RU2683439C1 - Электронный индикатор короткого замыкания - Google Patents
Электронный индикатор короткого замыкания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683439C1 RU2683439C1 RU2018118427A RU2018118427A RU2683439C1 RU 2683439 C1 RU2683439 C1 RU 2683439C1 RU 2018118427 A RU2018118427 A RU 2018118427A RU 2018118427 A RU2018118427 A RU 2018118427A RU 2683439 C1 RU2683439 C1 RU 2683439C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indicator
- short circuit
- unit
- sensors
- electron
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Locating Faults (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для обеспечения эксплуатации электрических сетей. Технический результат: повышение точности определения направления короткого замыкания на воздушных и кабельных линиях распределительных электросетей, а также упрощение эксплуатации и повышение электробезопасности электронного индикатора короткого замыкания. Сущность: электронный индикатор короткого замыкания содержит индикаторный блок, связанный по меньшей мере с тремя внешними датчиками состояния линии. Индикаторный блок содержит модуль управления и обработки информации, модуль отображения информации, модуль передачи информации и источник питания. Датчики короткого замыкания содержат модуль управления и обработки информации, оптический приемопередатчик, датчик измерения тока, датчик измерения напряжения и схему накопления энергии. Датчики связаны с индикаторным блоком посредством блока электронно-оптического преобразователя. Идикаторный блок связан с блоком электронно-оптического преобразователя электрически. Датчики связаны с блоком электронно-оптического преобразователя посредством оптоволоконного кабеля. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике, а именно к устройствам, предназначенным для обеспечения эксплуатации электрических сетей.
В настоящее время известен ряд электромеханических и электронных устройств, которые позволяют определять наличие короткого замыкания в электросети, а также приблизительно определять, на каком участке линии произошла авария. Предлагаемый электронный индикатор короткого замыкания предназначен для определения поврежденного участка на воздушных и кабельных линиях распределительных электросетей напряжением 6-35 кВ.
Известен индикатор состояния высоковольтной изоляции (патент РФ №2392679, МПК Н01В 17/00, приоритет от 10.06.2009, опубликован 20.06.2010), выполненный из закаленного электротехнического стекла, отличающийся тем, что внутренняя электрическая прочность индикатора меньше электрической прочности его внешнего воздушного промежутка и при снижении диэлектрических свойств контролируемой изоляции индикатор разрушается в результате внутреннего пробоя, сигнализируя о выходе из строя контролируемой изоляции.
Данное устройство не является электронным и позволяет простейшим визуальным способом отслеживать аварийные ситуации на линиях электропередач. Недостатками данного устройства является то, что оно не может обеспечить упрощение эксплуатации кабельных линий электропередач, и для точного обнаружения аварийного участка требуется визуальный осмотр линии по всей длине.
Известен фиксатор направления короткого замыкания (патент РФ №2328752, МПК G01R 31/08, приоритет от 15.09.2005, опубликовано 10.07.2008), включающий в себя подключенные к двум разным ответвлениям диагностируемой линии передачи два передающих устройства, каждое из которых содержит преобразователь тока, первый элемент задержки, логический элемент И и источник питания, подключенный своим выходом к первому входу логического элемента И, а также приемное устройство, содержащее ограничитель, логический элемент НЕ, первый элемент задержки, первый логический элемент И, первый исполнительный элемент, причем выход логического элемента НЕ подключен к входу первого элемента задержки, а выход первого логического элемента И подключен к входу первого исполнительного элемента, отличающийся тем, что в состав каждого из передающих устройств дополнительно введены второй элемент задержки (ждущий мультивибратор) и резистор, причем выход преобразователя тока подключен к входу первого элемента задержки, к выходу которого подключен вход второго элемента задержки, выход второго элемента задержки подсоединен к второму входу логического элемента И, входы источника питания и резистора подключены к выходу логического элемента И, а выход резистора подключен к соответствующему ответвлению диагностируемой линии передачи, в состав приемного устройства дополнительно введены резистор, фильтр низкой частоты, режекторный фильтр и второй и третий элементы задержки (ждущие мультивибраторы), второй логический элемент И и второй исполнительный элемент, причем вход резистора подключен к диагностируемой линии передачи, выход резистора подключен к входу ограничителя, выход которого подсоединен к входу фильтра низкой частоты; выход фильтра низкой частоты подключен к входу режекторного фильтра, выход которого подсоединен к первому входу первого логического элемента И и входу логического элемента НЕ, выход первого элемента задержки подключен к входу второго элемента задержки, выход которого подсоединен к второму входу первого логического элемента И, третий элемент задержки (ждущий мультивибратор) установлен с возможностью срабатывания по сигналу второго элемента задержки (ждущего мультивибратора) и выдачей разрешения открытию второго логического элемента И, обеспечивающего, в свою очередь, срабатывание второго исполнительного элемента.
