先接后断”装置的真空开关。第二真空开关14被用作分流器而第一真空开关10被用于开启和闭合导体。第二和第三真空开关出于安全的原因被考虑到。为了给导体除冰，它的3个相应的真空开关被闭合。

简而言之，4个可控电机中的每一个有一个连接于在开启和闭合位置之间沿着路径移动的相应第三真空开关28的插脚。一个移动盘121备有允许插脚穿过盘的开口127，盘的开口和插脚相互配合以便允许最大移动4个真空开关28中的3个至开启位置。可控板电机130被考虑用于移动圆盘121至相对插脚的不同操作位置以确定3个开关28中的哪一个可移动到开启位置，由此预防任何时候相线完全开启，可控板电机130由控制器控制。

现在将描述一条相线的4个导体的除冰可能流程。首先，开关转换装置的12个真空开关被闭合。在任何时候，相线导体的电压和电流被测定。第一，需被除冰的导体被选定。第二，盘被转动以便关联于应被除冰的导体的真空开关不被开启。第三，“先接后断”装置的剩余3个真空开关被开启。第四，控制器通过探测运行情况并测量穿过导体的电流验证前面的步骤已被正确地执行。第五，被用作分流器并对应“先接后断”装置的3个开启的真空开关的3个真空开关根据一个预定的顺序也被开启。第六，控制器通过探测运行情况并测量穿过相线导体的电流验证前面的步骤已被正确地执行。第七，对应“先接后断”装置的3个开启的真空开关的3个真空开关根据一个预定的顺序也被开启。第八，控制器通过探测运行情况并测量穿过相线导体的电流验证前面的步骤已被正确地执行。此时，可以认为对其中一个导体的除冰工作已开始。

若一个问题被控制器探测出，一个报告被发送并且除冰操作被中断。一旦在横杆上安装的负荷探测器确认选定的导体除冰完成，之前提到的步骤按照相反的顺序被执行以便闭合所有真空开关。这些步骤随后可通过选择另一个待除冰导体而被重新执行。

为了预防除冰执行时导体束旋转，一个除冰序列被选定以便将束的质量中心保留在束几何中心下。例如，2个高导体和1个低导体根据一个序列被除冰，随后2个高导体和另一个低导体根据一个序列被除冰。这一例程被执行直至所有导体都被除冰。

若现在参考图37至40，可看到有用于隔离束的导体的不同的平衡杆。平衡杆140可被用于安装在安全装置的平衡杆上以防止在接地之后或有问题的相之间的过压处理，或者由于闪电造成的问题。为保护横杆、平衡杆和防过压开关，可安装例如半导体保护装置173或单一或组合放电器175等电压限幅器。可使用借助图40所示的电流变换器179激活、由流经半导体保护装置的电流供电的放电器。放电器可以是空气放电器或真空放电器，且可借助电流变换器被启动或不被启动。平衡杆也可被用于测量相线每一个导体的冰负载量以除冰。由一个测压元件141探测出的冰负载量信息借助于依靠配有电容性天线7的一个无触点电容性电源的非连续供电的发射器被传输。提供绝缘体171。金属盖169被安装在绝缘体171上。图40所示的一个升压器外壳保护环177也可被考虑。

当由于接地运行故障、闪电或其他原因而产生相线导体间过压时，保护机构自动激活。安装在平衡杆上的这些半导体限压器是第一批被自动激活，随后放电器被自动激活而最后，几毫秒之后，导体真空开关被闭合。当电子开关被使用时，一个额外的限压器被加在每一个电子开关旁并且当一个运行故障突然出现时，这一电压电子开关可借助一个自动关闭系统被闭合。最后，用作分流器的真空开关在几十毫秒之后被闭合。

若现在参考图41，当电能传输线的一个传输线段位于一条公路、高速公路或河流的上方，这一传输线段可配备一盏应急灯140，该应急灯在相关传输线段进行除冰时被激活。该应急灯被安装在绝缘横杆141上相线的4个导体之间。当电能传输线的该传输线段在除冰时，应急灯由位于导体之间的电压差借助于电缆147供电的电源供电。应急灯可使用一个半导体灯光发射器。

若现在参考图42，可以看到开关转换装置的无触点电容性电源的一个天线142。天线142借助电绝缘体151被安装在横杆141上。

若现在参考图43，可以看到带有一个无触点电源的一个过压保护电路。保护电路包含电压限幅器173，放电器175和一个升压外壳保护环177。无触点电源包含一块板，它是电容性天线5。该天线5经由如图22所示的绝缘体套管97电缆142和被连接到开关转换装置。

若现在参考图44和45，可以看到包含两个背对背安装的开关转换装置的开关转换模块100。图44和图45也显示了图43所示的带有无触点电源101的过压保护电路相对模块100和横杆103的安装位置。

