SE515105C2 - Förfarande och anordning för lokalisering av en kabel i en likströmsförbindelse - Google Patents

Description

20 25 30 35 515 105 nu» nu Likströmsledarna kan åtminstone till delar utföras i form av kablar. Då energin skall överföras över ett område med vatten, oftast då ett havsområde, grävs kablarna vanligen ned under havsbotten för att skydda dem mot exempelvis trålar från fiskebåtar och från ankare som fälls från båtar.

För lokalisering av kablarnas läge under nedgrävningsskedet leds en elektrisk ström genom kabeln varvid dess läge på känt sätt bestäms medelst magnetiska sensorer som avkänner det av strömmen alstrade magnetiska fältet. Eftersom särskilt i grundare vatten havsbotten, exempelvis på grund av stormar, kan utsättas för rörelser är det också nödvändigt att efter en tids drift av energi- överföringen med återkommande intervaller göra en kontroll av kablarnas läge och förläggningsdjup under havsbotten.

För det fall kablarna är tätt förlagda på havsbotten eller är anordnade i form av en gemensam dubbelkabel ger emellertid en via strömriktarna inmatad cirkulerande ström i likströmsförbindelsen inte upphov till ett säkert detekter- bart yttre magnetiskt fält. För att utföra en kontroll av kabelns läge kan då exempelvis den del av likströmsförbindelsen som utgörs av kabel kopplas bort från likströmsförbindelsens övriga delar och en ström påföras endera av kablarna medelst en yttre strömkälla. Detta innebär emellertid ett förhållandevis omfattande arbete och under den tid som åtgår för detta och för återställande av likströmsförbindelsen är överföringssystemet inte tillgängligt för överföring av elektrisk energi.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat förfarande av inledningsvis angivet slag, vilket tillåter en lokalisering av kabelns läge under det att överföringssystemet är i normal drift, varvid de ovan nämnda nackdelarna beträffande överföringssystemets tillgänglighet för överföring av elektrisk energi kan undvikas, samt en anordning för genomförande av förfarandet.

Enligt uppfinningen åstadkoms detta ändamål genom att en för lokaliseringen avsedd jordmodsström påförs likströmsförbindelsen, och att ett magnetiskt fält associerat med nämnda jordmodsström avkännes. 10 15 20 25 30 35 515 105 Enligt en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen kopplas endera av anslutningspunkterna till jord via en impedanskrets med en påverkbar impedans av huvudsakligen induktiv karaktär varvid nämnda jordmodsström påförs likströmsförbindelsen genom att impedanskretsens induktans temporärt reduceras.

Enligt en annan fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen innefattar anordningen en strömkälla ansluten mellan endera av anslutningspunkterna och jord.

Enligt ytterligare en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen påförs jordmodsströmmen likströmsförbindelsen genom att åtminstone endera av strömriktarna bringas att alstra en jordmodsspänning.

Ytterligare vidareutvecklingar av uppfinningen framgår av nedanstående beskrivning och patentkrav.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare förklaras genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, vilka samtliga är schematiska och i form av enlinjediagraxn respektive blockschemor, och i vilka figur 1 visar ett känt utförande av ett bipolärt 12-puls system för överföring av elektrisk energi medelst högspänd likström, figur 2 visar en utföringsform av uppfinningen innefattande medel för att påverka induktansen för en impedanskrets ansluten till jord vid ett system enligt figur 1. figur 3 visar en utföringsform av uppfinningen innefattande en strömkälla vid ett system enligt figur 1, figur 4 visar en utföringsform av uppfinningen innefattande medel för att påverka en styrvinkel för en strömriktare vid ett system enligt figur 1, och 10 15 20 25 30 35 515 105 au- vc figur 5 visar en utföringsform av uppfinningen innefattande medel för att påverka en lindningskopplares kopplingsläge vid ett system enligt figur 1.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Den följande beskrivningen avser såväl förfarandet som anordningen.

Blockschemorna kan således betraktas såväl som signalflödesdiagram som blockschemor för en anordning. De funktioner som utförs av de i block- schemorna visade blocken kan i tillämpliga delar utföras medelst analog och/ eller digital teknik eller såsom dataprogram i en mikroprocessor. Således kan i förekommande fall uttrycket "signal" också förstås som ett värde bildat i ett dataprogram och förekommande enbart som sådant.

Det skall vidare förstås att ehuru de i figurerna visade blocken omtalas som enheter, organ, etc., dessa, särskilt för det fall deras funktioner implementeras såsom programvara i exempelvis mikroprocessorer, är att förstå såsom medel för att åstadkomma den önskade funktionen.

