CZ2008647A3

CZ2008647A3 - Zpusob a zarízení pro detekci poruchy vysokonapetového závesného izolovaného vodice

Info

Publication number: CZ2008647A3
Application number: CZ20080647A
Authority: CZ
Inventors: Mišák@Stanislav; Válek@Pavel; Foldyna@Jirí
Original assignee: Vysoká škola bánská - Technická univerzita Ostrava
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2010-05-05
Also published as: CZ302419B6; EP2187225B1; SI2187225T1; EP2187225A2; DK2187225T3; PL2187225T3; EP2187225A3

Abstract

Z okolí izolovaného vodice se snímá elektrické rozptylové pole. Ze získaného signálu se oddeluje impulsní složka, která se s výhodou digitalizuje a dále se frekvencne filtruje, což se provádí odstranením signálu o frekvencích nejvýše 20 kHz. Po frekvencní filtraci se vypocítávají efektivní hodnoty impulsní složky odpovídající urcitému, predem zadanému casu a zvolené délce casového intervalu. Hodnoty se zaznamenávají a následne a/nebo soubežne se srovnávají efektivní hodnoty odpovídající ruzným casum snímání. Ze vzájemného srovnávání hodnot se detekuje porucha vysokonapetového závesného izolovaného vodice. Zarízení (1) obsahuje snímac (3) rozptylového elektrického pole, který je pripojen pres jednotku (55) pro získání impulsní složky k frekvencnímu filtru (7), který je dále pripojen k výpocetní jednotce (8), jejíž výstup (82) je spojen s vyhodnocovací jednotkou (9). Jednotka (55) pro získání impulsní složky s výhodou sestává z delice napetí (4) a ze zarízení pro oddelení impulsní složky (54). Delic napetí (4) je s výhodou kapacitní a snímac (3) rozptylového elektrického pole je prstencový, obepínající izolaci závesného izolovaného vodice (2). Mezi jednotkou (55) pro získání impulsní složky a frekvencním filtrem (7) nebo mezi zarízením (54) pro oddelení impulsní složky a frekvencním filtrem (7) je zarazen A/D prevodník (6). S výhodou jsou výpocetní jednotka (8) a vyhodnocovací jednotka (9) spolu sdruženy, pricemž vyhodnocovací jednotka (9) muže být pripojena k zarízení (93) pro dálkový prístup nebo je toto zarízení do vyhodnocovací jednotky (9) integrováno.

Description

Způsob a zařízení pro detekci poruchy vysokonapěťového závěsného izolovaného vodiče.

Oblast techniky

Vynález se týká distribuce elektrické energie a řeší detekci poruchy vysokonapěťového elektrického rozvodu obsahujícího izolované závěsné vodiče, která je způsobena přetržením izolovaného závěsného vodiče.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že se u vysokonapěťových rozvodů v odlehlých oblastech a v místech se zvýšenou pravděpodobností kontaktu závěsných vodičů s okolím používají izolované závěsné vodiče, a to za účelem snížení pravděpodobnosti vzniku poruchy. Stávající systémy zjišťování závad na vysokonapěťových rozvodech jsou založeny na zjištění krátkého spojení mezi fázovým vodičem a zemí, ke kterému dochází při přetržení fázového vodiče. Při přetržení izolovaného závěsného vodiče však k zemnímu spojení nedochází, takže známé systémy jsou v takových případech nepoužitelné.

Dále je známo, že přetržení izolovaného závěsného vodiče frojfázového elektrického rozvodu lze zjistit pouze v případe, kdy k němu došlo v blízkosti rozvodny, neboť tato závada se projeví vznikem nesymetrie.

