Устройство для обнаружения мест повреждений в электрических кабелях

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КАБЕЛЯХ, содержащее источник переменного вращающегося магнитного поля , усилитель и первый блок индикации , отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности обнаружения мест повреждений , в устройство введены источник постоянного тока, резистор, дроссель, конденсатор, первый, второй компараторы, двухполюсный переключатель , элемент НЕ, первый и второй элемент И, второй блок индикации, элемент ИЛИ, при этом один из выводов дросселя соединен с выводом, являющимся первым входом устройства и через.конденсатор с входом усилителя , выход которого через первый компаратор соединен с первыми входами первого и второго элементов И, один из выводов источника постоянного -тока соединен с общим выводом устройства , являющимся также его вторым входом, а другой через резистор соединен с одним из выводов дросселя и через первый размыкающий контакт . двухполюсного переключателя - с первым входом второго компаратора, второй вход которого через второй размыкающий контакт двухполюсного переключателя соединен с общим выводом устройства, который в свою очеi редь Соединен с первым замыкающим контактом двухполюсного переключате (Л ля, второй замыкающий контакт указанного переключателя соединен с его первым размыкающим контактом, выход второго компаратора, соединен с входом элемента НЕ и с вторым входом первого элемента -И, выход которого соединен с входом первого блока индикации и с одним из входов элемента со со ел ИЛИ, выход которого соединен с выводом , являющимся выходом устройства, выход элемента НЕ с вторым входом второго элемента И, выход которого к соединен с одним из входов элемента ИЛИ и с входом второго блока индикации .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!! ) (5()4 G 01 R 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬНИЙ (21) 3687492/24-2) (22) 05.01.84 (46) 15.08.85. Бюл. У 30 (72) В.А.Крошко и Б.Г.Свининников (71) Научно-исследовательский про— ектно-конструкторский и технологический кабельный институт (53). 621.317.333.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 127330, кл. G 01 R 31/08.

Заявка Франции N- 2451587, кл. G Ol R 31/08, опублик. 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

КАБЕЛЯХ, содержащее источник переменного вращающегося магнитного поля, усилитель и первый блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности обнаружения мест повреждений, в устройство введены источник постоянного тока, резистор, дроссель, конденсатор, первый, второй компараторы, двухполюсный пере— ключатель, элемент НЕ, первый и второй элемент И, второй блок индикации> элемент ИЛИ, при этом один из выводов дросселя соединен с выводом, являющимся первым входом устройства и через. конденсатор с входом усилите- ля, выход которого через первый компаратор соединен с первыми входами первого и второго элементов И, один из выводов источника постоянного .тока соединен с общим выводом устройства, являющимся также его вторым входом, а другой через резистор соединен с одним из выводов дросселя и через первый размыкающий контакт двухполюсного переключателя — с первым входом второго компаратора, второй вход которого через второй размыкающий контакт двухполюсного переключателя соединен с общим выводом устройства, который в свою очеC редь соединен с первым замыкающим ф контактом двухполюсного переключателя, второй замыкающий контакт ука— занного переключателя соединен с его первым размыкающим контактом, выход второго компаратора. соединен с входом элемента НЕ и с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого блока ин-: дикации и с одним из входов элемента

ИЛИ, выход которого соединен с выво- фф дом, являющимся выходом устройства, (ф выход элемента НЕ с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с одним из входов элемента

ИЛИ и с входом второго блока индикации.

1173357

Изобретение относится к электрон мерительной технике и предназначено для точного обнаружения мест повреждений в электрических кабелях при их перемотке, например замыканий и обры- 5 вов,токопроводящих жил.

Устройство позволяет повысить точность и достоверность обнаружения повреждений в многоповивных, брониро-. ванных и экранированных кабелях, на- !0 пример обрывов жил,и взаимных замыканий токопроводящих элементов, за счет повышения чувствительности устоойства. !

На чертеже представлена структурная схема устройства. . Схема включает источник 1 переменного вращающегося поля, усилитель 2, источник 3 постоянного тока, резис- 20 тор 4, дроссель 5, конденсатор б, первый 7 и второй 8 компараторы, двухполюсный переключатель 9, элемент НЕ 10, первый !1 и второй 12 элементы И, первый 13 и второй 14 блоки индикации, элемент ИЛИ 15. Для пояснения работы устройства на чертеже представлен также перематываемый кабель 16 с обозначением места повреждения 17, приемный 18 и отдающий 30

19 барабаны, двухфазовый токосъемник

20 на оси приемного 18 барабана, подключенный к входам устройства, электропривод 21, вращающий приемный барабан 18 и блок 22 управления электроприводом. Один из выводов дросселя 5 соединен с выводом, являющимся первым входом устройства, и через конденсатор 6 с входом усилителя 2;

Выход усилителя 2 через первый компа-40 ратор 7 соединен с первыми входами первого 11 и второго 12 элементов И.

Один из выводов источника 3 постоянного тока соединен с общим выводом устройства, являющимся его вторым 45 входом, а другой через резистор 4 соединен с одним из выводов дросселя

5 и через первый размыкающий контакт двухполюсного переключателя 9 с первым входом второго компаратора, вто- 50 рой вход которого через второй размыкающий контакт переключателя 9 соединен с общим выводом устройства, который в свою очередь соединен с первым замыкающим контактом переклю- 55 чателя 9. Второй замыкающий контакт переключателя 9 соединен с erv rtep— вым размыкающим контактом.

Выход второго компаратора соединен с входом элемента НЕ 10 и с вторым входом первого элемента И 11, выход которого соединен с входом первого блока 13 индикации и с одним из входов элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с выводом, являющимся выходом устройства и предназначенным для подключения блока 22 управления электроприводом. Выход элемента НЕ 10 соединен с вторым входом второго элемента И 12, выход которого соединен с одним из входов элемента ИЛИ 15 и с входом второго бло— ка 14 индикации. Источник 3 постоянного тока предназначен для формирования сигнала управления перемоткой кабеля в зависимости от вида повреждения (частичного или полного разрушения места замыкания, замыкания места обрыва жилы), а также обеспечивает подогрев повреждений типа замыкания, тем самым препятствуя их разрушению.

Вид повреждения в кабеле, его параметры, например величина переходного сопротивления в месте замыкания, заранее должны быть известны.

Устройство работает следующим об— разом.

Кабель 16 устанавливается на барабане 19.. Начальный конец кабеля 16 протягивается через источник 1 и заправляется на приемном барабане 18.

Через первую фазу токосъемника 20 поврежденный элемент (жила кабеля) подключается к первому входу устройства. Остальные токопроводящие элементы кабеля 16 подключены через то— косъемник 20 к общему выводу устройства. Причем, если вид повреждения замыкание, на дальнем конце кабеля на барабане !9 поврежденный элемент оставляют изолированным во избежание образования второй точки протекания переменного и постоянного то— ков, если вид повреждения обрыв, на дальнем конце кабеля поврежденную жилу подключают к остальным элемен— там для получения цепи контроля состояния обрыва. Переключатель 9 устанавливают в положение, соответствующее виду повреждения ° При включенном источнике 1 магнитного поля и схемы контроля, а также при ненарушенном состоянии повреждения на выходе усилителя 2 устанавливают начальную величину выходного напря1173357 жения за счет изменения коэффициента усиления усилителя или за счет изменения величины магнитного поля.

Эта установка вызвана тем, что в каждом случае величина ЭДС перемен- 5 ного тока, наводимая на поврежденном элементе, разная и зависит от параметров кабеля, положения элемента внутри кабеля, величины поля. При этом на выходах компараторов 7 и 8 >0 формируются логические нули, соответственно на выходах элементов И ll и 12 и элемента ИЛИ 15 также формируются логические нули.

Если при включении устройства сос-1> тояние повреждения является нарушенным, т.е. сопротивление замыкания превышает допустимую величину, или место обрыва оказалось замкнутым, то на вход усилителя 2 поступает настоль20 ко низкое напряжение переменного тока за счет перераспределения токов проводимости и токов смещения, что оно не может быть скомпенсировано увеличением коэффициента усиления усилителя или величиной поля. На выходе усилителя 2 напряжение остается низким, а на выходе компаратора 7 формируется логическая единица.

На входе компаратора 8 напряжение 30 повышается, и на его выходе формируется логическая единица. В результате на оба входа элемента И ll поступают логические единицы, на его выходе также формируются логическая еди- 35 ница, поступающая в блок 13 индикации и на элемент ИЛИ 15, с выхода которого выдается сигнал остановки электропривода перемотки кабеля.