Figur 1 visar ett känt utförande av ett bipolärt 12-puls system för överföring av elektrisk energi medelst högspänd likström. En första strömriktare med två sex-puls ventilbryggor BR11 och BR12 respektive, är ansluten till ett trefasigt elektriskt växelströmsnät N1 via en strömriktartransformator T1. Denna innefattar två sekundärlindningar, vilka är så anordnade att spänningarna från respektive sekundärlindning uppvisar en ömsesidig fasvrídning på 30° elektriskt, exempelvis genom att såsom antyds i figuren sekundärlindningen för matning av bryggan BR11 är stjärnkopplad medan sekundärlindningen för matning av bryggan BR12 är triangelkopplad. Ventilbryggorna är likspännings- mässigt seriekopplade i det att de är anslutna till en gemensam anslutnings- punkt ]1 så att strömriktaren på känt sätt bildar en 12-pulsenhet.

En andra strömriktare med två sex-puls ventilbryggor BR21 och BR22 respektive, är ansluten till ett trefasigt elektriskt växelströmsnät N2 via en strömriktartransformator T2 av samma slag som strömriktartransformatorn T1. 10 15 20 25 30 35 515 195 Ventilbryggorna BRZl och BR22 är likspänningsmässigt seriekopplade i det att de är anslutna till en gemensam anslutningspunkt 12.

En likströmsförbindelse mellan de beskrivna strömriktarna innefattar två kablar CAB1 och CAB1, vilka är anslutna till den första strömriktaren via glättningsinduktorer L11 och L12 och till den andra strömriktaren via glättningsinduktorer L21 och L22. Kablarna CAB1 och CAB1 är var för sig isolerade och anordnade i en dubbelkabel CAB med gemensam yttre skärmning och armering. Likströmsförbindelsen kan, beroende på lokala förhållanden, därutöver innefatta delar utformade såsom kablar och/ eller luftledningar. I detta utföringsexempel förutsätts dubbelkabeln förlagd under en havsbotten, vanligen i storleksordningen 0.5 - 1 m under denna.

Ventilbryggorna BR11 och BR12 styrs på känt sätt i beroende av en i figuren icke visad gemensam styrutrustning och alstrar likspänningar Ud11 och Ud12 respektive, iberoende av en av styrutrustningen alstrad gemensam styrvinkelorder oc. Bryggan BR11 påför kabeln CAB1 en ström Id11 och bryggan BR12 påför kabeln CABZ en ström Id12.

Anslutningspunkten Il är via en induktor LE ansluten till ett i figuren symboliskt visat jordtag i syfte att erhålla en för likspänning god anslutning till jord av likströmsförbindelsen. Växelströmsnätet N1 förutsätts ha en känd nominell nätfrekvens F, som vanligen är lika med 50 eller 60 Hz. Då ventil- bryggorna BR11 och BR12 är anslutna till växelströmsnätet uppträder i anslutningspunkten Il en spänning som innehåller en komposant av en frekvens lika med sex gånger den nominella nätfrekvensen. Denna spännings- komposant alstrar en genom induktorn LE flytande ström Iel. Likströmsför- bindelsen kopplar via kablarna CAB1 och CAB1 samman två strömriktare som, såsom ovan nämnts, var och en bildar en 12-pulsenhet. Överföringssystemet är således fördelaktigt i de fall det är önskvärt att överföra den elektriska energin enbart via de nämnda kablarna medan en likström genom jord inte accepteras.

Induktorn LE måste därvid begränsa amplituden på strömmen Iel så att strömriktarna praktiskt sett uppträder som IZ-pulsenheter. Obalans i likströmmen undviks lämpligen genom att endast endera av strömriktarna är likströmsmässigt ansluten till jord via en induktor. 10 15 20 25 30 35 515 105 För att beskriva uppfinningen förutsätts i det följande att induktorn LE har en induktans som begränsar amplituden på strömmen Iel till en för detta syfte försumbar nivå (men därmed också till en nivå som ej medger lokalisering av dubbelkabeln genom avkänning av det magnetiska fält som är associerat med den av strömmen Iel beroende avvikelsen i amplitud mellan strömmen genom kabeln CAB1 och strömmen genom kabeln CAB2).

Lokalisering av kablar under havsbotten under de omständigheter som inledningsvis beskrivits sker på i och för sig känt sätt genom att en ström leds genom kabeln och en magnetisk sensorutrustning MS förs till det område där kabeln antas vara belägen. Sensorutrustningen är ansluten till en lokaliserings- utrustning LOC, vilken vanligen åtminstone till delar är placerad ombord på ett fartyg. Sensorutrustningen påför lokaliseringsutrustningen mätvärden på det med strömmen associerade magnetiska fältet och genom utvärdering av dessa mätvärden under förflyttning av sensorutrustningen låter sig kabelns läge, inklusive dess förläggningsdjup, lokaliseras.

