EA026530B1 - Device for cable fault localization by an acoustic method - Google Patents
Device for cable fault localization by an acoustic method Download PDFInfo
- Publication number
- EA026530B1 EA026530B1 EA201400916A EA201400916A EA026530B1 EA 026530 B1 EA026530 B1 EA 026530B1 EA 201400916 A EA201400916 A EA 201400916A EA 201400916 A EA201400916 A EA 201400916A EA 026530 B1 EA026530 B1 EA 026530B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cable
- capacitor
- voltage
- defective
- acoustic
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для создания высоковольтных импульсов тока для отыскании места повреждения электрического кабеля акустическим способом.The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for creating high-voltage current pulses for finding the place of damage to an electric cable by an acoustic method.
Известно устройство для определения мест повреждения кабеля акустическим способом, содержащее источник высокого напряжения постоянного тока с подключенным параллельно его выходу конденсатором и последовательно включенным между конденсатором и дефектной жилой кабеля разрядником, для создания высоковольтных импульсов тока (Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий. Под ред. М.Г. Зименкова, Г.В. Розенберга, Е.М. Феськова, М, Энергоатомиздат, 1983 г., с. 83).A device is known for determining places of cable damage by an acoustic method, containing a high-voltage DC source with a capacitor connected in parallel with its output and connected in series between a capacitor and a faulty residential cable, a spark gap to create high-voltage current pulses (Handbook for setting up electrical equipment of industrial enterprises. Ed. M G.G. Zimenkov, G.V. Rosenberg, E.M. Feskova, M, Energoatomizdat, 1983, p. 83).
К недостаткам известного устройства относится возникновение опасно больших величин тока в конденсаторе при его разряде, особенно, когда расстояние до места повреждения кабеля составляет единицы метров, что приводит в ряде случаев к выходу из строя конденсатора. Кроме этого, при возрастающей электропрочности (заплывании) дефектного места кабеля на его жиле появляется остаточное напряжение от предыдущего разряда, что приводит к непредсказуемому росту напряжения на конденсаторе для очередного разряда. Это может привести к пробою конденсатора либо потребует использования более громоздкого и дорогого конденсатора. Увеличение электропрочности дефектного места кабеля (заплывания) нарушает ритмичность следования разрядов конденсатора, что также затрудняет поиск места повреждения. Обычная ритмичность (темп) разрядов составляет один разряд за каждые 2-5 с. К недостаткам также относится возникновение на концах оболочки кабеля большой величины импульсного высокочастотного напряжения (единицы - десятки киловольт), сопровождаемого импульсами тока силой от сотен до тысяч ампер. Иначе говоря, оболочка кабеля в момент разряда конденсатора на короткое время (десятки - сотни микросекунд) превращаются в мощный генератор (десятки - сотни мегавольтампер) высокой частоты. Так как концы оболочки дефектного кабеля металлически связаны с оболочками низковольтных кабелей, находящихся под рабочим напряжением, то часть мощности разряда конденсатора с оболочки дефектного кабеля при определенных условиях передается на оболочки низковольтных кабелей, создавая на них большие падения напряжения (единицы - десятки киловольт), сопровождаемые прохождением тока в сотни Ампер. В свою очередь оболочка низковольтного рабочего кабеля соединена с нулевой рабочей жилой в трехфазной сети с глухо заземленной нейтралью, по которой питаются потребители и появление на оболочке низковольтного кабеля высокого импульсного напряжения вызывает пробои изоляции, переходящие в короткие замыкания в низковольтном оборудовании, что сопровождается его повреждением.The disadvantages of the known device include the occurrence of dangerously large amounts of current in the capacitor when it is discharged, especially when the distance to the place of cable damage is several meters, which in some cases leads to failure of the capacitor. In addition, with increasing electrical strength (swimming) of the defective cable location, residual voltage from the previous discharge appears on its core, which leads to an unpredictable increase in the voltage across the capacitor for the next discharge. This can lead to a breakdown of the capacitor or require the use of a more bulky and expensive capacitor. An increase in the electric strength of a defective cable location (swimming) disrupts the rhythm of following the capacitor discharges, which also makes it difficult to find the place of damage. The usual rhythm (pace) of the discharges is one discharge for every 2-5 s. The disadvantages also include the occurrence at the ends of the cable sheath of a large value of pulsed high-frequency voltage (units - tens of kilovolts), accompanied by current pulses with a power of hundreds to thousands of amperes. In other words, the cable sheath at the time of discharge of the capacitor for a short time (tens to hundreds of microseconds) turns into a powerful generator (tens to hundreds of megavolt amperes) of high frequency. Since the ends of the defective cable sheath are metal-bonded to the sheaths of low-voltage cables under operating voltage, part of the capacitor discharge power from the sheath of the defective cable is transferred under certain conditions to the sheaths of low-voltage cables, creating large voltage drops on them (units - tens of kilovolts), accompanied by the passage of current into hundreds of amperes. In turn, the sheath of the low-voltage working cable is connected to the zero working core in a three-phase network with a dullly grounded neutral, through which consumers are fed and the appearance of a high-voltage pulse voltage on the sheath of the cable causes insulation breakdowns, which turn into short circuits in low-voltage equipment, which is accompanied by its damage.