Zařízení ani metody, pomocí kterých by bylo možno zjistit přerušení izolovaného závěsného vodiče v třífázové síti, nejsou známy.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody řeší způsob a zařízení pro detekci poruchy vysokonapěťového závěsného izolovaného vodiče podle tohoto vynálezu. Podstatou způsobu je, že se z okolí izolovaného vodiče snímá elektrické rozptylové pole, načež se ze získaného signálu odděluje impulsní složka, která se dále frekvenčně fdtruje. Poté se vypočítávají efektivní hodnoty impulsní složky odpovídající určitému, předem zadanému času a zvolené délce časového intervalu, přičemž se alespoň jedna hodnota zaznamenává a následně a/nebo souběžně se srovnávají efektivní hodnoty odpovídající různým časům snímání. Porucha vysokonapěťového závěsného izolovaného vodiče se detekuje ze vzájemného srovnáváni hodnot. Alternativně je podstatou, že se před frekvenční filtrací impulsní složky signál digitalizuje a že frekvenční filtrace impulsní složky se provádí odstraněním signálů o frekvenci nejvýše 20 kHz.

Podstatou zařízení je, že obsahuje'snímač rozptylového elektrického pole, který je připojen přes jednotku pro získání impulsní složky k frekvenčnímu filtru. Frekvenční filtr je dále ρΗρΟίβΐ! A VypOvCUH jCOilUtVC, JCJ1Z vyMUp je spujCu & vynvuiiwvvdví jvunuin-vu. tmvnlutiVnt sestává jednotka pro získání impulsní složky z děliče napětí a ze zařízení pro oddělení impulsní složky, které jsou s výhodou sdruženy. Dle dalších alternativ je dělič napětí kapacitním děličem napětí, snímač rozptylového elektrického pole je prstencový a obepíná izolaci závěsného izolovaného vodiče, mezi jednotkou pro získání impulsní složky a frekvenčním filtrem nebo mezi zařízením pro oddělení impulsní složky, které je součástí jednotky pro získání impulsní složky a frekvenčním filtrem je zařazen A/D převodník. Alternativně mohou být dále výpočetní jednotka a vyhodnocovací jednotka sdruženy do výpočetní a vyhodnocovací jednotky nebo může být vyhodnocovací jednotka připojena k zařízení pro dálkový přístup nebo může být zařízení pro dálkový přístup do vyhodnocovací jednotky integrováno.

Výhodou vynálezu je spolehlivá identifikace poruchy třífázového distribučního systému, která je způsobena přerušením izolovaného vodiče některé z fázi v případě, pokud k tomuto přerušení došlo ve velké vzdálenosti od rozvodny. Při umístění zařízení podle tohoto vynálezu po určitých úsecích na sloupy venkovního vedení je možné nejen identifikovat postižený vývod, ale též vymezit místo poruchy, což vede ke zkrácení doby poruchového provozu na minimum.

Přehled obrázků na výkresech

Blokové schéma zařízení pro detekci poruchy vysokonapěťového závěsného vodiče opatřeného izolací pro jednu fázi je podle příkladu 1 znázorněno na obrázku 1 a podle přikladu 2 na obr. 2.