För det fall som här beskrivs, där kablarna CAB1 och CAB1 är anordnade i en dubbelkabel CAB, motverkar de med en genom likströmsförbindelsen cirkulerande ström associerade magnetfälten från kabeln CAB1 och från kabeln CABZ varandra. Det utanför dubbelkabeln uppträdande resulterande magnet- fältet blir därmed mycket svagt även i närheten av kabeln.

Enligt uppfinningen pâförs likströmsförbindelsen en för lokaliseringen avsedd jordmodsström. Förekomsten av en jordmodsström innebär att summan av strömmarna i kablarna CAB1 och CAB2, med riktningar definierade såsom i figur 1, är skild från noll, det vill säga strömmen genom kabeln CABZ balanserar inte strömmen genom kabehi CAB1. Därmed uppstår ett resulterande magnetiskt fält kring dubbelkabeln vilket kan utnyttjas för lokalisering av denna medelst sensorutrustningen MS. Amplituden för en jordmodsström som leder till en för praktiska ändamål lämplig och med sensorutrustningen detekterbar avvikelse mellan strömmarna genom kablarna CAB1 och CAB2 kan på för fackmannen känt sätt förutberäknas med kännedom om data för kablarna, om det jord/ sandlager i vilka dubbelkabeln är förlagd och andra förläggningsförhållanden, såsom förläggningsdjup under _ havsbotten, för dubbelkabeln. 10 15 20 25 30 35 s1s 1os Då den enligt uppfinningen påförda jordmodsströmrnen är en växelström föredras i det följande de referensriktningar för ström och spänning som angivits i figur 1, vilka alltså innebär att under normal drift strömmen Id12 och spänningen Ud12 antar negativa värden. Definitionsmässigt gäller då för jordmodsströmmen lg och polmodsströmmen Ip: Ig = (Id11 + Id12) /2 och Ip = (Id11 - Id12) /2. Omvänt fås då strömmen Id11 i kabeln CABI respektive strömmen Id12 i kabeln CAB2 såsom Id11 = Ig + Ip och Id12 = lg - Ip.

På likartat sätt gäller för en jordmodsspänning Ug och en polrnodsspänning Up följande definitioner: Ug = (Ud11 + Ud12)/2 + U]1 och Up = (Ud11 - Ud12)/ 2, där spänningen UI1 är spänningen mellan anslutningspunkten Il och jord.

Omvänt fås då spänningen Ud11 över bryggan BR11 respektive spänningen Ud12 över bryggan BR12 såsom Ud11 = Ug + Up - U]1 och Ud12 = Ug - Up - U]1.

Ur ovanstående definitioner följer att för strömmen Ie1 från anslutningspunkten ]1 till jord gäller att Ie1 = -2Ig och Id11 + Id12 = 2Ig = -Ie1.

Figur 2 visar en utföringsform av uppfinningen vid ett energiöverförings- system av det slag som beskrivits i anslutning till figur 1. De delar av överföringssystemet som beskrivits i anslutning till figur 1 återges i figur 2 med motsvarande hänvisningsbeteckningar.

Dubbelkabelns konstruktion är vanligen sådan att kablarna CABI och CAB2 uppvisar kapacitanser mot den dubbelkabeln omgivande yttre skärmen, vilken skärm i figuren markeras såsom en antydd streckprickad cylinder. Skärmen befinner sig i elektriskt ledande kontakt med det omgivande jord/ sandlagret, i figuren symboliskt markerat med jordtag i skärmens båda ändar. Kabelns CAB1 kapacitans mot skärmen, ehuru givetvis fördelad längs skärmens längd, illustreras i figuren med diskreta kondensatorsymboler Cs11 och Cs21 och kabelns CABZ kapacitans likaså med kondensatorsymboler Cs12 och Cs22.

Då en lokalisering av kabeln skall utföras ges en lokaliseringsorder SORD för påförande av en jordmodsström på likströmsförbindelsen. En induktor LES kan via ett kopplingsorgan SWD i beroende av nämnda lokaliseringsorder anslutas “<ï*i 10 15 20 25 30 35 515 10.25 mellan anslutningspunkten ]1 och jord. Den ström som därvid kommer att flyta genom induktorn, i figuren markerad med Is, är en växelström med en dominerande komposant av en frekvens lika med sex gånger nätfrekvensen.

Som framgå av det föregående påförs därvid likströmsförbindelsen en jordmodsström som är lika med -Is/ 2 (strömmen Ie1 genom induktorn LE försummas, såsom ovan angivits, i detta sammanhang). Därmed bildas kring dubbelkabeln ett resulterande magnetiskt fält, som åtminstone i närheten av den ände av dubbelkabeln som är ansluten till glättningsinduktorerna L11, L12, huvudsakligen är beroende av summan av strömmarna Id11 och Id12, en summaström som enligt det ovanstående är lika med Id11 + Id12 = 2Ig = - Is.