В случае нормального состояния 40 повреждения включается перемотка кабеля, а в случае нарушения состояния повреждения принимаются меры по восстановлению нормального состояния повреждения. 45

При обнаружении места повреждения без нарушения его состояния следует иметь ввиду, что сигнал переменного тока, возбуждаемый источником 1, имеет место от начала кабеля на бараба- 50 не 18 до места повреждения 17 на поврежденном элементе, а дальше мес— та повреждения 17 указанный сигнал отсутствует. При этом напряжение переменного тока через конденсатор 6 55 поступает на усилитель 2, в котором усиливается, преобразуется в постоянное напряжение и поступает на вход компаратора 7. Дроссель -5 имеет большое сопротивление для напряжения переменного тока. На выходе компаратора 7 формируется логический нуль, который поступает на входы элементов

И 1! и 12. На входе компаратора 8 напряжение постоянного тока ниже порога срабатывания, поэтому на его выходе формируется также логический нуль, который поступает на другой вход элемента И 11 и на вход элемента НЕ 10, который формирует логическую единицу, поступающую на другой вход элемента И 12. На выходах элементов И 11 и 12 и ИЛй 15 устанавливаются при этом логические нули. В таком режиме происходит перемотка кабеля до момента прохождения места повреждения 17. При этом напряжение переменного тока на входе и соот †. ветственно на выходе усилителя 2 уменьшается ниже порога срабатывания компаратора 7, на выходе которого формируется логическая единица, поступающая на входы элементов И 11 и 12. На входах элемента И .12 одновременно имеют место логические единицы, в результате чего на выходе его формируется логическая единица, поступающая в блок 14 индикации и на вход элемента HIIH 15, на выходе которого формируется логическая единица, вызывающая остановку электропривода 21. Перемотка кабеля останавливается. Ввиду инерционности привода и барабана с кабелем возмож- ° на незначительная промотка места повреждения 17. В этом случае кабель черематывают в обратную сторону до момента исчезновения сигнала в блоке 14 индикации, т.е. до появления напряжения переменного тока на поврежденном элементе. . Увеличению сопротивления препят— ствует ток от источника 3, обеспечивающий обугливание канала замыкания и его подогрев. При этом если сопротивление замыкания превысило допустимую величину, то величина напряжения переменного тока на поврежденном элементе и на входе усилителя 2 уменьшится за счет уменьшения тока проводимости. На выходе усилителя 2 напряжение уменьшится, что вызовет срабатывание компаратора 7, который сформирует логическую единицу, поступают;ую на входы элементов И 11 и

l2. За счет увеличения сопротивления

1173357

Составитель Е. Березов

Редактор А.Гулько Техред С.Мигунова Корректор M.Ïîæî

Заказ 5047/45 Тираж 748 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 замыкания повышается напряжение пос— тоянного тока на первом входе устройства, которое поступает через переключатель 9 на вход компаратора, который формирует логическую единицу, поступающую на вход элемента И 11.

На обоих входах элемента И 11 уста— навливаются логические единицы, в результате на его выходе устанавливает- 1п ся логическая единица,, поступающая на вход блока 13 индикации и на вход элемента ИЛИ 15, с выхода которого поступает сигнал на остановку электропривода. Перемотка кабеля оста в 15 навливается, и принимаются меры для установления низкого сопротивления замыкания, Например, от кабеля отключается контролирующая часть устройства, а подключается устройство прожи†20

ra, Далее продолжают обнаружение места повреждения в описанном порядке

1 при его нормальном состоянии, Если повреждение типа обрыв замы— кается, то напряжение переменного тока на поврежденной жиле уменьшается за счет перераспределения токов смешения на остальную часть жилы и шунтирования сигнала на дальнем конце кабеля на барабане 19, где жила замкнута на остальные элементы кабеля. При этом компаратор 7 формирует логическую единицу, которая поступает на входы элементов И 11 и 12.

Напряжение на входе компаратора 8 становится выше порога срабатывания, в результате чего компаратор 8 формирует логическую единицу, поступающую на другой вход элемента И 11. На обоих входах элемента И 11 устанавливаются логические единицы, на его выходе устанавливается логическая единица, поступающая на вход блока 13 индикации и на вход элемента ИЛИ 15, который формирует логическую единицу, поступающую на остановку электропривода. Перемотка кабеля останавливается, и принимаются меры для восстановления обрыва, например, методом растягивающих деформаций, При восстановлении обрыва жилы продолжают обнаружение места повреждения в описанном порядке.