Также к недостаткам известного устройства относится появление ложных звуковых колебаний по трассе кабеля над исправными муфтами, а за счет большой величины падения напряжения на оболочке кабеля в момент разряда конденсатора с оболочки кабеля происходят искровые разряды на близко расположенные (доли-единицы миллиметров) металлоконструкции, сопровождаемые звуковыми колебаниями, ложно принимаемыми за место повреждения.The disadvantages of the known device include the appearance of false sound vibrations along the cable path above serviceable couplings, and due to the large voltage drop across the cable sheath at the time of the capacitor discharge from the cable sheath, spark discharges occur on closely spaced (fractions-millimeters) metal structures accompanied by sound vibrations falsely mistaken for the place of damage.
Задачей настоящего изобретения является ограничение тока разряда конденсатора до допустимой для применяемого конденсатора величины и его оптимизация с целью значительного снижения ложных акустических звуковых сигналов над трассой кабеля при поиске места его повреждения.The objective of the present invention is to limit the discharge current of the capacitor to a value that is acceptable for the capacitor used and to optimize it in order to significantly reduce false acoustic sound signals over the cable path when searching for the place of its damage.
Целью изобретения также является стабилизация ритмичности следования разрядов конденсатора и его защиты от недопустимого уровня заряда по напряжению при «заплывании» места повреждения кабеля.The aim of the invention is also the stabilization of the rhythm of following the discharges of the capacitor and its protection from an unacceptable voltage level when the cable is “swimming”.
Еще одной целью настоящего изобретения является защита низковольтных потребителей трехфазной сети с глухо заземленной нейтралью 0,4 кВ путем значительного снижения уровня импульсного напряжения на концах оболочек кабелей, что исключает аварийные ситуации и выход из строя аппаратуры потребителя при применении акустического метода отыскания места повреждения кабеля.Another objective of the present invention is to protect low-voltage consumers of a three-phase network with a 0.4 kV deadly grounded neutral by significantly reducing the level of the pulse voltage at the ends of the cable sheaths, which eliminates emergency situations and failure of consumer equipment when using the acoustic method of finding the place of cable damage.
Техническим результатом изобретения является защита конденсатора от превышения напряжения и от сверхтоков при его разряде, значительное снижение падения напряжения на оболочке кабеля, повышение напряжения до двукратного значения в месте пробоя кабеля, снижение уровня звуковых колебаний по трассе кабеля и в зоне исправных муфт, а также стабилизации заданного темпа следования импульсов тока.The technical result of the invention is to protect the capacitor from overvoltage and from overcurrents when it is discharged, a significant reduction in the voltage drop across the cable sheath, an increase in voltage to a twofold value at the point of cable breakdown, a decrease in the level of sound vibrations along the cable path and in the area of serviceable couplings, as well as stabilization given rate of current pulses.
Поставленные цели и технический результат достигаются тем, что в устройство для определения мест повреждения кабеля акустическим способом, содержащим источник высокого напряжения постоянного тока с подключенным параллельно его выходу конденсатором и разрядником, последовательно включенным между конденсатором и дефектной жилой кабеля, дополнительно включены: последовательно с разрядником индуктивность, а между дефектной жилой и оболочкой кабеля - резистор.The goals and the technical result are achieved by the fact that the device for determining the cable damage points in an acoustic way, containing a high-voltage DC source with a capacitor and a spark gap connected in parallel to its output, connected in series between the capacitor and the defective core cable, additionally includes: inductance in series with the spark gap , and between the defective core and the cable sheath is a resistor.
На чертеже показана принципиальная схема устройства для определения мест повреждения кабеля акустическим способом в соответствии с настоящим изобретением.The drawing shows a schematic diagram of a device for determining the location of cable damage by the acoustic method in accordance with the present invention.
Устройство для определения мест повреждения кабеля акустическим способом тока содержит источник высокого напряжения постоянного тока 1, подключенный параллельно к его выходу конденсатор 2, между конденсатором и дефектной жилой кабеля 3 последовательно включены разрядник 4 и индуктивность 5, а между жилой кабеля и его оболочкой включен резистор 6.The device for determining the cable damage points by the acoustic current method comprises a high-voltage direct current source 1, a capacitor 2 connected in parallel to its output, a spark gap 4 and an inductance 5 connected in series between the capacitor and the defective cable 3, and a resistor 6 connected between the cable and its sheath .