Iordmodsströmmen avleds dock undan för undan genom kablarnas CAB1 och CAB2 kapacitanser till jord varvid den nämnda summaströmmen, och därmed det avkännbara magnetiska fältet, avtar med avståndet från anslutnings- punkten 11. Strömmens Is amplitud bestäms, förutom av spänningen U]1 i anslutningspunkten 11, av induktansvärdena för induktorn LES och glättnings- induktorerna L11 och L12 och av kablarnas kapacitans, medan glättnings- induktorerna L21 och L22 praktiskt sett förhindrar att någon del av strömmen Is kommer att flyta genom ventilbryggorna BR21, BR22. I en första approxi- mation bestäms strömmen Is av induktansvärdena för induktorn LES och glättningsinduktorerna L11 och L12, i det att den med dubbelkabelns kapacitans förknippade impedansen åtminstone vid långa kablar kan försummas. En dimensionering av induktorn LES som leder till en för praktiska ändamål lämplig och med sensorutrustningen detekterbar avvikelse mellan strömmarna genom kablarna CAB1 och CABZ kan således förutberäknas med kännedom om de övriga nämnda storheterna. Typiskt kan kretsarna för jordmodsströmmen dimensioneras så att strömmens Is amplitud, då lokalisering av kabeln skall utföras, uppgår till storleksordningen 1 à 5 % av anläggningens märkström, med det högre värdet för långa kablar. Ett typiskt värde för strömmen Ie1 genom induktorn LE är då av storleksordningen 0.1 %.

Figur 3 visar en annan utföringsform av uppfinningen vid ett energiöver- föringssystem av det slag som beskrivits i anslutning till figur 1. De delar av överföringssystemet som beskrivits i anslutning till figur 1 återges i figur 3 med motsvarande hänvisningsbeteckningar. suv' 10 15 20 25 30 35 515 105 Mellan anslutningsptinkten Il och jord är en strömkälla i form av en filterenhet FU1 i seriekoppling med en spänningsgenerator G ansluten. Spännings- generatorn, som är av något i och för sig känt utförande, bringas att i beroende av lokaliseringsordern alstra en generatorspänning med en vald signalfrekvens.

Signalfrekvensen väljs lämpligen så att den är skild från sex gånger den nominella nätfrekvensen men med fördel utgör en jämn multipel av den nominella nätfrekvensen, exempelvis den dubbla eller den fyrdubbla.

Filterenheten innefattar en seriekoppling av en induktor L1 och en kondensator Cl, och induktansvärdet för induktorn och kapacitansvärdet för kondensatorn väljs därvid så att filterenheten med fördel uppvisar serieresonans vid signalfrekvensen, det vill säga har ett passband med låg impedans för denna frekvens. Filterenheten dimensioneras vidare så att den uppvisar en hög impedans för en frekvens lika med sex gånger den nominella nätfrekvensen.

Mellan anslutningspunkten 12 och jord är en filterenhet FU2 ansluten, vilken filterenhet innefattar en seriekoppling av en induktor L2 och en kondensator C2. lnduktansvärdet för induktorn LFZ och kapacitansvärdet för kondensatorn CZ väljs därvid så att filterenheten FU2 får likartade frekvensegenskaper som filterenheten FU1. Som framgår av ovan nämnda uttryck och antaganden är, med definitioner såsom illustreras i figur 1, den av strömkällan alstrade strömmen Is också lika med summan av strömmen genom kabeln CAB1 och strömmen genom kabeln CABZ. Generatorspänningens amplitud väljs så att strömmen Is får en amplitud som för praktiska ändamål är detekterbar med sensorutrustningen på sätt som tidigare angivits ibeskrivningen. Spännings- generatorn kan exempelvis innefatta en tongenerator och ett till denna anslutet effektförstärkningssteg med effekttransistorer. Typiskt kan effektbehovet från spänningsgeneratorn uppgå till 2.5 kV och 5 A vid 100 Hz.

Vid denna utföringsform ingår filterenheten FU2 i den påförda jordmodsström- mens strömbana. Särskilt vid kablar som är korta och/ eller har låg kapacitans och med en vald låg signalfrekvens, exempelvis lika med två gånger den nominella nätfrekvensen, kan kabeln lokaliseras längs hela sin längd.