Недостатками данного устройства является то, что линии электропередач являются источником сильных электромагнитных помех, и для исключения ложных срабатываний устройств, принцип действия которых основан на передаче контрольных сигналов по самим линиям, требуются высокие уровни мощности таких сигналов, что ведет к значительным энергозатратам. Помимо этого для мониторинга сетей с большим количеством ответвлений необходимо построение сложной системы контроля с большим количеством приемо-передающих блоков.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности определения направления короткого замыкания на воздушных и кабельных линиях распределительных электросетей, а также упрощение эксплуатации и повышение электробезопасности электронного индикатора короткого замыкания.
Технический результат достигается тем, что предлагается электронный индикатор короткого замыкания, включающий индикаторный блок, связанный по меньшей мере с тремя датчиками состояния линии, при этом индикаторный блок содержит модуль управления и обработки информации, модуль отображения информации, модуль передачи информации и источник питания, а датчики короткого замыкания, каждый из которых содержит модуль управления и обработки информации, оптический приемопередатчик, датчик измерения тока, датчик измерения напряжения и схему накопления энергии, связаны с индикаторным блоком посредством блока электронно-оптического преобразователя, при этом индикаторный блок связан с блоком электронно-оптического преобразователя электрически, а внешние датчики состояния линии связаны с блоком электронно-оптического преобразователя посредством оптоволоконного кабеля.
В предлагаемом электронном индикаторе короткого замыкания электронно-оптический преобразователь может быть выполнен в одном корпусе с индикаторным блоком.
В предлагаемом электронном индикаторе короткого замыкания каждый из датчиков короткого замыкания может быть снабжен крепежным элементом для его крепления на проводе линии электропередач, при этом крепежный элемент выполнен в виде П-образного кронштейна.
Предлагаемый электронный индикатор короткого замыкания состоит из индикаторного блока, электронно-оптического преобразователя, и датчиков состояния линии. В свою очередь, в состав индикаторного блока входит источник питания, осуществляющий питание всего электронного индикатора короткого замыкания, блок передачи информации, осуществляющий коммуникацию индикаторного блока с другими блоками, блок индикации информации, непосредственно отображающий наличие и характер неисправности на линии, микропроцессорный блок управления и обработки, осуществляющий управление всеми элементами электронного индикатора короткого замыкания. Электронно-оптический преобразователь состоит из генератора тока, схемы управления приемником, передатчиком и электронно-оптического приемо-передатчика.
Каждый из датчиков состояния линии состоит из оптического приемопередатчика, схемы накопления энергии, схемы управления, датчика тока, датчика напряжения.
При такой конструкции предлагаемого индикатора короткого замыкания упрощается его эксплуатация, так как индикаторный блок, предназначенный для мониторинга состояния сетей может быть установлен в любом удобном месте. Также индикаторные блоки нескольких индикаторов короткого замыкания могут быть скомпонованы вместе. При этом связь датчиков с электронно-оптическим преобразователем осуществляется посредством волоконно-оптического кабеля (сечением 1,5 мм2 и более), что позволяет обеспечить гальваническую развязку высоковольтной линии от индикаторного блока электронного индикатора короткого замыкания. Тем самым достигается высокий уровень электробезопасности в процессе эксплуатации предлагаемого индикатора короткого замыкания.
Изобретение поясняется чертежами.
На Фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого электронного индикатора короткого замыкания.
На фиг. 2 показана детализированная структурная схема предлагаемого электронного индикатора короткого замыкания.
На фиг. 3 показан датчик состояния сети с одним из вариантов его крепления на кабеле.
Показанный на фиг. 1 предлагаемый электронный индикатор короткого замыкания состоит из индикаторного блока, блока электронно-оптического преобразователя и датчиков состояния линии. В обычном случае используются три датчика состояния линии - по одному на каждую фазу линии электропередач. Индикаторный блок связан с блоком электронно-оптического преобразователя электрически, посредством электрического кабеля, а датчики состояния линии связаны с блоком электронно-оптического преобразователя посредством волоконно-оптического кабеля.
На фиг. 2 показана детализированная структурная схема предлагаемого электронного индикатора короткого замыкания. Показан состав индикаторного блока, блока электронно-оптического преобразователя и датчика состояния сети.