Устройство для определения мест повреждения кабеля акустическим способом работает следую- 1 026530 щим образом. Источник высокого напряжения постоянного тока 1 заряжает конденсатор 2, который периодически разряжается в дефектную жилу кабеля через разрядник 4, при этом в месте дефекта кабеля возникают электрические разряды, которые возбуждают акустические сигналы, улавливаемые акустическим детектором над местом повреждения кабеля. При этом индуктивность 5 ограничивает ток разряда конденсатора до допустимой величины, а резистор 6 обеспечивает разряд дефектной жилы кабеля к моменту прихода очередного импульса от генератора.The device for determining the places of cable damage in an acoustic manner works as follows: 1 026530. A DC high voltage source 1 charges a capacitor 2, which is periodically discharged into a defective cable core through a spark gap 4, and electrical discharges occur at the cable defect site, which excite acoustic signals captured by the acoustic detector above the cable damage site. In this case, the inductance 5 limits the discharge current of the capacitor to an acceptable value, and the resistor 6 provides the discharge of the defective core of the cable by the time of the arrival of the next pulse from the generator.
Индуктивность 5 выбирают в соответствии с максимально допустимым током разряда конденсатора. Ее наличие в цепи разряда позволяет также увеличивать напряжение в дефектном месте кабеля до двукратного значения от величины напряжения разряда конденсатора в случае заплывания места пробоя кабеля.Inductance 5 is selected in accordance with the maximum allowable discharge current of the capacitor. Its presence in the discharge circuit also makes it possible to increase the voltage in the defective place of the cable to a factor of two from the value of the discharge voltage of the capacitor in the case of swimming of the breakdown place of the cable.
Кроме этого, индуктивность 5 позволяет значительно снизить падение напряжения на оболочке кабеля в момент разряда конденсатора. Это напряжение во столько раз меньше разрядного напряжения конденсатора, во сколько раз индуктивность 5 больше индуктивности оболочки кабеля. Тем самым значительно снижается опасность возникновения аварийной ситуации в работающей трехфазной сети 0,4 кВ с глухо заземленной нейтралью.In addition, the inductance 5 can significantly reduce the voltage drop across the cable sheath at the time of discharge of the capacitor. This voltage is so many times less than the discharge voltage of the capacitor, how many times the inductance 5 is greater than the inductance of the cable sheath. This significantly reduces the risk of an emergency in a functioning three-phase 0.4 kV network with a dull earthed neutral.
Величина резистора 6 выбирается из условия, чтобы в случае повышения электропрочности дефектного места изоляции (заплывания) жила кабеля полностью разрядилась к приходу следующего импульса тока.The value of the resistor 6 is selected from the condition that in case of increasing the electrical strength of the defective place of insulation (swimming), the cable core is completely discharged by the arrival of the next current pulse.
Значительное снижение величины падения импульсного напряжения на оболочке кабеля снижает вероятность возникновения электрических разрядов с оболочки кабеля на близко расположенные металлоконструкции и тем самым исключаются акустические сигналы, ложно принимаемые за место повреждения.A significant reduction in the magnitude of the drop in the pulse voltage on the cable sheath reduces the likelihood of electrical discharges from the cable sheath to closely spaced metal structures and thereby eliminates acoustic signals that are falsely mistaken for damage.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201400916A EA026530B1 (en) | 2014-08-08 | 2014-08-08 | Device for cable fault localization by an acoustic method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201400916A EA026530B1 (en) | 2014-08-08 | 2014-08-08 | Device for cable fault localization by an acoustic method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201400916A1 EA201400916A1 (en) | 2016-02-29 |
EA026530B1 true EA026530B1 (en) | 2017-04-28 |
Family
ID=55404341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201400916A EA026530B1 (en) | 2014-08-08 | 2014-08-08 | Device for cable fault localization by an acoustic method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA026530B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2681416C1 (en) * | 2018-04-02 | 2019-03-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Иркутский научный центр Сибирского отделения Российской Академии наук (ИНЦ СО РАН) | Device for searching for damages of insulation of high-voltage cable |
CN112684299A (en) * | 2021-01-19 | 2021-04-20 | 浙江大学 | High fault-tolerant identification method and device for power feeder line fault section by using voltage loss information |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU72851A1 (en) * | 1946-07-25 | 1947-11-30 | Ф.Н. Плешивцев | Device for determining the location of a ground fault in AC networks |