Alternativt kan givetvis en spänningsgenerator anslutas i serie med filterenheten FU2. Vid påförande av jordmodsström från denna spänningsgenerator förbikopplas spänningsgeneratorn vid filterenheten FUI. \uw 10 15 20 25 30 35 515 105 10 Figur 4 visar en annan iitföringsform av uppfinningen vid ett energiöver- föringssystem av det slag som beskrivits i anslutning till figur 1. De delar av överföringssystemet som beskrivits i anslutning till figur 1 återges i figur 4 med motsvarande hänvisningsbeteckningar. Vid denna utföringsform alstras den för lokaliseringen avsedda jordmodsströmmen genom att en jordmods- spänning påförs likströmsförbindelsen via ventilbryggorna BR11 och BR12.

Figuren visar schematiskt delar av en gemensam styrutrustning för ventilbryg- gorna. Styrutrustningar innefattar på känt sätt en strömregulator CC vars utsignal utgör en för båda ventilbryggorna gemensam styrvinkelorder ot för fasvinkelstyrning av dessa. En summator D1 påförs dels ett på något känt sätt bildat ledvärde ldr för strömmen genom likströmsförbindelsen och dels ett ärvärde Ida för denna ström, samt bildar därav en skillnad som påförs ström- regulatorn (en ring vid symbolen för summatorn indikerar att ingången är en negerande ingång). Styrpulsdon SP11 och SP12 alstrar på känt sätt, i beroende av påförda styrvinkelorder, tändsignaler F11 och F12 respektive, vilka påförs ventilbryggorna BR11 och BR12 respektive, för tändning av i dessa innefattade halvledarelement, oftast tyristorer.

En signalgenerator SG alstrar i beroende av lokaliseringsordern SORD en signalspänning Us av en vald signalfrekvens. Denna signalspänning och styrvinkelordern ot påförs dels en summator D11 och dels en summator D12, varvid signalspänningen påförs en negerande ingång på summatorn D12.

Utsignalen ot11 från summatorn D11, som således utgör en summa av styr- vinkelordern ot och av signalspänningen Us påförs styrpulsdonet SP11, som i beroende av denna summa alstrar tändsignalerna F11. Utsignalen ot12 från summatorn D12, som således utgör en differens av styrvinkelordern ot och av signalspänningen Us påförs styrpulsdonet SP12, som iberoende av denna differens alstrar tändsignalerna F12. Det inses härav att strömriktarna bringas att alstra en jordmodsspännirig Ug av den valda signalfrekvensen vilken i sin tur leder till att en jordmodsström kommer att påföras likströmsöverföringen.

Strömmarna ID11 och Id12 avkännes medelst strömmätdon IM11 och IM12 respektive. För att möjliggöra lokalisering av dubbelkabeln under normal drift av likströmsöverföringen påförs mätvärdena på strömmarna Id11 och Id12 (vilka mätvärden, för att ej tynga framställningen med för fackmannen självklara distinktioner, i figuren likaså betecknats med Id11 och Id12, respektive) en medelvärdesbildande enhet MVI (med de valda 10 15 20 25 30 35 515 105 11 refercnsriktningarna påförs mätvärdet på strömmen Id12 en negerande ingång på den medelvärdesbildande enheten). Den medelvärdesbildande enheten bildar i beroende av dessa mätvärden en utsignal Ida = (Id11 - Id12) / 2, vilken som framgår av det ovanstående motsvarar polmodsströmmen Ip. Utsignalen Ida påförs summatorn D1 såsom ärvärde för strömregulatorn. Signalspänn- ingens frekvens och den med denna sammanhängande dimensioneringen av filterenheterna FUl och FUZ kan exempelvis väljas på sätt som ovan beskrivits i anslutning till figur 3.

Figur 5 visar ytterligare en utföringsform av uppfinningen vid vilken den för lokaliseringen avsedda jordmodsströmmen alstras genom att en jordmods- spänning påförs likströmsförbindelsen via ventilbryggorna BR11 och BR12.

Energiöverföringssystemet är av det slag som beskrivits i anslutning till figur 1 och de delar av överföringssystemet som beskrivits i anslutning till figur 1 återges i figur 5 med motsvarande hänvisningsbeteckningar.

Strömriktartransformatorns T1 sekundärlindningar är var och en på i och för sig känt sätt försedd med en lindningskopplare. Den stjärnkopplade sekundär- lindningens lindningskopplare är i figuren schematiskt markerad med en pil TCY och den triangelkopplade sekundårlindningens lindningskopplare med en pil TCD. Lindningskopplarnas lägen kan ställas in individuellt via manöver- mekanismer OPY respektive OPD, som år så anordnade att kopplingsläget för var och en av det trefasiga växelströmsnätets faser kan ställas in individuellt.

Detta låter sig enkelt utföras exempelvis för de fall strömriktartransformatorn på känt sätt är utformad som tre separata enfasenheter.

