Wynalazek dotyczy urzadzenia pomiarowego, które pozwala mierzyc pojemnosciowe prady wyrównawcze, wystepujace przy zwarciach z ziemia w skompensowanych lub niewygaszo- nych sieciach wysokiego napiecia.Jak wiadomo, zwarcie z ziemia polega na przerwaniu izolacji miedzy przewodnikiem i zie¬ mia. Znane sa kierunkowe przekazniki zwarcia z ziemia zbudowane na zasadzie dzialania wa- tomierza, które wskazuja kierunek pradu zwar¬ cia z ziemia na podstawie pradu zerowego. Pod okresleniem prad zerowy i napiecie zerowe ro¬ zumie sie uklad pradu trójfazowego okreslony znanymi wzorami matematycznymi.Istnieja rózne uklady polaczen sygnalizacyj* nych kierunkowego przekaznika zwarcia z zie¬ mia w zaleznosci od ich wykona- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Gerhard Weischytzky. nia. Jeden sposób wykonania opiera sie na opóz¬ nianym wskazaniu kierunku, tak aby najpierw przebiegi wyrównawcze ulegly stlumieniu, by przekaznik mógl mierzyc sta|^ stalego zwarcia < z ziemia, natomiast inne typy przekazników pracuja jako szybkomierzace przekazniki krót" kotrwalego zwarcia z ziemia. Wymienione prze¬ kazniki sluza do ustalania krótkotrwalo wyste¬ pujacych zwarc z ziemia i umozliwiaja rozpo¬ znanie we wlasciwym czasie uszkodzenia izola¬ cji w sieci. Jednakze wszystkie przekazniki zwarcia z ziemia mierza tylko kierunek zmniej¬ szania sie mocy. Z bardzo licznych danych od¬ nosnie kierunku, trzeba nastepnie na drodze -nzsiCM. ipXuzDTuojai^ ifomujojuii tójBAU^oSnip kac ten wadliwy przewód, na którego poczatku i koncu kierunkowe przekazniki zwarcia z zie¬ mia wskazuja jednakowe kierunki pradu..Inne znane urzadzenie do wyszukiwania zwarcia z ziemia wykorzystuja wskazujace wa^ tomierze, które po stlumieniu przebiegu wyrów-nawczego sa wlaczane w obwód pomiarowy kaz¬ dego z odgalezien mocy. Z plynacych wtedy jeszcze ppadów resztkowych wraz ze skladowa napi^^i^i^ro^ego^rAozrfa istalic kierunek mocy jak i jej wielkosc, jednakze pomiar ten jest nie¬ dokladny i wymaca wiele czasu. Takze za po¬ moca tak zwanych watomierzy zwarcia z ziemia mozna mierzyc tylko stale zwarcie z ziemia.Wszystkie dotychczas znane urzadzenia do po¬ miaru zwarcia z ziemia posiadaja wady, spowo¬ dowane róznymi przyczynami. Jezeli pomiar przeprowadzany jest po ukonczeniu ^przebiegów wyrównawczych w sieci, wskazania kierunku spadku mocy sa watpliwe, gdyz pozostajace pra¬ dy resztkowe pochodzace od zwarcia z ziemia sa bardzo male i rzad ich wielkosci lezy w gra¬ nicach bledu przenoszenia transformatora pra¬ dowego. Równiez przez blad katowy transfor¬ matora pradowego oraz na skutek niesymetrycz¬ nych pradów obciazenia, przekazniki kierunko¬ we moga podac mylne wskazania. Dlatego tez od transformatorów pradowych sluzacych do wy¬ twarzania pradu zerowego wymaga sie bardzo duzej dokladnosci. Transformatory te musza byc szczególnie dobrze zestrojone i sa odpowiednio drozsze.Szyfokomierzace przekazniki zwarcia z ziemia njoga równiez dac mylne wskazania, gdywrów- ;t n4pegle Wlaczonych przewodach o innych para- •S)^etrach plyna przeciwnie skierowane prady wy¬ równawcze.Jak wykazaly oscylograficzne pomiary prób¬ nych zwarc z ziemia, proces wyrównawczy ma przebieg drgan tlumionych aperiodycznie. Przy rozpoczeciu pojemnosciowego ladowania w sieci mozliwe sa wektorowe nierównosci, które zale¬ za od chwili oraz od kompensacji zwarcia z zie¬ mia, jak równiez od czestotliwosci wlasnej sieci. co równiez fnoze spowodowac bledne wskazania kierunku.Zadaniem wynalazku jest usuniecie braków znanych urzadzen. Urzadzenie pomiarowe we¬ dlug wynalazku wykorzystuje fakt, ze na po¬ czatku kazdego zwarcia z ziemia w sieci, plynie poprzez miejsce uszkodzone oraz poprzez po¬ jemnosci sieci, na przeciag kilku polówek fali, stosunkowo duzy pojemnosciowy prad wyrów¬ nawczy, którego wielkosc zalezna jest od odle¬ glosci punktu zwarcia z ziemia oraz od rozkladu pojemnosci sieci. Podczas, gdy przez odgalezie¬ nia przewodów wolnych od zwarcia z ziemia plyna tylko ulamki calego pradu zwarcia, to poprzez galaz obciazona zwarciem z ziemia ply¬ nie zawsze najwieksza czesc tego pradu. Ten pojemnosciowy prad ladowania zostaje stlumio¬ ny natychmiast po kilku polówkach fali, gdy tylko duza ilosc ladunku z przewodu obciazone¬ go zwarciem odplynie poprzez ziemie, a przewo¬ dy nieuszkodzone, skutek podwyzszonego napie¬ cia wzgledem ziemi, przyjma wieksza ilosc la¬ dunku.Wedlug wynalazku, dla selektywnego ustale¬ nia zwarcia z ziemia jest mierzony pojemnoscio¬ wy prad wyrównawczy w galeziach przewodów, polozonych najblizej miejsca zwarcia, na po¬ czatku stanu zwarcia, w przeciagu bardzo krót¬ kiego ale stalego czasu, przy pomocy szybkomie- rzacych urzadzen pomiarowych pradu zwarcia z ziemia. Musi byc przy tym zapewnione, aby na poczatku stanu zwarcia z ziemia juz pierwsze amplitudy pradu wzglednie ich srednia wartosc byly wskazywane ze znaczna dokladnoscia i aby przez dowolnie dlugi czas byly utrwalane jako bezposrednio odczytywana wartosc pomiarowa.Do pomiaru tych pradów ladowania mozna by stosowac balistyczne instrumenty pomiarowe, po jednym instrumencie na kazde odgalezienie przewodu, lecz tego rodzaju instrumenty pomia¬ rowe nie sa przystosowane do tego rodzaju po¬ miarów, a dokladnosc ich pomiaru jest zalezna cd róznych czynników. Takze znane mierniki wartosci maksymalnych pradu, zaopatrzone w urzadzenia do utrwalania wskazywanej warto¬ sci pomiarowej, nie nadaja sie do tego celu, gdyz ich stala czasu jest znacznie wieksza od czasu bedacego do dyspozycji w celu zareje¬ strowania wartosci pomiarowej.Urzadzenie pomiarowe wedlug wynalazku jest wolne od oddzialywajacych na nie czynni¬ ków i w prosty sposób spelnia stawiane mu wymagania. W urzadzeniu tym, do gromadzenia pierwszych duzych amplitud pradu wyrównaw¬ czego stosuje sie kondensator, który jednak tyl¬ ko przy przekroczeniu okreslonej wartosci gra¬ nicznej jest przylaczany za pomoca przekaznika do czlonu opózniajacego, zakonczonego bezpo¬ srednio wskazujacym instrumentem pomiaro¬ wym. Czlon opózniajacy, wlaczony jako czlon lacznikowy miedzy kondensator zasobnikowy i instrument pomiarowy, sluzy do przekazywa¬ nia wartosci napieciowej kondensatora, nalado¬ wanego proporcjonalna czescia pradu wyrów¬ nawczego, z duza stala czasu, do instrumentu pomiarowego, aby jego wskazówka, znacznie tlumiona, mogla sie nastawiac aperiodycznie na dokladna wartosc pomiarowa odpowiadajaca wartosci wyjsciowej. Dokladnie w tym samym czasie, gdy wskazówka instrumentu nastawila - 2 -sie na koncowa wartosc pomiarowa, jest ona przytrzymywana samoczynnie w tym polozeniu za pomoca urzadzenia utrwalajacego wartosc pomiarowa. Zamiast urzadzenia do przytrzymy¬ wania wskazówki mozna tez stosowac instru¬ ment ze wskazówka dodatkowa pociagana przez wskazówke glówna.Poniewaz w takie urzadzenia pomiarowe sa zaopatrzone wszystkie odgalezienia przewodów, nalezace do tej samej sieci, w przypadku zwar¬ cia- z ziemia do wykonania pomiaru wlacza sie tylko te urzadzenia pomiarowe, w których prad wyrównawczy przekroczyl okreslona wartosc pradowa, co praktycznie moze miec miejsce je¬ dynie w poblizu miejsca zwarcia z ziemia.Przez porównanie najwiekszych wskazanych wartosci pradu mozna bez trudnosci z duza do¬ kladnoscia ustalic przewód posiadajacy zwarcie z ziemia, gdyz prad wyrównawczy jesz najwiek¬ szy zawsze w poblizu miejsca uszkodzenia.'Jasnym jest, ze pomiar pradów wyrównaw¬ czych posiada wieksze zalety w porównaniu z. kontrola kierunku oparta na zasadzie watomie- rza. Kazde krótkotrwale zwarcie z ziemia moz¬ na uchwycic bez straty czasu z taka sama pew¬ noscia jak trwale zwarcie z ziemia. Dokladnosc sumujacego transformatora pradowego dla osiag¬ niecia pradu zerowego nie potrzebuje byc zbyt duza, w przeciwienstwie do dotychczas koniecz¬ nych dokladnie nastawionych grup transforma¬ torów pradu zerowego.Uzyte wedlug wynalazku nowoczesne przyrza¬ dy pomiarowe do pomiaru pradu wykluczaja mylne wskazania nieustalonego stanu pojemno¬ sciowego i wskazuje zawsze wlasciwa, ograni¬ czona w czasie wartosc srednia pojemnoscio¬ wego pradu wyrównawczego.Dokladnosc pomiaru pradu pozwala nawet ustalic dokladnie miejsce zwarcia z ziemia na uszkodzonym* przewodzie, gdyz rozklad pradu, wykazany przez obie wartosci pradu na koncach przewodu, stanowi miare okreslajaca polozenie uszkodzenia pomiedzy odcinkami przewodu.Jezeli jest znany, na podstawie doswiadcze¬ nia, rzad wielkosci pradów wyrównawczych w uszkodzonych przewodach, to mozna za posred¬ nictwem dodatkowego ukladu styków przy wskazniku miernika pradu zwarcia z ziemia automatycznie wylaczyc z sieci uszkodzone odga¬ lezienie przewodu, aby uniknac dalszych szkód, jakie moga powstac przy asymetrii napiec wy¬ stepujacej przy zwarciu z ziemia.Przyklad wedlug wynalazku objasniony zosta¬ nie blizej zgodnie z zalaczonym ukladem pola¬ czen. Podane przykladowo urzadzenie pomiaro¬ we jest wbudowane w postaci instrumentu ta¬ blicowego i jest dolaczone do obwodu pradu zerowego transformatorów pradowych kazdego odgalezienia przewodów. Sklada sie ono z przy¬ rzadu wskazujacego 1 którego wskaznik po do¬ konanym pomiarze zatrzymany zostaje w polo¬ zeniu odpowiadajacym pomiarowi przy pomocy blokady 2.Przed przyrzadem pomiarowym, 1 jest wla¬ czony opózniajacy czlon RC 3 dla podwyzszenia dokladnosci pomiaru. Poza wejsciowymi zaci¬ skami pradowymi jest umieszczony transforma¬ tor dopasowujacy 4, celem umozliwienia uni¬ wersalnego stosowania urzadzenia pomiarowego.Po jego stronie wtórnej jest wlaczony opór bocznikujacy 5 z równolegle wlaczonym pro¬ stownikiem 6 dla przenoszenia mierzonej wiel¬ kosci J0.Celem szybszego wyodrebnienia uszkodzonej zwarciem do ziemi czesci sieci, przy drugim uzwo¬ jeniu wtórnym transformatora dopasowujacego 4 jest dolaczona zalezna od pradu blokada 9 go¬ towosci do pomiaru, poprzez opór regulowany 7 oraz prostownik 8. Blokada 9 jest czlonem kon¬ trolnym w urzadzeniu pomiarowym i pozwala na rozpoczecie przebiegu pomiarowego tylko wtedy, gdy nastawiona na oporze regulowanym 7 wartosc pradu odpowiadajaca ustalonemu u- przednio zakresowi ograniczajacemu zwarcie z ziemia zostanie przekroczona. Osiaga sie przez to wlaczenie do przebiegu pomiarowego tylko tych urzadzen do pomiaru zwarcia z ziemia, któ¬ re wbudowane sa w poblizu miejsca zwarcia.Mniejsze wartosci pradowe w urzadzeniach po¬ lozonych dalej od miejsca uszkodzenia sa w ten sposób celowo nierelestrowane.Blokade 9 gotowosci pomiarowej uruchamia sie stykiem 10 poprzez styk 17 przekaznika po¬ mocniczego 14, jak tylko jego styki zostana zamkniete, co zapoczatkowuje styk 13 przekaz¬ nika 9, dalszy dodatkowy przekaznik pomocni¬ czy 11 i sygnal optyczny 12. Jednoczesnie z syg¬ nalem optycznym 12 dziala sygnal akustyczny 19, azeby zwrócic uwage obslugi na nienormal¬ ny stan. Poprzez styk 13 uruchomioriy zostaje przekaznik 14, z opóznionym czasem odpadania, który wlacza zapadke 2 przyrzadu wskazujace¬ go. Czas odpadania przekaznika 14 jest tak na¬ stawiony na stala czasowa opózniajacego czlonu RC 3, ze zapadka dziala scisle w tym momen¬ cie, gdy wskazówka przyrzadu pomiarowego o- siagnie swoje maksymalne wychylen.4 odpo¬ wiednio do mierzonych wartosci. Gdy tylko - 3 -przekaznik- 11 unichomiony zostanie przez bio- kade 9, zamyka obwód pradowy czlonu opóznia¬ jacego do przyrzadu pomiarowego i blokuje jednoczesnie cale urzadzenie pomiarowe, pod¬ trzymujac sie sam napieciem pomocniczym po¬ wstalym poprzez przelacznik 15.Cale urzadzenie pomiarowe jest zablokowane w polozeniu pomiarowym tak dlugo, az przez uruchomienie przelacznika 15 pomocniczy obwód pradowy zostanie przerwany, przy czym jedno¬ czesnie wskazówka- przyrzadu pomiarowego po¬ wraca do zera. Przelacznik 15 oraz sygnal optyczny 12 sa, wbudowane celowo w plytke ze skala przyrzadu pomiarowego. PL