Příklady provedeni vynálezu

Příklad 1

Na začátku třífázového vysokonapěťového vedení, obsahujícího tři vysokonapěťové závěsné izolované vodiče 2, se na sloupu nacházejí tři zařízení 1 pro detekci poruchy vysokonapěťového izolovaného závěsného vodiče 2. Ke každému vysokonapěťovému závěsnému izolovanému vodiči 2 přísluší jedno zařízeni 1 pro detekci poruchy. Každé zařízeni 1 pro detekci poruchy vysokonapěťového izolovaného závěsného vodiče 2 obsahuje snímač 3 rozptylového elektrického pole, který je příkladně kovový a má tvar prstence obepínajícího izolaci vysokonapěťového závěsného izolovaného vodiče 2. Snímač 3 rozptylového elektrického pole je připojen k vyhodnocovací jednotce 9, a to postupně přes jednotku 55 pro získáni impulsní složky, přes A/D převodník 6, přes frekvenční filtr 7 a přes výpočetní jednotku 8. Jednotka 55 pro získání impulsní složky sestává z děliče 4 napětí a ze zařízení 54 pro oddělení impulsní složky. Dělič 4 napětí je příkladně kapacitní dělič napětí a je se zařízením 54 pro oddělení impulsní složky sdružen prostřednictvím společně sdíleného druhého kapacitoru 43. Primární strana děliče 4 napětí je tvořena prvním kapacitorem 42 o hodnotě 60 pF. Sekundární strana děliče 4 napětí je tvořena druhým kapacitorem 43, jehož hodnota představuje 280 pF na každý metr délky vedení mezi prvním výstupem 44 děliče 4 napětí a vstupem 61 A/D převodníku 6. Snímač 3 rozptylového elektrického pole je přímo spojen se vstupem jednotky 55 pro získání impulsní složky, představujícím současně vstup 41 děliče 4 napětí. Vstup 41 děliče 4 napětí je spojen s prvním vývodem prvního kapacitoru 42, Druhý vývod prvního kapacitoru 42 je spojen jak s prvním vývodem druhého kapacitoru 43, tak s prvním výstupem 44 dělíce 4 napětí. Druhý vývod druhého kapacitoru 4X je spojen se druhým výstupem 45 děliče 4 napětí. Mezi prvním výstupem 44 děliče 4 napětí a jeho druhým výstupem 45 je dále zapojen rezistor 5. Rezistor 5 tvoří se druhým kapacitorem 43 zařízení 54 pro oddělení impulsní složky. První výstup 44 děliče 4 napětí je spojen se vstupem 61 A/D převodníku 6. Druhý výstup 45 děliče 4 napětí je připojen k zemnícímu vstupu 62 A/D převodníku, se kterým je společně uzemněn.

A/D převodník L obsahující vysokorychlostní měřicí kartu, je svým výstupem 63 spojen' se vstupem 71 frekvenčního filtru 2. Výstup 72 frekvenčního filtru 7 je dále spojen se vstupem 81 výpočetní jednotky 8, jejíž výstup 82 je dále spojen se vstupem 91_vyhodnocovací jednotky 9, jejíž výstup je spojen se zařízením 93 pro dálkový přístup, které je do vyhodnocovací jednotky 9 integrováno. Zařízení 93 pro dálkový přístup je schopno komunikovat s dispečinkem 10, který se nachází v rozvodně.

Zařízeni podle příkladu 1 'pracuje následovně. Průběh rozptylového elektrického pole na povrchu izolace vysokonapěťového závěsného izolovaného vodiče 2 je snímán snímačem 3 rozptylového elektrického pole. Dělič 4 napětí funguje spolu s rezistorem 5 jako pásmová zádrž pro základní složku elektrického pole signálu, proto propustí pouze impulsní složku tohoto signálu. Impulsní složka signálu je A/D převodníkem 6 digitalizována a frekvenčním filtrem 7 jsou následně zadrženy frekvence pod 10 kHz. Signál je dále veden do výpočetní jednotky 8 a do vyhodnocovací jednotky 9. Výpočetní jednotka 8 v předem zadaných Časových intervalech vyhodnocuje efektivní hodnoty impulsní složky elektrického pole a ukládá je do databáze. Vyhodnocovací jednotka 9 srovnává nově zjištěnou efektivní hodnotu impulsní složky elektrického pole s hodnotami uloženými v databázi, které odpovídají předcházejícím časovým úsekům. Na základe rozdílů efektivních hodnot impulsní složky elektrického pole, odpovídajícím různým časovým úsekům, zjišťuje vyhodnocovací jednotka 9 zda došlo ke vzniku poruchy. Je-li zjištěna porucha, je poruchový signál vyslán zařízením 93 pro dálkový přistup do dispečinku 10,

