Устройство для уточнения места электрического пробоя изоляции кабеля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТОЧНЕНИЯ МЕСТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРОБОЯ изоляции кабеля, содержащее электромагнитный канал, включающий блок формирования сигнала блокировки и последовательно соединенные первый блок преобразования , первый предварительный усилител первый полосовой фильтр, и первый оконечный усилитель, а также акустический канал, включающий последовательно соединенные второй блок преобразования , второй предварительный усилитель, второй полосовой фильтр. второй оконечйый усилитель и последовательно соединенные первый ключевой элемент и пиковый вольтметр, один из выходов блока формирования сигнала блокировки соединен с управл ющим входом первого ключевого элемента, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности определения места электрического пробоя изоляции, в устройство введены блок ограничения мгновенных значений , второй ключевой элемент, причем выход оконечного усилителя электромагнитного канала соединен с входом блока ограничения мгновенных значений, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала блокировки, один из выходов которого через второй ключевой элемент соединен с управляющим входом блока ограничения мгновенных значений, а выход оконечного усилителя акустического сигнала соединен с информацион-, ным входом первого клк чевого элемента .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК . (191 (11) А

3©g 6 01 Я 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ (21) 3422155/18-21 (22) 09.04.82 (46) 30.03.84. Бюл.912 (72) Э.С. Сейдер (53) 621.317.333(088.8) (56) 1. Универсальный индикатор

81018. Проспект "Поисковые приборы для кабелей и линий .VFB REY Messelek

tronik ОТТО Schon, Dresden, DDR.

2. Авторское свидетельство СССР

N949553, кл. $ 01 R 31/08, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТОЧНЕНИЯ

МЕСТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРОБОЯ изоляции кабеля, содержащее электромагнитный канал, включающий блок формирования сигнала блокировки и последовательно соединенные первый блок преобразования, первый предварительный усилитель, первый полосовой фильтр, и первый оконечный усилитель, а также акустический канал, включающий последовательно соединенные второй блок преобразования, второй предварительный усилитель, второй полосовой фильтр, второй оконечйыи усилитель и последовательно соединенные первый ключе" вой элемент и пиковый вольтметр, Ф один из выходов блока формирования сигнала блокировки соедийен с управляющим входом первого ключевого элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения места электрического пробоя изоляции, в устройство введены блок ограничения мгновенных значений, второй ключевой элемент, причем выход оконечного усилителя электромагнитного канала соединен с входом блока ограничения мгновенных значений, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала блокировки, один из выходов которого через второй ключевой элемент соединен с управляющим входом блока

:ограничения мгновенных значений, а выход оконечного усилителя акустического сигнала соединен с информацион-, ным входом первого ключевого элемента.

1 1083134

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для обнаружения места электрического пробоя изоляции кабеля, расположенного в земле. 5

Известно устройство для уточнения места электрического пробоя изоляции содержащее генератор импульсов высокого напряжения, электромагнитные и акустические преобразователи, под- 10 ключенные соответственно через соответствующие усилители к соответствующим блокам индикации (головным телефонам и стрелочным приборам) (1).

Однако известное устройство харак-15 теризуется недостаточной точностью определения места пробоя изоляции кабеля из-за низкой достоверности регистрации сигналов искрового пробоя на фоне общих помех, источниками 20 которых могут являться линии электропередачи, электротранспорт, микровибрации грунта и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее электромагнитный канал с блоком формирования сигнала блокировки и акустический канал, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные преобразователь, предварительный усилитель, -полосовой фильтр, оконечный усилитель и амплитудный детектор, а также индикатор акустического канала, формирователь разрешающих 35 импульсов и ключевой элемент,. причем вход формирователя разрешающих импуль. сов соединен с входом амплитудного детектора электромагнитного канала, а его выход — с одним из входов клю- 40 чевого элемента, другой вход которого соединен с входом амплитудного детектора акустического канала, а выходс входом индикатора акустического канала, в качестве которого исполь- 45 зуется пиковый вольтметр (2) .

Недостатком этого устройства также является невысокая точность определения места электрического пробоя 50 изоляции кабеля, которая вызвана тем, что на выходе амплитудного детектора электромагнитного канала появляются ложные импульсы, разрешающие прохождение преобразованного 55 акустического сигнала через ключевой элемент, т.е. низкая помехозащищенность устройства и, как следствие, низкая точность ограничения зоны пробоя изоляции кабеля, Кроме того, использование в известном устройстве пикового вольтметра, характеризуемого большим временем .спада показаний индикатора, препятствует достоверной регистрации оператором каждого искрового пробоя в пред-. последовательности пробоев, разделенных малыми интервалами времени. Следствием этого являются "пропуски" приема сигналов искровых промежутков, в результате чего возникает необходимость увеличения общего времени подачи в кабель испытательного высокого напряжения; что приводит к повышению вероятности возникновения токопроводящих дорожек ("спекания") в местах пониженной изоляции элементов кабеля, после чего уточнение места повреждения становится невозможным.

Цель изобретения — повышение точности определения места электрического пробоя изоляции и сокращение времени поиска места повреждения.