若现在参考图4、5和6，将根据一种优选实施方式描述一种改变电能传输线4的一个传输线段2的相线阻抗的方法。该相线包含4个相互保持电绝缘并且彼此之间在传输线段两端形成短接的导体6。该方法包含如下步骤a)提供4个与4个导体6串联的第一真空开关10；b)提供4个用于有选择地开启和闭合第一真空开关的第一可控电机12；c)探测一个表示相线当前操作状况的参数；d)根据步骤c)探测出的参数控制第一可控电机；e)提供4个分别与第一真空开关并联的第二真空开关14；以及f)借助第二可控电机12有选择地开启和闭合第二真空开关，这些第二可控电机由控制步骤d)控制。

此方法此外包含，针对2个可控电机中的每一个，以下步骤：g)提供一个专门的无触点电源44用以从相线为电源供电；h)借助整流器46整流电源；i)借助一个电容器48从整流器出口处收集电能；以及j)一接收到控制步骤d)所生成的命令，即为相应第二可控电机中的电容器放电以闭合所述第二可控电机。

还是根据一种优选实施方式，提供一种方法，根据该方法步骤c)此外还包括：探测应该回应控制步骤d)而开启的真空开关是否开启，以及非此情况下发射一个警告信号的步骤；以及控制步骤d)此外还包括为被发出警告信号的开关发送一个振动控制信号以便强制相关开关置于开启位置的步骤。

该设备同样包含一个探测装置以探测电能传输线的传输线段的当前操作状况。该设备同样包含一个控制装置以根据操作状况控制机电和电子开关对。每一对开关以独立方式由控制信号控制。控制装置的一种优选实施方式将参考图46进行描述和显示。

现在参考图46，可以看到包含控制装置和一部分探测装置的一个单元的一种优选实施方式。该单元包含一个处理器570，其具有一个用于接收开关操作位置指示信号的第一输入端574，多个用于接收各对开关端子电压的指示信号的第二输入端576，以及用于生成控制信号的输出577和579。处理器570具有用于计算与探测信号有关的不同数值的计算能力。该装置同样包含一个接于处理器570的用于发射开关操作位置的指示信号和各对开关端子电压的射频发射器566。一个射频接收器564同样被考虑到。接收器564和发射器566分别配有天线568。接收器564接于处理器570以接收命令的射频信号，控制信号是由此生成的。该单元同样包含一个接于处理器570的用于根据控制信号控制电机540的放大器572。

一个电源装置被考虑到用于为处理器570、接收器564、发射器566和放大器572供电。该电源装置包含一个带有一个电池582和一个接于电池582的太阳能感应器580的第一电源578。该电源装置同样包含一个并联接于第一电源578并带有接于相线导的体的输入583的第二电源581。因此，当这些导体开启时，供电可从该导体借助电源581经由一个输入583进行。

该处理器570同样包含一个接于导螺杆552转数计的通信端575以了解其位置。处理器570的端口574用于接收表示机电开关转换装置转向架(chariot)位置的信号，该机电开关转换装置集中同一相线的机电开关。转向架的位置表示每一个与之关联的机电开关的位置。

接收器564和发射器566分别允许接收和发射射频信号。各开关对根据收到的射频信号被启动。由发射器66发射的射频信号允许确认命令射频信号的接收以及在必要时执行被实施的命令。接收器564能够一直接收被编码的远程射频信号。

根据着手进行的一种优选方式，传输一个包含一对开关的标识、时间窗口以及口令的第一代码。随后，传输一个包含该对待执行开关的标识、执行命令、所述命令应被执行的时间的相关信息以及口令的第二代码。关联于第二代码的命令仅在第二代码的口令对应于第一代码的口令，以及第二代码的执行时间处于第一代码中定义的时间窗口内部时被执行。

间歇或持续工作的发射器566确认收到的命令、命令执行时间、电池状态和导体中电压。关于一个开启导体的端子电压的信息同时允许确定流经其他被闭合导体的电流。未绘出的区域接收器和发射器同样被提供用于接收被安装在相线上的测压元件的数据并将从测压元件收到的数据远程传输给一个中央控制站(未显示出)。

根据一种优选操作模式，测压元件的发射器可间歇性运行以便根据要求或以固定周期地传输不同数据。例如，一个5W的发射器能够每15分钟运行1毫秒。

不言而喻，可在所述的装置和方法中进行各种修改而不脱离本发明的范围。显然这些元件和配置对于本发明并不是必需的而且不应作为约束而限制本发明的适用范围。正如对于一位本领域技术人员而言均是显而易见的，其他元件、元件间其他类型的协作以及其他的硬件配置均可被用于施行电能传输线的一个传输线段的一条相线的监视设备及方法。

Claims (18)

1.一种沿着在电能传输线的某一传输线段上的相线定位突发事件的方法，该相线包含n个相互电绝缘并且在传输线段的两个终端彼此之间短接的导体，该方法包含以下步骤：

a)在传输线段的其中一个终端处监视相线的n个导体的其中之一上的一个参数，所述参数表示相线当前操作状况并具有导体中已知传播速度；

b)每当参数有一个超过阈值的数值时在传输线段的终端处生成一个事件探测信号，并当探测信号被生成时存储一个接收时间；

c)发射表示传输线段终端的地理定位的信号；并且

d)一旦两个连续探测信号生成时，基于步骤c)中表示地理定位的信号以及与所述两个连续探测信号相关的接收时间，执行沿着传输线段的事件的地理定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其中监视相线的n个导体之一上的一个参数的步骤以至少1MHz的采样频率被执行。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中在步骤a)中，参数的数据被连续记录在预定时间窗口中，并且在步骤b)中，在生成探测信号后，步骤a)中产生的数据仅在一个开始于接收时间前100μs、结束于参数值再次低于阈值时的时间段内被存储在存储器中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述相线包含4个导体。