Vid denna utföringsform av uppfinningen alstrar en initieringsenhet CPI för ändring av lindningskopplarläge iberoende av lokaliseringsordern SORD en lägesändringsorder CHO, vilken påförs manövermekanismen OPY. Läges- ändringsordern påförs också en teckenvändande enhet SCH, vilken som utsignal bildar en lägesändringsorder CHO' med innebörden lägesändring i motsatt riktning mot lägesändringsordern CHO. Lägesändringsorder CHO' påförs manövermekanismen OPD. De båda lägesändringsordrarna CHO och CHO' är därvid på något känt sätt anordnade att påverka endast en och samma av respektive sekundärlindningars tre faser U, V, W, exempelvis U-fasen.

Lokaliseringsordern SORD initierar således exempelvis en sänkning av 'Halv 10 15 20 25 30 35 515 105 12 lindningskopplarens TCY läge för U-fasen med ett steg och därvid samtidigt en ökning av lindningskopplarens TCD läge för U-fasen med ett steg. Resultatet av denna ändring av kopplingslägena blir att likströmsöverföringen påförs en jordmodsspänning av dubbla nominella nätfrekvensen, det vill säga vid ett 50 Hz växelströmsnät en jordmodsspänning och med denna associerad jordmods- ström av frekvensen 100 Hz. Induktansvärdena för induktorerna L1 och L2, samt kapacitansvärdena för kondensatorerna C1 och CZ i väljs därvid med fördel så att filterenheterna FUl och PU2 uppvisar serieresonans vid en frekvens lika med dubbla nominella nätfrekvensen, men uppvisar en hög impedans för en frekvens lika med sex gånger den nominella nätfrekvensen.

Vid de utföringsformer av uppfinningen som ovan beskrivits i anslutning till figurerna 3-5, används företrädesvis en signalfrekvens som är lägre än den som är given vid en utföringsform enligt figur 2. Därmed kan också kretsarna för jordmodsströmmen typiskt dimensioneras för en lägre obalansström, typiskt så att strömmen Is amplitud vid dessa uföringsformer uppgår till storleksord- ningen 0.05 à l % av anläggningens märkström.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen utan ett flertal modifikationer är tänkbara för den av patentkraven definierade uppfinningen.

Ehuru i detalj beskrivet endast i anslutning till utföringsformen enligt figur 4 skall det förstås att ärvärdet Ida för den strömregulator som normalt ingår i detta slag av energiöverföringssystem, bildas på likartat sätt vid samtliga utföringsformer av uppfinningen.

De i figurerna 2-5 visade medlen för att påföra likströmsförbindelsen en jordmodsström respektive jordmodsspänning är anordnade vid den av ventilbryggoma BR11, BR12 bildade strömriktaren. Dessa medel kan givetvis också anordnas vid den av ventilbryggorna BR21, BR22 bildade strömriktaren eller också vid var och en av strömriktarna. I det sistnämnda fallet kan jordmodsströmmen respektive jordmodsspänningen påföras likströmsförbindelsen alternativt från den ena eller den andra av strömriktarna för att lokalisera i synnerhet den del av kabeln som ligger närmast respektive strömriktare. För att undvika svävningsfenomen i jordmodsströmmen bör dock \unf 10 15 20 25 30 35 515 105 13 inte jordmodsström påföras likströmsöverföringen samtidigt från båda strömriktarna.

För att vid den i anslutning till figur 2 beskrivna utföringsformen av uppfinningen underlätta lokalisering av kabeln vid den ände av dubbelkabeln som är ansluten till glättningsinduktorerna L21, L22, kan även en via ett kopplingsorgan anslutbar induktor anordnas för att i beroende av lokaliseringsordern anslutas mellan anslutningspunkten 12 och jord. För att undvika att en likströmskrets genom jord bildas måste härvid tillförsäkras att endast endera av anslutningspunkterna ]1 och 12 samtidigt är likströmsmässigt ansluten till jord. Detta kan exempelvis åstadkommas via manövrering av de nämnda kopplingsorganen eller medelst anslutning av en kondensator i serie med respektive induktor.

Som ett alternativ till att ansluta en induktor LES mellan anslutningspunkten Il och jord kan induktorn LE utföras med omkopplingsbar induktans, exempelvis genom att förses med änduttag 1 och 2 samt ett tredje uttag 3 anordnat mellan uttagen 1 och 2. Kopplingsorganet SWD kan vid denna utföringsforrn anordnas att i beroende av lokaliseringsordern SORD kortsluta den del av induktorn LE som är anordnad mellan uttagen 2 och 3 med påföljd att dess induktans reduceras. För det fall en sådan omkopplingsbar induktor anordnas vid båda anslutningspunkterna bör företrädesvis endast endera av dem vara samtidigt ansluten till jord.