° В

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для уточнения места электрического пробоя изоляции кабеля, содержащее электромагнитный канал, включающий блок формирования сигнала блокировки и последовательно соединенные первый блок преобразования, первый предварительный усилитель, первый полосовой фильтр и первый оконечный усилитель, а также акустический сигнал, включающий последовательно соединенные второй блок преобразования, второй предварительный усилитель, второй полосовой фильтр, второй оконечный усилитель и последовательно соединенные первый ключевой элемент и пиковый вольтметр, один из выходов блока формирования сигнала блокировки соединен с управляющим входом первого ключевого элемента, введены блок ограничения мгновенных значений, второй ключевой элемент, причем выход оконечного усилителя электромагнитного канала соединен с входом блока ограничения мгновенных значений, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала блокировки, один из выходов которого через второй ключевой элемент соединен с управляющим входом блока ограничения мгновенных значений, а выход оконечного усилитеФ

1083134

5011. МОКС ля акустического сигнала соединен с информационным входом первого ключевого элемента.

На фиг.! представлена структурная схема устройства, на фиг.2 — времен.ные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит электромагнитный канал 1 и акустический канал 2.

Канал 1 содержит последовательно соединенные первый блок 3 преобразования!0 первый предварительный усилитель

4, первый полосовой фильтр 5, первый . оконечный усилитель б,блок 7 ограничения мгновенных значений, блок 8 форми рования сигнала блокировки. Канал 2 15 содержит последовательно соединенные второй блок 9 преобразования, второй предварительный усилитель 10, второй полосовой фильтр 11, второй оконечный усилитель 12, первый ключевой элемент 13, пиковый вольтметр

14. Один из выходов блока 8 через второй ключевой элемент 15 соединен с управляющим входом блока 7. Другой выход блока 8 соединен с управляющим входом первого ключевого элемента 13.

Работа устройства основана на том, что интенсивность применяемых соответствующими преобразователями электромагнитного и акустического сигналов, возбуждаемых искровыми пробоями изоляции кабеля возрастает по мере приближения к месту повреждения,достигая максимума над местом

35 искрового пробоя, что и фиксируется соответствующим прибором.

Устройство работает следующим образом.

После определения известными методами границ участка (вдоль трассы кабеля), в пределах которого понижено сопротивление изоляции кабеля оператор размещает предлагаемое устРОЙстВО В пределах этОГО участка 45 при этом блок преобразования 9 оператор устанавливает непосредствен- но на грунт. !

4 ими в электрические импульсные сигналы, амплитуда которых обратно пропорциональна расстоянию от преобразователей до места искрового пробоя.

В электромагнитном канале сигнал с выхода блока 3 последовательно усиливается усилителем 4, фильтруется фильтром 5, дополнительно усиливается усилителем 6 и поступает на вход блока 7 в момент времени (фиг.2,б).

В исходном состоянии блок 7 является ограничителем по максимуму с нулевым порогом ограничения, поэтому отрицательный пик сигнала ° (фиг.2,6) через ограничитель поступает без потерь на вход блока 8.

При достижении мгновенным значением напряжения отрицательного пика срабатывания Ц 0 блока 8 на выходе последнего формируется сигнал блокировки (фиг.2,г), который через второй ключевой элемент 1.5 поступает на управляющий вхоД блока

7. При этом порог ограничения ограничителя в момент времени t скачком изменяется до нуля, и прохождение любых сигналов через ограничитель полностью прекращается. Таким образом на время = $<-4 фиг.2,в, и г). вход блока 8 оказывается полностью блокированным. Время блокировки выбирается из следующего соотношения

2 Я F акоп,мокс. g где ГΠ— резонансная частота полосово.

ro фильтра 11;

1 — наибольшее время запаздывания акустического сигнала относительно электромагнитного на границе зоны ограничения искрового пробоя.

В обследуемый кабель от генератора подают испытательные сигналы, 50 представляющие собой импульсы высоко. го напряжения, в результате чего в месте пониженной изоляции кабеля возникают искровые пробои (например, в момент времени1 фиг.2,а). 55

Возбуждаемые искрой электромагнитные и акустические колебания восприни/ маются блоками 3 и 9 и преобразуются гдеВ „ — радиус зоны ограничения искрового пробоя;

h мокс- наибольшая нормируемая глубина прокладки кабеля;

МОи V — скорость распространения в грунте акустического и электромагнитного сигнала соот ветственно(Чо а Ч ) .

134

Фиг. 3

Составитель Е. Березов

Редактор О.,Сопко Техред Т.Маточка Корректор О. Билак

Заказ 1737/40 Тираж 71 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1083

На выходе блока 8 формируется йм. пульс (фиг.2,д), который замыкает ключевой элемент 13 в интервале времени 1 „-

Фройт этого импульса задержан относительно фронта импульса на выходе блока 8 на яеемя

И ми ин "них 30tl" п y g q . (3)

Ч Чз Ч (3)

В акустическом канале 2 сигнал с выхода блока 9 последовательно уси. ливается усилителем 10, фильтруется полосовым фильтром 11, дополнительно усиливается усилителем 12 и через замкнутый с момента времени ключевой элемент 13 (фиг.2,е) поступает на вход пикового вольтметра 14 и индицируется им.

Показание пикового вольтметра прямо пропорционально амплитуде первой полуволны (пику) акустического сигнала и, следовательно, тем больше, чем ближе расположен акустический преобразователь устройства к месту искрового пробоя, Отсюда уточнение места электрического пробоя изоляции кабеля сводится к нахождению оператором такого местоположения акустического преобразователя на поверхности грунта, при котором показание пикового вольтметра будет наибольшим. Очевидно, что максимум показаний будет наблюдаться непосредственно над местом искрового пробоя.

Предлагаемое. устройство повышает точность определения места элект рического пробоя изоляции кабеля а также снижает время обнаружения места повреждения кабеля и, соответственно, время восстановления работоспособности кабеля.