На фиг. 3 показан датчик состояния сети с одним из вариантов его крепления на кабеле. На чертеже обозначены следующие позиции: 1 - датчик состояния сети; 2 - установленные с двух сторон датчика загнутые пластинчатые кронштейны; 3 - П-образный кронштейн крепления датчика состояния сети на кабеле, выполненный из металлической пластины, имеющей сквозное отверстие в своей средней части, а также загнутые концы, которые входят в зацепление с пластинчатыми кронштейнами датчика состояния сети; 4 - винт, вставленный в сквозное отверстие П-образного кронштейна 3; 5 - гайки, предназначенные для фиксации винта 4; 6 - плоский упор, закрепленный на конце винта 4, предотвращающий повреждение кабеля.
Показанный на фиг. 2 предлагаемый электронный индикатор короткого замыкания работает следующим образом.
Волоконно-оптический кабель в предлагаемом электронном индикаторе короткого замыкания выполняет сразу две функции - осуществляет передачу информации между индикаторным блоком и датчиками состояния линии, а также служит для передачи энергии для питания датчиков состояния линии. При этом индикаторный блок непрерывно передает энергию в оптический кабель для питания датчиков через оптический приемо-передатчик. Генератор тока задает уровень передаваемой энергии. Для возможности передачи данных между датчиком и индикаторным блоком, передача энергии периодически прерывается на интервал времени, достаточный для передачи данных датчиком. В этот момент электронно-оптический преобразователь переходит в режим приема данных. Индикаторный блок непрерывно анализирует данные, поступающие от датчиков и на основании этих данных делает вывод о состоянии контролируемой линии. При фиксации аварийного события блоком обработки и управления, данные об аварии передаются на блок отображения информации, а также могут быть переданы через блок передачи информации на релейные выходы или по протоколу Modbus с целью фиксации аварийной ситуации внешним удаленным устройством.
Каждый из датчиков состояния линии в первоначальный момент времени накапливает энергию. Энергия оптических импульсов в оптическом приемо-передатчике преобразуется в электрическую энергию, которая поступает в схему накопления энергии. Схема накопления энергии датчиком состояния линии реализована на основе конденсаторов. При достижении определенного уровня датчик состояния линии включается и начинает работать. Датчик состояния линии непрерывно контролирует значения тока и напряжения на линии за счет входящих в его состав датчика тока и датчика напряжения. При превышении пороговых значений в линии электропередач током или напряжением сетевой частоты или высшими гармониками, срабатывают пороговые органы и фиксируется изменение состояния линии. Эти данные передаются в индикаторный блок устройству индикации в ближайший возможный момент для передачи данных. В нормальном режиме работы датчик состояния линии регулярно передает среднеквадратичные значения токов и напряжений. Датчик непрерывно контролирует состояние питания. В случае возможной нехватки питания, датчик уходит в «сон» (перестает передавать информацию) до возобновления нормального уровня питания.
Используя собственные алгоритмы обработки данных, прибор может определять как междуфазные короткие замыкания, так и однофазные с определением направления на замыкание.
Применение волоконно-оптического кабеля взамен медного обеспечивает высокую гальваническую изоляцию между прибором и датчиками, установленными на высоковольтном кабеле, так как оптоволокно по сути является диэлектриком.
Передача энергии по оптическому кабелю позволила отказаться от использования каких-либо источников питания в датчиках, что означает отсутствие необходимости иметь запасные батареи, и тем самым, значительно упрощает эксплуатацию электронного индикатора короткого замыкания.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет получить электронный индикатор короткого замыкания с высокой точностью определения наличия и видов аварийных ситуаций на линиях электропередач, а также существенно упростить эксплуатацию устройства за счет отсутствия дополнительных сменных элементов питания, и повысить электробезопасность, так как датчики состояния линии электрически не связаны с основным, индикаторным блоком.
Claims (3)
1. Электронный индикатор короткого замыкания, включающий индикаторный блок, связанный по меньшей мере с тремя внешними датчиками состояния линии, отличающийся тем, что индикаторный блок содержит модуль управления и обработки информации, модуль отображения информации, модуль передачи информации и источник питания, а датчики короткого замыкания, каждый из которых содержит модуль управления и обработки информации, оптический приемопередатчик, датчик измерения тока, датчик измерения напряжения и схему накопления энергии, связаны с индикаторным блоком посредством блока электронно-оптического преобразователя, при этом индикаторный блок связан с блоком электронно-оптического преобразователя электрически, а внешние датчики состояния линии связаны с блоком электронно-оптического преобразователя посредством оптоволоконного кабеля.
2. Электронный индикатор короткого замыкания по п. 1, отличающийся тем, что электронно-оптический преобразователь выполнен в одном корпусе с индикаторным блоком.
3. Электронный индикатор короткого замыкания по п. 1, отличающийся тем, что каждый из датчиков состояния линии снабжен крепежным элементом для его крепления на проводе линии электропередач, при этом крепежный элемент выполнен в виде П-образного кронштейна.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118427A RU2683439C1 (ru) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | Электронный индикатор короткого замыкания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118427A RU2683439C1 (ru) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | Электронный индикатор короткого замыкания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2683439C1 true RU2683439C1 (ru) | 2019-03-28 |
Family
ID=66090006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018118427A RU2683439C1 (ru) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | Электронный индикатор короткого замыкания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2683439C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2111499C1 (ru) * | 1997-04-22 | 1998-05-20 | Фирсов Михаил Иванович | Система определения поврежденных участков электрических сетей |
UA64352A (en) * | 2003-05-20 | 2004-02-16 | Mykola Mykhailovych Cheremisin | Short circuit indicator with memory |
RU2328752C2 (ru) * | 2005-09-15 | 2008-07-10 | ООО "Электроавтоматика" | Фиксатор направления короткого замыкания |
RU2444019C2 (ru) * | 2006-07-10 | 2012-02-27 | С. Тиим Апс | Датчик для измерения переменного тока в проводнике и индикаторная система, содержащая такой датчик |
US20170045571A1 (en) * | 2014-08-14 | 2017-02-16 | Bango Joseph | System for the standoff detection of power line hazards |
-
2018
- 2018-05-21 RU RU2018118427A patent/RU2683439C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2111499C1 (ru) * | 1997-04-22 | 1998-05-20 | Фирсов Михаил Иванович | Система определения поврежденных участков электрических сетей |
UA64352A (en) * | 2003-05-20 | 2004-02-16 | Mykola Mykhailovych Cheremisin | Short circuit indicator with memory |
RU2328752C2 (ru) * | 2005-09-15 | 2008-07-10 | ООО "Электроавтоматика" | Фиксатор направления короткого замыкания |
RU2444019C2 (ru) * | 2006-07-10 | 2012-02-27 | С. Тиим Апс | Датчик для измерения переменного тока в проводнике и индикаторная система, содержащая такой датчик |
US20170045571A1 (en) * | 2014-08-14 | 2017-02-16 | Bango Joseph | System for the standoff detection of power line hazards |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102667515B (zh) | 蓄电池控制装置架构 | |
JP6453304B2 (ja) | 電気ネットワーク保護装置 | |
CA2755184C (en) | Acoustic sensor system for detecting electrical conductivity faults in an electrical distribution system | |
CN113030782A (zh) | 一种二次电缆屏蔽层接地状态监测装置及系统 | |
RU2683439C1 (ru) | Электронный индикатор короткого замыкания | |
CN210924831U (zh) | 具有标准通讯功能的缆式线型感温火灾探测器及其系统 | |
CN110034538B (zh) | 一种干式电抗器非电量保护系统 | |
CA2385434C (en) | Control arrangement for power electronic system | |
RU2727526C1 (ru) | Система мониторинга, защиты и управления оборудованием электрической подстанции | |
US6667601B2 (en) | Control arrangement and method for power electronic system | |
RU2332765C1 (ru) | Система телеизмерения гололедно-ветровой нагрузки | |
US11356090B2 (en) | Electronic current-switching system provided with a redundant control solution | |
KR101093515B1 (ko) | 배전반 환경감시기 | |
CN203932946U (zh) | 铁路计量设备防雷装置 | |
CA2385432C (en) | Monitoring and control for power electronic system | |
CN108683166A (zh) | 一种开关柜的安全防护系统 | |
SU1066852A1 (ru) | Устройство контрол изол ции электрооборудовани троллейбуса | |
CN107346990B (zh) | 一种光端机故障监测方法及装置 | |
CN115931024A (zh) | 传感器设备和电气设备 | |
SU1402973A1 (ru) | Устройство дл контрол монтажа и сопротивлени изол ции электрических цепей | |
CN112684737A (zh) | 一种兼具均压功能的悬浮电位在线监测系统 | |
CZ37966U1 (cs) | Indikátor výbojů pro kabelové soubory a plynem izolované rozvaděče | |
RU2251187C2 (ru) | Устройство для защиты электроустановки от анормального режима работы | |
RU33267U1 (ru) | Устройство для защиты электроустановки от анормального режима работы | |
EP1435599B1 (en) | Burglar alarm system having reduced wiring |