5.一种用于沿着在电能传输线的某一传输线段上的相线定位突发事件的设备，该相线包含n个相互电绝缘并且彼此之间在传输线段的两个终端形成短接的导体，该设备被定位在传输线段的一个终端处并包含：

监视相线的n个导体之一上的至少一个参数的装置，所述至少一个参数表示该相线当前操作状况并具有导体中已知传播速度；

用于每当所述至少一个参数具有一个超过阈值的数值时，在传输线段的终端处生成事件探测信号、并且在探测信号生成时存储接收时间的装置；

用于发射表示传输线段的所述终端的地理定位的信号的装置；以及

用于一旦两个连续探测信号生成时，基于表示地理定位的信号以及与所述两个连续探测信号相关的接收时间，执行沿着传输线段的事件的地理定位的装置。

6.一种包括两个设备的系统，每一个设备如权利要求5所述，所述两个设备中的第一个被定位在第一传输线段上，所述两个设备中的第二个被定位在相邻于第一传输线段的一个第二传输线段上，所述第二设备被定位在第二传输线段的一个相邻于第一设备所定位的第一传输线段的终端的终端处。

7.根据权利要求5所述的设备，其中所述监视装置能够以至少1MHz的采样频率运行以监视表示操作状况的所述至少一个参数。

8.根据权利要求5和7中任一项所述的设备，所述监视装置包含用于在预定时间窗口中连续存储关于参数的数据的装置，和用于仅在开始于接收时间前100μs并且结束于所述至少一个参数的值再次低于阈值时的时间段上存储数据的存储器。

9.根据权利要求5，7和8中任一项所述的设备，所述相线包含4个导体。

10.一种用于在电能传输线的一个传输线段上沿着相线确定是否存在缺陷并在存在的情况下定位所述缺陷的方法，该相线包含n个相互电绝缘并且彼此之间在传输线段的两个终端形成短接的导体，传输线段的长度是已知的，该方法包含以下步骤：

a)在传输线段的一个终端处开启n个导体之一以向其注入一个入射电脉冲，并存储该入射脉冲的发射时间；

b)在传输线段终端处探测一个回应导体上入射脉冲接收到的反射电脉冲，并存储一个反射脉冲接收时间，这些脉冲具有导体中已知传播速度；

c)发射一个表示传输线段终端的地理定位的信号；并且

d)根据发射和接收时间、传输线段长度以及传播速度确定是否存在一个缺陷，并且，在存在缺陷的情况下，根据步骤c)的表示地理定位的信号、发射和接收时间及传播速度执行所述缺陷的地理定位。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在传输线段终端处探测导体上反射脉冲、并存储反射脉冲接收时间的步骤以至少1MHz采样频率执行。

12.根据权利要求10和11中任一项所述的方法，其中，步骤b)包括探测和存储从入射电脉冲被注入那一刻开始直至反射电脉冲被探测到那一刻止关于导体的数据的步骤。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中所述相线包含4个导体。

14.一种用于确定沿着在电能传输线的第一传输线段上的相线是否存在缺陷并且在存在缺陷时定位所述缺陷的设备，该相线包含n个相互保持电绝缘并且彼此之间在第一传输线段的两个终端形成短接的导体，传输线段的长度是已知的，该设备被定位在第一传输线段的的两个终端中的第一终端处并包含：

用于开启n个导体之一的开关；

用于向导体注入入射电脉冲的信号发生器；

用于在导体上探测一个回应入射脉冲的反射电脉冲的探测器，所述脉冲具有在导体中已知的传播速度；

用于存储入射脉冲注入时间和反射脉冲接收时间的存储器；

用于发射一个表示第一传输线段的第一终端的地理定位的信号的发射器；以及

用于根据发射和接收时间、第一传输线段长度和传播速度确定是否存在缺陷，并且，若存在缺陷，则根据发射器所发射的表示地理定位的信号、注入和接收时间和传播速度进行所述缺陷的地理定位的装置。

15.一种包括两个设备的系统，每一个设备如权利要求14所述，所述两个设备中的第一个设备被定位在第一传输线段上，所述两个设备的第二个设备被定位在相邻于第一传输线段的一个第二传输线段上，所述第二设备被定位在第二传输线段的一个相邻于所述第一个设备所定位的第一传输线段的终端的终端处。

16.根据权利要求14所述的设备，其中所述探测器能够以至少1MHz的采样频率运行以探测所述反射脉冲。

17.根据权利要求15和16中任一项所述的设备，所述探测器包括用于探测和存储从入射电脉冲被注入那一刻开始直至反射电脉冲被探测到那一刻止在导体上的数据的装置。

18.根据权利要求14、16和17中任一项所述的设备，所述相线包含4个导体。

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