DE1181320B (en) * | 1960-12-22 | 1964-11-12 | Funkwerk Dresden Veb | Method for pinpoint location of a fault in an electrical line, preferably a cable |
DE2062714A1 (en) * | 1970-12-19 | 1972-06-22 | Howaldtswerke Deutsche Werft | Method for locating high-resistance cable faults using shock pulses |
DE3016223A1 (en) * | 1979-05-04 | 1980-11-20 | Bbc Brown Boveri & Cie | TROUBLESHOOTING ON ELECTRICAL LINES |
DE3032519A1 (en) * | 1980-08-29 | 1982-05-13 | Howaldtswerke-Deutsche Werft Ag Hamburg Und Kiel, 2300 Kiel | METHOD FOR LOCATING NON-FLAMMABLE CABLE FAULTS |
EP0895332A1 (en) * | 1997-08-01 | 1999-02-03 | Soule Materiel Electrique | Improvement to overvoltage protection device |
-
2014
- 2014-08-08 EA EA201400916A patent/EA026530B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU72851A1 (en) * | 1946-07-25 | 1947-11-30 | Ф.Н. Плешивцев | Device for determining the location of a ground fault in AC networks |
DE1181320B (en) * | 1960-12-22 | 1964-11-12 | Funkwerk Dresden Veb | Method for pinpoint location of a fault in an electrical line, preferably a cable |
DE2062714A1 (en) * | 1970-12-19 | 1972-06-22 | Howaldtswerke Deutsche Werft | Method for locating high-resistance cable faults using shock pulses |
DE3016223A1 (en) * | 1979-05-04 | 1980-11-20 | Bbc Brown Boveri & Cie | TROUBLESHOOTING ON ELECTRICAL LINES |
DE3032519A1 (en) * | 1980-08-29 | 1982-05-13 | Howaldtswerke-Deutsche Werft Ag Hamburg Und Kiel, 2300 Kiel | METHOD FOR LOCATING NON-FLAMMABLE CABLE FAULTS |
EP0895332A1 (en) * | 1997-08-01 | 1999-02-03 | Soule Materiel Electrique | Improvement to overvoltage protection device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий под ред. М.Г. Зименкова и др. Москва, Энергоатомиздат, 1983, с. 83 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2681416C1 (en) * | 2018-04-02 | 2019-03-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Иркутский научный центр Сибирского отделения Российской Академии наук (ИНЦ СО РАН) | Device for searching for damages of insulation of high-voltage cable |
CN112684299A (en) * | 2021-01-19 | 2021-04-20 | 浙江大学 | High fault-tolerant identification method and device for power feeder line fault section by using voltage loss information |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201400916A1 (en) | 2016-02-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA123040C2 (en) | Surge suppression system for medium and high voltage | |
US8547112B2 (en) | Introduced in monitoring system of dielectric state of high voltage equipments with capacitive insulation, such as condensive bushings, current transformers, potential transformers and similar | |
CN107449999B (en) | Interference arc identification unit | |
JP6234647B1 (en) | DC electric circuit protection device and arc detection method | |
Ohno | Overvoltage protection and insulation coordination | |
US9557349B2 (en) | Measuring system for continuously monitoring a high-voltage bushing | |
BR112020013897A2 (en) | system and method for suppression, in electrical systems, of surges induced by electromagnetic pulse | |
US9385524B2 (en) | Arc flash mitigation system for use with generator excitation system | |
EA026530B1 (en) | Device for cable fault localization by an acoustic method | |
Shevchenko et al. | Development of the method for determining the number of direct lightning strikes in overhead lines with protected wires | |
WO2012100945A1 (en) | Method and device for locating a fault | |
Lopes et al. | A procedure to evaluate the risk of failure of distribution transformers insulation due to lightning induced voltages | |
Piantini et al. | Lightning-caused transformer failures in distribution systems | |
Agrawal et al. | Lightning phenomena and its effect on transmission line | |
Martinez‐Velasco et al. | Calculation of power system overvoltages | |
Amicucci et al. | Surge protective devices for low voltage systems: practical approach for the protection distance evaluation | |
RU2446234C1 (en) | System for protecting pipeline from induced alternating current | |
Varetsky | Overvoltages in MV industrial grid under ground faults | |
McCann et al. | Lightning protection for rotating machines | |
CN105261269A (en) | Simulation model restraining ferromagnetic resonance of power system | |
Gandhare et al. | Protection of utility motors during switching | |
Jayasree et al. | Transient over Voltage Due to Switching Operation of Industrial Motor by Vacuum Circuit Breaker and Suppression of Surges | |
KR101936103B1 (en) | Dual Class SURGE and EMP Protector | |
TANOUE et al. | Effect of Rectifier on Transient Characteristics of Transformer at DC Substation for Electric Railway | |
Shuin et al. | Adaptive Current Protection Against Earth Faults in 6–10 kV Cable Networks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY KZ KG RU |
|
NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): RU |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |