Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.Y.1969 (P 133 975) 15.X.1971 63532 KI. 21 e, 31/08 MKP G 01 r, 31/08 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Jerzy Sawicki, Longin Raczynski, Ryszard Roskosz, Ryszard Wepa Wlasciciel patentu: Politechnika Gdanska, Gdansk (Polska) Sposób odszukiwania przemijajacych zwarc w kablach elektroenergetycznych i uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób odszukiwania przemijajacych zwarc w kablach elektroenergetycznych i uklad do stosowania tego sposobu. Zwarcia przemi¬ jajace ujawniaja sie dopiero przy napieciu bliskim war¬ tosci znamionowej i zanikaja po wylaczeniu doplywu pradu.Klasyczne sposoby odszukiwania miejsca uszkodzenia tutaj przewaznie zawodza, gdyz próby przeksztalcenia uszkodzenia w trwale przez tak zwane wypalanie pozo¬ staja bez skutku. Oslabione miejsce izolacji jednak na¬ dal istnieje i po pewnym czasie przebicie ponawia sie.Omawiane efekty wystepuja szczególnie w kablach z izolacja zawierajaca olej o mniejszej lepkosci i ulozo¬ nych w terenie pofaldowanym. Podobnie zachowuja sie tez uszkodzenia w mufach wypelnionych zalewa kablo¬ wa.Zjawiska te mozna wyjasnic naplywem dielektryka np. oleju czy tez stopniowej zalewy do miejsca uszkodzenia lub dejonizacja powietrza w pecherzu, w którym na¬ stapil przeskok. Specyfike te musza uwzgledniac stoso¬ wane metody pomiarowe.Obecnie najbardziej rozpowszechniony jest sposób podsluchu akustycznego. Do badanego odcinka kabla przylacza sie generator impulsów wysokiego napiecia o znacznej mocy w pojedynczym wyladowaniu. Powo¬ duje to przeskoki iskrowe w miejscu uszkodzenia. Ope¬ rator zaopatrzony w aparature wykrywacza przechodzi trase kabla, poszukujac miejsc w których uslyszy cha¬ rakterystyczne trzaski.Aparatura wykrywacza sklada sie z czulego mikrofo- 10 15 20 25 30 nu, wzmacniacza oraz urzadzenia wyjsciowego, którym moze byc miernik odchylowy lub sluchawki. Opisany sposób umozliwia dokladne rozpoznanie miejsca zwar¬ cia ale jest to okupione powaznym narazeniem zdrowej czesci izolacji oraz znacznym nakladem czasu w przy¬ padku badania dluzszych odcinków.Inny sposób odszukiwania przemijajacych zwarc w kablach elektroenergetycznych polega na pomiarze cza¬ su, jaki mija od chwili wyslania impulsu wysokiego na¬ piecia do chwili pojawienia sie na stanowisku pomia¬ rowym powrotnej fali napieciowej, wywolanej przez wystapienie przeskoku iskrowego w miejscu uszkodze¬ nia. Wyznaczenie miejsca uszkodzenia opiera sie na znanej szybkosci przebiegu zaklócenia elektrycznego w badanym obiekcie oraz na zmierzonej wartosci czasu.Potrzebna aparatura sklada sie z generatora krótkich impulsów wysokiego napiecia oraz z oscylografu o szyb¬ kiej i dokladnej podstawie czasu, zsynchronizowanej z okresem wysylania impulsów. Omówiony sposób daje gorsza dokladnosc umiejscowienia zwarcia, a niezbedna aparatura jest bardzo skomplikowana.Znany jest równiez sposób polegajacy na pobudzeniu badanego obiektu do drgan elektrycznych przez wyla¬ dowanie iskrowe w miejscu uszkodzenia a nastepnie na wyznaczeniu okresu lub czestotliwosci podstawowej har¬ monicznej wzbudzonych drgan. Na podstawie tej cze¬ stotliwosci, przy znanej szybkosci fali elektrycznej w ka¬ blu oblicza sie odleglosc uszkodzenia.Niezbedna aparatura sklada sie z odbiornika genero¬ wanych w kablu drgan elektrycznych dolaczonego do 6353263532 analizatora impulsowego, zawierajacego rezonansowy ob¬ wód strojony i dyskryminator. Uzyskany pomiar jest obarczony znacznym uchybem bezwzglednym z uwagi na duza predkosc rozchodzenia sie fal elektrycznych w kablu natomiast potrzebna aparatura jest zlozona z uwa¬ gi na szybkie tlumienie zjawisk oraz wystepowanie sze¬ rokiego widma róznych czestotliwosci.Celem wynalazku jest opracowanie .sposobu i ukladu do wyznaczania miejsca wystepowania przemijajacych zwarc w kablach elektroenergetycznych zapewniajacych dobra dokladnosc i krótki czas wykonania pomiaru przy jednoczesnym zmniejszeniu zagrozenia dla dobrej cze¬ sci izolacji.Cel ten zostal osiagniety w ten sposób, ze kolejno wywoluje sie wyladowanie elektryczne w dwóch róz¬ nych miejscach obiektu badanego. Pierwsze wyladowa¬ nie wywoluje sie w miejscu uszkodzenia i mierzy sie czas ti jaki uplywa od chwili wyladowania wywoluja¬ cego zaklócenie akustyczne do chwili pojawienia sie zaklócenia na stanowisku pomiarowym a nastepnie wy¬ woluje sie drugie wyladowanie na przeciwnym koncu obiektu badanego o dlugosci L w stosunku do umiesz¬ czenia stanowiska pomiarowego i mierzy sie czas T, uplywajacy od chwili wyladowania wywolujacego za¬ klócenie akustyczne do chwili pojawienia sie zaklóce¬ nia akustycznego na stanowisku pomiarowym.Odleglosc Ii uszkodzenia od stanowiska pomiarowego oblicza sie ze wzoru Ii = L*ti/T.Odmiana sposobu polega na tym, ze drugie wylado¬ wanie wywoluje sie równiez w miejscu uszkodzenia i mierzy sie czas t2 uplywajacy od chwili wyladowania wywolujacego zaklócenie akustyczne do chwih pojawie¬ nia sie zaklócenia akustycznego na przeciwnym koncu obiektu badanego w stosunku do umieszczenia stano¬ wiska pomiarowego, po czym odleglosc li uszkodzenia od stanowiska pomiarowego oblicza sie ze wzoru Il-L-V V ti +12 W ukladzie sluzacym do realizacji sposobu wedlug wynalazku jeden zacisk regulowanego zasilacza napie¬ cia stalego jest polaczony bezposrednio z jedna z zyl uszkodzonych obiektu badanego, podczas gdy drugi za¬ cisk, poprzez szeregowo wlaczone wejscie wykrywacza zaklócen elektrycznych jest dolaczony do drugiej z zyl uszkodzonych badanego obiektu. Wyjscie wykrywacza zaklócen elektrycznych, poprzez szeregowo wlaczony pierwszy wzmacniacz dolaczone jest do zacisków uru¬ chamiajacych czasomierza.Wykrywacz zaklócen akustycznych umocowany do uszkodzonej zyly obiektu ma dolaczony do wyjscia dru¬ gi wzmacniacz. Wyjscie tego wzmacniacza jest dolaczo¬ ne do zacisków zatrzymujacych czasomierza. Wzmac¬ niacz pierwszy i drugi oraz czasomierz sa zasilane z autonomicznego zródla. Calosc aparatury jest izolowana od ziemi odpowiednio do najwiekszego napiecia, jakie mozna otrzymac z regulowanego zasilacza napiecia sta¬ lego.Sposób i uklad wedlug wynalazku pozwalaja dokladnie umiejscowic zwarcia przemijajace i to bez wiekszego na¬ razenia dobrej czesci izolacji obiektu badanego. Czas wykonywania pomiarów jest przy tym krótki, a po¬ trzebna aparatura niezbyt kosztowna. Uklad wedlug wy¬ nalazku mozna takze stosowac do odszukiwania przerw o duzej rezystancji. W takim przypadku jeden koniec zyly badanej laczy sie z regulowanym zasilaczem na¬ piecia stalego, natomiast drugi koniec zyly, jak rów¬ niez drugi zacisk zasilacza uziemia sie.Przedmiot wynalazku jest objasniony blizej na ry¬ sunku, który przedstawia schemat blokowy ukladu. 5 Urzadzenie pokazane na rysunku zawiera regulowany zasilacz napiecia stalego 1, który jest polaczony z tymi zylami obiektu badanego 2, miedzy którymi pojawia sie uszkodzenie. W jedno z tych polaczen jest wlaczo¬ ny wykrywacz zaklócen elektrycznych 3, którym moze io byc np. indukcyjnosc wzajemna. Wyjscie wykrywacza zaklócen elektrycznych 3 poprzez pierwszy wzmacniacz 4 dolaczone jest do zacisków uruchamiajacych czaso¬ mierza 5. Do tej samej zyly obiektu badanego 2 umo¬ cowany jest wykrywacz zaklócen akustycznych 6, któ- 15 rego wyjscie poprzez drugi wzmacniacz 7 dolaczone jest do zacisków zatrzymujacych czasomierza 5. Wzmac¬ niacze pierwszy 4 i drugi 7 oraz czasomierz 5 zasilane sa z autonomicznego zródla 8 np. akumulatora.Wykrywacz zaklócen elektrycznych 3 i wykrywacz za- 20 klócen akustycznych 6, pierwszy wzmacniacz 4 i drugi wzmacniacz 7, czasomierz 5 oraz zródlo 8 umieszczone sa na podstawie izolowanej od ziemi, przy czym po¬ ziom tej izolacji odpowiada najwiekszej wartosci na¬ piecia, jaka mozna otrzymac z regulowanego zasila- 25 cza napiecia stalego 1.Przy powolnym zwiekszaniu napiecia podawanego z regulowanego zasilacza napiecia stalego 1 do obiektu badanego 2 plynie poczatkowo tak maly prad, iz nie nastepuje uruchomienie czasomierza 5. Z chwila wysta¬ pienia wyladowania w miejscu uszkodzenia pobierany prad gwaltownie wzrasta a sygnal z wykrywacza zakló¬ cen elektrycznych 3, wzmocniony w pierwszym wzmac¬ niaczu 4 zapoczatkowuje proces pomiaru w czaso¬ mierzu 5. Pierwsze wyladowanie powstale w miejscu uszkodzenia generuje zaklócenie akustyczne, które po pewnym czasie dochodzi do wykrywacza zaklócen aku¬ stycznych 6. Otrzymany z niego sygnal, po wzmocnieniu w drugim wzmacniaczu 7, powoduje zatrzymanie cza- somierza 5* czyli zakonczenie pierwszego pomiaru cza¬ su ti.Pomiar czasu T przeprowadza sie analogicznie z ta jednak róznica, ze wyladowanie wywoluje sie teraz na przeciwnym koncu w stosunku do umieszczenia stano¬ wiska pomiarowego obiektu badanego 2, gdzie np. zbli¬ zaja sie do siebie na mala odleglosc gole konce uszko¬ dzonych zyl, za pomoca np. iskiernika. Jezeli przez L oznaczy sie dlugosc obiektu badanego 2 czyli odleglosc iskiernika od stanowiska pomiarowego, przez ti oraz T zmierzone wartosci odpowiednich czasów, to odleglosc uszkodzenia li od stanowiska oblicza sie ze wzoru T Odmiana sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze zamiast pomiaru czasu T wykonuje sie pomiar cza¬ su t2, postepujac analogicznie jak przy pomiarze cza¬ su ti lecz przy stanowisku pomiarowym przeniesionym na przeciwny koniec obiektu badanego 2. Jezeli przez L oznaczyc dlugosc obiektu badanego 2 a przez ti oraz t2 odpowiednie wartosci zmierzonych czasów, to odle¬ glosc uszkodzenia od pierwotnego stanowiska pomiaro- tj wego li oblicza sie ze wzoru li =L *1 + *2 Jezeli stojacy do dyspozycji czas poszukiwan oraz 65 warunki dostepu do obu konców obiektu badanego 2 30 35 40 45 5063532 pozwalaja, to wskazane jest zmierzenie czasu T i t2.Umozliwia to bowiem weryfikacje znalezionej wartosci U i pozwala na zlokalizowanie ewentualnego drugiego miejsca uszkodzenia. PL