Příklad 2

Zařízení podle tohoto příkladu se od zařízení popsaného v příkladu 1 liší tím, že dělič 4 napětí představuje samostatný blok, který není sdružen se zařízením 54 pro oddělení impulsní složky. Dělič 4 napětí proto obsahuje výstup 46 a zařízení 54 pro oddělení impulsní složky obsahuje vstup 56. Výstup 46 děliče napětí je spojen se vstupem 56 zařízení 54 pro odděleni impulsní složky. Dále se zařízení podle příkladu 2 liší od zařízení podle příkladu 1 tím, že výpočetní jednotka 8 a vyhodnocovací jednotka 9 jsou spolu sdruženy a vytvářejí výpočetní a vyhodnocovací jednotku 89, jejíž výstup 92 je elektrickým vedením 96 spojen s dispečinkem 10. Zařízeni podle příkladu 2 pracuje stejně jako zařízení podle příkladu 1 s tím rozdílem, že frekvenční filtr 7 odstraňuje frekvence pod 15 kHz.

Příklad 3

Zařízení podle příkladu 3 se od zařízení popsaného v příkladu 1 liší tím, že zařízeni 93 pro dálkový přístup není zaintegrováno do vyhodnocovací jednotky 9, aleje s ním spojeno elektrickým vodičem.

Průmyslová využitelnost '

Vynálezu lze využít u vysokonapěťových distribučních rozvodů elektrické energie, které obsahují izolované vodiče.

..........^oogPATENTOVÉ NÁROKY

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1, Způsob detekce poruchy vysokonapěťového závěsného izolovaného vodiče, vyznačující se tím, že se z okolí izolovaného vodiče snímá elektrické rozptylové pole, πίΐυίΔ dv zx ζ.ΐΛΛ.αιι^υν ai^ndiu uuuciujc imputam KtCld UdlC HCKVCIiUUC filtruje, načež se vypočítávají efektivní hodnoty impulsní složky odpovídající určitému, předem zadanému času a zvolené délce časového intervalu, přičemž se alespoň jedna hodnota zaznamenává a následně a/nebo souběžně se srovnávají efektivní hodnoty odpovídající různým časům snímání, a ze vzájemného srovnávání hodnot se detekuje porucha vysokonapěťového závěsného izolovaného vodiče.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se před frekvenční filtrací impulsní složky signál digitalizuje.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že frekvenční filtrace impulsní složky se provádí odstraněním signálů o frekvenci nejvýše 20 kHz.
4. Zařízení (1) pro detekci poruchy vysokonapěťového závěsného izolovaného vodiče (2), vyznačující se tím, že obsahuje snímač (3) rozptylového elektrického pole, který je připojen přes jednotku (55) pro získáni impulsní složky k frekvenčnímu filtru (7), který je dále připojen k výpočetní jednotce (8), jejíž výstup (82) je spojen s vyhodnocovací jednotkou (9).
5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že jednotka (55) pro získání impulsní složky sestává z děliče (4) napětí a ze zařízení (54) pro oddělení impulsní složky, které jsou s výhodou sdruženy.
6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že dělič (4) napětí je kapacitní dělič napětí.
7. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že snímač (3) rozptylového elektrického poleje prstencový a obepíná izolaci vysokonpěťového závěsného izolovaného vodice (2).
8. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že mezi jednotkou (55) pro získáni impulsní složky a frekvenčním filtrem (7) je dále zařazen A/D převodník (6).
9. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že mezi zařízením (54) pro odděleni impulsní složky a frekvenčním filtrem (7) je dáte zřazen A/D převodník (ó)
10. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že výpočetní jednotka (8) a vyhodnocovací jednotka (9) jsou sdruženy do výpočetní a vyhodnocovací jednotky (89).
11. Zařízeni podle nároku 4, vyznačující se tím, že vyhodnocovací jednotka (9) je dále připojena k zařízení (93) pro dálkový přístup, přičemž zařízeni (93) pro dálkový přístup je do vyhodnocovací jednotky (9) s výhodou integrováno.