Для отыскания мест повреждений на линиях (обрывы проводов, замыкания между проводами, замыкания на землю) существуют приборы и методы, основанные на измерении времени распространения электрических импульсов по линии и на измерении параметров аварийного режима.
При первом методе неавтоматические локационные искатели типов ИКЛ-5, Р5-1А и др. подключают с помощью изолирующих штанг к проводу отключенной для измерений линии и в линию посылают электрический импульс. В мес-
те повреждения импульс отражается от неоднородного волнового сопротивления и приходит к началу линии. Трасса прохождения импульса изображена на рис. 12.9. Расстояние до места повреждения
l = 0,5tav,
где tn — время между моментом посылки импульса и моментом его возвращения; v — скорость распространения испульсов в линии.
Рис. 12.9. Схема прохождения импульса при измерении на линии электропередачи:
1 — место повреждения; 2 — локационный искатель; 3 — зондирующий импульс; 4 — отраженный импульс; L — общая длина линии; I — расстояние до места повреждения
Отраженные сигналы наблюдаются на экране электронно-лучевой трубки, где по числу масштабных меток определяется расстояние до места повреждения.
Неавтоматические.импульсные измерители непригодны для определения мест с неустойчивым повреждением. Этот недостаток устраняется при применении автоматических локационных искателей типов Р5-7, УИЗ-1, УИЗ-2 или ЛИДА (локационный искатель дискретного действия автоматический). В нормальном режиме приборы находятся в режиме ожидания. В момент возникновения повреждения на одной из линий, обслуживаемых искателем, соответствующие реле выбирают повредившуюся линию и автоматически подключают к ней искатель. Запись результата измерения производится на запоминающем устройстве.
Широкое распространение в энергосистемах получил второй метод — определение места повреждения по параметрам аварийного режима. Фиксация этих параметров (в большинстве случаев токов и напряжений нулевой последовательности) производится фиксирующими измерительными приборами (ФИП) во время возникновения КЗ.
Фиксирующие измерительные приборы устанавливаются с двух или только с одного конца линии.
Расстояние до места повреждения по показаниям приборов, измеряющих токи и напряжения нулевой последовательности на шинах подстанций, от которых отходит ВЛ, подсчитывается по формулам, графикам, а также с помощью ЭВМ. Приборы серии ФИП позволяют определять расстояния до места повреждения на лниях НО—500 кВ с погрешностью 3—5 % длины линии.
Однофазные замыкания на землю в воздушных распределительных сетях 6—20 кВ составляют до 80 % всех повреждений. Для определения места замыкания на землю без отключения линий в разветвленных распределительных сетях применяют приборы «Поиск-1» «Зонд» и др., основанные на измерении вблизи линии (на расстоянии 5—Юм от проекции проводов на землю) составляющих высших гармонических тока замыкания на землю, источниками которых являются силовые трансформаторы, электродвигатели, дугогасящие реакторы и т. д. При однообразном замыкании на землю в поврежденной линии проходит суммарный емкостный ток, содержащий токи высших гармоник (5, 7, 11-й и т. д.) электрически связанных цепей, и стрелка прибора отклоняется на максимальное число делений. В то же время близ неповрежденной линии отклонение стрелки прибора будет незначительным. Прибор «Зонд» указывает также «направление» по линии к месту повреждения.
Прежде всего устанавливается характер повреждения. Для этого мегаомметром 2500 В измеряется сопротивление изоляции токоведущих жил кабеля относительно земли и между каждой парой жил. Проверяется отсутствие обрыва
Рис. 13.6. Схема определения места повреждения петлевым методом:
/ — жилы кабеля, 2 — перемычка между жилами с поврежденной и исправной изоляцией, ft и ft - регулируемые резисторы моста
жил. После этого устанавливается зона, в границах которой имеется повреждение, а затем уже непосредственно на трассе кабельной линии отыскивается место повреждения.
Определение зоны повреждения производится следующими методами: петлевым, импульсным и методом колебательного разряда. Точное выявление места повреждения производится абсолютным индукционным и акустическим методами.
Петлевой метод используется в случае повреждения изоляции одной или двух жил относительно оболочки при отсутствии обрыва жил. Для измерений применяется чувствительный мост (например, Р-333) по схеме рис. 13.6. При равновесии моста расстояние до места повреждения находится по формуле
lx = 2LR1/(R1 + R2),
где L — полная длина кабельной линии; R\ — сопротивление резистора, подключенного к поврежденной жиле; R2 — сопротивление резистора, подключенного к жиле с исправной изоляцией.
Импульсный метод основан на измерении интервала времени между моментом посылки импульса электромагнитной волны в поврежденную линию и моментом возвращения отраженного импульса от места повреждения к месту подключения прибора. На этом принципе работают приборы ИКЛ-4, ИКЛ-5, Р5-5, Р5-8 и др. Применение приборов такое же, как для отыскания мест повреждений на воздушных линиях (см. § 12.11).
Метод колебательного разряда основан на том, что при пробое кабеля в поврежденном месте возникает разряд, период колебания которого Т пропорционален расстоянию до места повреждения: /х = 40 Т.
Период колебания измеряется электронным микросекундомером ЭМКС-58М. Прибор присоединяется через емкостный делитель к кабелю на время испытания его повышенным напряжением от выпрямительной установки. Если при подъеме напряжения до испытательного произойдет пробой изоляции, прибор определит расстояние до места повреждения и автоматически отключится.
Индукционный метод получил широкое распространение при отыскании мест замыканий между жилами. При измерении по двум замкнутым между собой жилами кабеля проходит ток 10—20 А звуковой частоты (800—1000 Гц) от специального генератора (например, ОП-2). Вокруг кабеля до места замыкания возникают электромагнитные колебания, распространяющиеся и над поверхностью земли. По трассе кабеля проходит оператор с приемной рамкой, усилителем и телефоном и прослушивает звучание наведенных электромагнитных волн. При приближении к месту повреждения звучание сначала усиливается, а затем на расстоянии 0,5—1 м за местом повреждения прекращается (рис. 13.7).
Акустический метод аналогичен индукционному. Разница в том, что на жилы кабеля подаются импульсы от кенотронной установки. Эти импульсы формируются с помощью подключенных к кенотрону конденсатора и разрядника. Посылаемый через 1—3 с в кабель импульс сопровождается в месте пробоя искровым рязрядом, звук которого хорошо прослушивается над поверхностью земли с помощью телефона, подключенного через пьезоэлемент с усилителем.
Для проведения испытаний указанными методами кабельные лаборатории укомплектовываются всем необходимым оборудованием и приборами.
33 вопрос Ядерный реактор - устройство, в котором за счет ядерных реакций выделяется большое количество тепла.
В принципе возможны два основных типа реактора - реактор деления и реактор синтеза, но последний до сих пор не создан. Все современные атомные электростанции построены на основе реакторов деления, и каждая дает гораздо больше электроэнергии на единицу массы топлива, чем электростанции любого иного типа [1].
Реактор деления - это реактор, в котором тепло выделяется делению ядер. Эксплуатируются реакторы двух типов - тепловые реакторы и реакторы на быстрых нейтронах; топливо для обоих - уран. Уран содержится в длинных цилиндрах, плотно размещенных в активной зоне реактора (в его центре). Использование реактора деления для выработки электроэнергии иллюстрируется диаграммой:
Активная зона реактора, в которой протекает самоподдерживающаяся цепная реакция, представляет собой графитовый цилиндр.
Чтобы уменьшить утечку нейтронов, активная зона окружена слоем отражателя, роль которого выполняют стенки графитового цилиндра. Ядерное горючее (уран) вводится в активную зону, как правило, в виде стержней, между которыми расположен замедлитель нейтронов. В процессе цепной реакции температура в активной зоне достигает 800-900 К. Для отвода теплоты через активную зону реактора по трубам пропускают теплоноситель, например обычную воду или жидкий металлический натрий [3].
Система аварийного охлаждения активной зоны предназначается для обеспечения безопасного снятия остаточных тепловыделений с реактора при авариях, связанных с разрывом трубопроводов первого и второго контуров установки [4].
Основными критериями обеспечения аварийного расхолаживания вляются:
· исключение плавления оболочек ТВЭЛов (тепловыделяющих элементов) при разрывах трубопроводов первого контура, включая мгновенный поперечный разрыв главного циркуляционного трубопровода;
· создание и поддержание подкритичности активной зоны реактора;
· обеспечение послеаварийного расхолаживания реактора.
Типовая система аварийного охлаждения активной зоны состоит из двух узлов: пассивного и активного.
Пассивный узел предназначается для первоначального быстрого залива активной зоны водой с добавкой борной кислоты при разрыве трубопровода первого контура, который приводит к быстрому падению давления и обезвоживанию активной зоны. В него входят емкости САОЗ (система аварийного охлаждения активной зоны), соединенные трубопроводами с корпусом реактора. Одна половина из них сообщается с выходом активной зоны, другая - с входом в активную зону. На каждом трубопроводе от емкости к реактору устанавливаются две нормально открытые быстрозапорные задвижки, исключающие попадание азота из емкости в реактор при срабатывании системы, и два обратных клапана, отсекающих емкости САОЗ от реактора в процессе нормальной эксплуатации.
Активный узел САОЗ состоит из двух независимых контуров: аварийного расхолаживания и аварийного впрыска бора.
Контур аварийного расхолаживания реактора предназначен для расхолаживания реактора после отработки пассивного узла САОЗ. Кроме того, этот контур используется для планового расхолаживания реактора по схеме:
реактор → теплообменник расхолаживания → насос → реактор.
Контур аварийного расхолаживания включает насосы и теплообменники аварийного расхолаживания, трубопроводы и арматуру. Всас насосов соответствующей перекладкой арматуры может подключаться к трем точкам: к баку аварийного запаса раствора бора, к приямку реакторного помещения и к "горячему" трубопроводу неотключаемой от реактора части контура. В аварийном режиме контур осуществляет подачу воды в реактор над и под активную зону из бака аварийного запаса раствора бора, а после опустошения бака переходит на работу по схеме:
реактор → приямок реакторного помещения → теплообменник расхолаживания → насос → реактор.
Контур аварийного впрыска бора предназначен для создания и поддержания подкритичности активной зоны, а также подпитки при аварийном расхолаживании. А в его состав входят насосы аварийного впрыска бора, бак запаса концентрированного раствора бора, трубопроводы и арматура.