Ehuru signalfrekvensen för jordmodsström respektive jordmodsspänning exemplifierats såsom utgörande en jämn multipel av nätfrekvensen kan givetvis också andra signalfrekvenser användas. En begränsande faktor för signalfrekvensen är den kapacitans till jord som kabeln uppvisar. Även signalfrekvenser väsentligt lägre än nätfrekvensen, exempelvis av storleksord- ningen 5 à 10 Hz, kan i vissa tillämpningar, särskilt då vid långa kablar, vara fördelaktiga.

I utföringsexemplen ovan har kablarna CABI och CAB1 beskrivits såsom anordnade i en dubbelkabel CAB, men uppfinningen är givetvis tillämpbar även för de fall dessa kablar utgörs av tvâ separata kablar förlagda nära varandra. www 10 15 20 25 30 35 515 was 14 Sammanfattningsvis erbjuder uppfinningen alltid möjlighet att lokalisera en kabel av angivet slag åtminstone i närheten av den strömriktare där jordmodsström respektive jordmodsspänning påförs likströmsförbindelsen.

Vid den i anslutning till figur 2 beskrivna utföringsformen kan den del av kabeln som säkert kan lokaliseras utökas genom att den påförda strömmens Is amplitud ökas. För att lokalisera kabeln längs hela sin längd bör dock en jordmodsström påföras vid vardera av strömriktarna på sätt som ovan beskrivits.

Vid de i anslutning till figurerna 3-5 beskrivna utföringsformerna kan, med en filterenhet FUl ansluten vid den strömriktare där jordmodsströrn respektive jordrnodsspänning påförs likströmsförbindelsen, likaså en kabel lokaliseras åtminstone i närheten av denna strömriktare. Ett undantag kan här vara mycket korta kablar vars kapacitans är så låg att en jordmodsström av tillräcklig storlek ej utbildas vid den aktuella signalfrekvensen. För detta fall och för att vid någon av utföringsformerna enligt figurerna 3-5 lokalisera en kabel längs hela sin längd anordnas företrädesvis filterenheter FU1, FU2 vid båda strömriktarna såsom illustreras i figurerna 3-5. Vid mycket långa kablar kan det dock även vid dessa utföringsformer vara att föredra att påföra likströmsförbindelsen jordmodsström eller jordmodsspänning respektive vid båda strömriktarna, dock företrädesvis endast vid endera av dem samtidigt.

Claims (18)

10 15 20 25 30 35 515 105 /5 PATENTKRAV

1. Förfarande för lokalisering av en kabel (CAB, CAB1, CABZ) i en likströmsförbindelse (CAB1, CAB2) i ett bipolärt 12-pulssystem för överföring av elektrisk energi med högspänd likström, likströmsförbindelsen sammankopplande en första och en andra strömriktare, var och en med två i en respektive anslutningspunkt (11, 12) seriekopplade 6-puls ventilbryggor (BR11, BR12, respektive BR21, BR22), varvid åtminstone anslutningspunkten vid den första strömriktaren är kopplad till jord via ett reaktivt impedanselement (LE, FU1, FU2), och kabeln lokaliseras genom avkänning av ett magnetiskt fält associerat med en ström som flyter genom kabeln, k ä n n e t e c k n a t av att en för lokaliseringen avsedd jordmodsström påförs likströmsförbindelsen flytande genom anslutningspunkten vid den första strömriktaren, jord, och den första strömriktarens ventilbryggor, och att ett magnetiskt fält associerat med nämnda jordmodsström avkännes.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid åtminstone anslutningspunkten vid den första strömriktaren är kopplad till jord via en impedanskrets (LE, LES) med en impedans av huvudsakligen induktiv karaktär, och med medel (SWD) för att påverka impedanskretsens impedans, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda jordmodsström påförs likströmsförbindelsen genom att impedanskretsens induktans åtminstone temporärt reduceras.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att en strömkälla (G, FUl) ansluts mellan anslutningspunkten vid den första strömriktaren och jord och att nämnda jordmodsström påförs likströmsförbindelsen medelst nämnda strömkälla.

4. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att jordmodsströmmen påförs likströmsförbindelsen genom att åtminstone den första strömriktaren bringas att alstra en jordmodsspänning. 10 15 20 25 30 35 515 ms» /6

5. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda jordmodsspänning alstras genom påverkan av en styrvinkelorder (ot) för åtminstone endera av ventilbryggorna.

6. Förfarande enligt patentkrav 4, varvid vardera av ventilbryggorna är anslutna till ett växelströmsnät (N1, N2) via var sin sekundärlindning på en strömriktartransformator (T1, T2), åtminstone endera av sekundärlind- ningarna med en lindningskopplare (TCY, TCD), k ä n n e t e c k n a t av att nämnda jordmodsspänning alstras genom påverkan av lindningskopplarens kopplingsläge.

7. Förfarande enligt något av patentkraven 3-6, med strömriktarna anslutna till växelströmsnät med en känd nominell nätfrekvens (F), och varvid den påförda jordmodsströmmen har en given signalfrekvens som avviker från en frekvens som är sex gånger nätfrekvensen, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone anslutningspunkten vid den första strömriktaren kopplas till jord via en filterenhet (FUl, FUZ) med ett passband för signalfrekvensen.

8. Förfarande enligt patentkraven 7, k ä n n e t e c k n a t av att var och en av anslutningspunkterna kopplas till jord via var sin filterenhet (FU1, FU2) med ett passband för signalfrekvensen.

9. Förfarande enligt något av patentkraven 7-8, k ä n n e t e c k n a t av att den givna signalfrekvensen är vald lika med den dubbla nominella nätfrekvensen.

10. Anordning för lokalisering av en kabel (CAB, CAB1, CABZ) i en likströmsförbindelse (CAB1, CAB2) i ett bipolärt IZ-pulssystem för överföring av elektrisk energi med högspänd likström, likströmsförbindelsen sammankopplande en första och en andra strömriktare, var och en med två i en respektive anslutningspunkt (]1,]2) seriekopplade 6-puls ventilbryggor (BR11, BR12, respektive BR21, BRZZ), varvid åtminstone anslutningspunkten vid den första strömriktaren är kopplad till jord via ett reaktivt impedanselement (LE, FUl, FUZ), och kabeln lokaliseras genom avkänning av ett magnetiskt fält associerat med en ström som flyter genom kabeln, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen innefattar medel (G, FUl, SG, D11, D12, CPI, SCH, LE, LES, SWD) 10 15 20 25 30 35 /7 för att på likströmsförbindelsen påföra en för lokaliseringen avsedd jordmodsström, nämnda medel genererande nämnda jordmodsström att flyta genom anslutningspunkten vid den första strömriktaren, jord, och den första strömriktarens ventilbryggor, varvid ett magnetiskt fält associerat med nämnda jordmodsström avkännes.

11. Anordning enligt patentkrav 10, varvid åtminstone anslutningspunkten vid den första strömriktaren är kopplad till jord via en impedanskrets (LE, LES) med en impedans av huvudsakligen induktiv karaktär, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen innefattar medel (SWD) för att påverka impedanskretsens impedans och att nämnda jordmodsström påförs likströmsförbindelsen genom att impedanskretsens induktans åtminstone temporärt reduceras.

12. Anordning enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en strömkälla (G, FUl) för anslutning mellan anslutningspunkten vid den första strömriktaren och jord.

13. Anordning enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen innefattar medel (SG, D11, D12, CPI, SCH) för att via åtminstone den första strömriktaren alstra en jordmodsspänning.

14. Anordning enligt patentkrav 13, varvid ventilbryggorna alstrar likspänningar (Ud11, Ud12) iberoende av en styrvinkelorder (oc) alstrad av en styrutrustning (CC), k ä n n e t e c k n a d av att styrutrustningen innefattar medel (SG, D11, D12) för att alstra nämnda jordmodsspänning genom att påverka styrvinkelordern för åtminstone endera av ventilbryggorna.

15. Anordning enligt patentkrav 13, varvid vardera av ventilbryggorna är anslutna till ett växelströmsnät (N1, N2) via var sin sekundärlindning på en strömriktartransformator (T1, T2), åtminstone endera av sekundärlindningarna med en lindningskopplare (TCY, TCD), k ä n n e t e c k n a d av att anordningen innefattar medel (CPI, SCH) för att alstra nämnda jordmodsspänning genom att påverka lindningskopplarens kopplingsläge.

16. Anordning enligt något av patentkraven 12-15, varvid strömriktarna är anslutna till växelströmsnät med en känd nominell nätfrekvens (F), och varvid 10 15 515 105 IS' den påförda jordmodsströmmen har en given signalfrekvens som avviker från en frekvens som är sex gånger nätfrekvensen, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen för åtminstone anslutningspunkten vid den första strömriktaren innefattar en filterenhet (FUl, FUZ) med ett passband för signalfrekvensen och att nämnda anslutningspunkt är kopplad till jord via nämnda filterenhet.

17. Anordning enligt patentkrav 16, k ä n n e t e c k n a d av att den för var och en av anslutningspunkterna innefattar en filterenhet (FU1, FUZ) med ett passband för signalfrekvensen och att respektive anslutningspunkter är kopplade till jord via var sin av nämnda filterenheter.

18. . Anordning enligt något av patentkraven 16-17, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda strömkälla respektive nämnda medel (SG, D11, D12, CPI, SCH) för att via åtminstone den första strömriktaren alstra en jordmodsspänning alstrar en jordmodsström med en signalfrekvens som är lika med den dubbla nominella nätfrekvensen.