Устройство для определения места повреждения изоляции проводника

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства путем использования частотной зависимости сопротивления диэлектрического слоя проводника. Устройство содержит генераторы 1 и 2 линейно изменяющейся частоты, входной блок 3 с антенной, синхронно следящие фильтры 4 и 5, амплитудные детекторы 6 и 7, компаратор 8, блик 9 индикации и поврежденную металлическую изоляцию проводника 10. Введение в устройство двух амплитудных детекторов, компаратора и образование новых связей между элементами устройства .способствует достижению поставленной цели. 3 ил. сл CJfffutt/t Лнпяиту м /е устройство фиянпрн Ляпмтары ьо IND 4 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1224751 (51) 4 С 01 R 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ...

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3768793/24-21 (22) 13.07.84 (46) 15.04.86. Бюл. 11 14 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А.В.Паршин, Л.И.Воронцова и В.А.Ершов (53) 621.317.333.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 350128, кл. Н 03 В 23/00, 1971.

Заварин Г.Д., Мартынов В.А.,Федорцев Б.Ф.Радиоприемные.устройства.M.:

Военное издат.ИО СССР,1973, с.351-352.

Первачев С.В., Валуев А.А,, Чили кин В.M. Статическая динамика радиотехнических следящих систем. М,:.

Советское радио, 1973, с. 7, Авторское свидетельство СССР

11 750397, кл. С 01 R 31/08, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРОВОДНИКА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения — повышение чувствительности устройства путем использования . частотной зависимости сопротивления диэлектрического слоя проводника.

Устройство содержит генераторы 1 и

2 линейно изменяющейся частоты, входной блок 3 с антенной, синхронно следящие фильтры 4 и 5, амплитудные детекторы 6 и 7, компаратор 8, блбк

9 индикации и поврежденную металлическую изоляцию проводника 10. Введение в устройство двух амплитудных детекторов, компаратора и образование новых связей между элементами устройства, способствует достижению поставленной цели. 3 ил.

1224

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для определения мест повреждения изоляции электрических проводников индукционным способом и может быть

5 использовано, например, для определения мест повьппения проводимости изоляции оболочек кабеля и одиночных проводников.

Цель изобретения — повышение чув1О ствительности устройства путем использования в основе работы устройства частотной зависимости сопротивления диэлектрического слоя пакрьггия проводника.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — график зависимости ЗДС, наводимой в антенне, от частоты f npu разной толщине о изоляции, на фиг.З приведены временные диаграммы работы элементов схемы устройства.

Устройство содержит генераторы 1 и 2 линейно изменяющейся частоты (ГЛИЧ), входной блок 3 с антенной, синхронно следящие фильтры 4 и 5„ амплитудные детекторы 6 и 7, компаратор 8, блок 9 индикации, поврежденная изоляций проводника 10, заземленного на противоположном конце„

Первые выходы первого 1 и второго

2 генераторов линейно изменяющейся частоты объединены и соединены с общей шиной, а вторые выходы объединены и соединены с клеммой для подключения к проводнику 10 с поврежденной изоляцией. Выход входного блока 3 с антенной соединен со входами первого

4 и второго 5 синхронно следящих фильтров, выходы которых соединены с соответствующими входами амплитудных первого 6 и второго 7 детекторов. Выходы амплитудных дегекторов

6 и 7 соединены с первым и вторым входами компаратора 8, выход которого соединен с первым входом блока 9 индикации. Второй вход блока 9 индикации соединен с выходом входного блока 3 с антенной °

Устройство работает следующим образом.

5Î

Передающая часть (ГЛИЧ 1 и 2) работает в автоколебательнам режиме с момента начала и до конца измерений.

Измерения производятся циклами (периодами). В начале каждого цикла

ГЛИЧ 1 и 2 начинают вырабатывать напряжение синусоидальной формы одинаковой амплитуды и линейно изменяю751 2 щейся частоты, причем ГЛИЧ 1 вырабатывает напряжение в диапазоне от минимальной f до максимальной 7 Т В-1 ГАС А частот (фиг. Ç б), а ГЛЧЧ 2 — синхронно в диапазоне от f да f

mex m1h (фиг, 3 а) . Напряжение от этих двух

ГЛИЧ, распространяясь по цепи "изоляция проводника — земля, возбуждает на поверхности земли электромагнитное поле, частота и напряженность которого в каждый момент времени зависит ат частот, вырабатываемых генераторами и, толщины диэлектрической оболочки проводника.

В антенне наводятся ЭДС с переменной частотой и амплитудой, которая усиливается в входном блоке 3 до необходимого уровня и подается на входы синхронно следящих фильтров

4 и 5. В исходном наложении фильтр 4 настроен на частоту f „ (фиг. Зв), а фильтр 5 — на частоту „ (фиг. Зг), так, что при поступлении линейно, частотно-изменяющихся напряжений от генераторов 1 и 2 происходит захват соответствующих частот и отслеживание их вплоть до нового цикла работы, когда генераторы и фильтры переходят в исходное состояние.

На выходах синхронно следящих фильтров 4 и 5 вырабатывается напряжение неизменной частоты, но с изменяющейся амплитудой. Закон изменения амплитуды напряжения от времени на выходах синхронна следящих фильтров

4 и 5 соответствует амплитудно-частотной характеристике среды распространения; от такопроводящего изолированногс проводника до приемной части устройства. Указанная амплитудно-частотная характеристика имеет две характерные области в диапазоне изменения частоты генераторов (фиг.2) область 1, практически не зависящую от частоты, при частотах, больших частоты f амплитудно-частотной характеристики и область 11 линейно изменяющуюся в диапазоне от 1 . до 1, . Частота 1 однозначно связана с толщиной 6 изоляции э

На выходах амплитудных детекторов 6 и 7 за один цикл работы выделяется напряжение, изменяющееся во времени по закону амплитудна-частотной характеристики среды распространения (фиг..Зд и 3e), причем на выходе детектора 6 напряжение изменяется, переходя из области П в область I, а на выходе детектора 7 наоборот, из области 1 в область 11 (фиг.2). Таким образом, за один цикл работы устройства изменяющиеся напряжения на выходах детекторов 6 и 7 обязательно станут равными в момент времени, зависящий от значения частоты f а следовательно, и от тол щины диэлектрика. Равенство этих напряжений фиксируется компаратором

8, с выхода которого управляющий им пульс воздействует на блок 9 индикации. В качестве блока 9 индикации может использоваться стандартный из меритель интервалов времени или частотомер. Запуск счетного устройства блока 9 индикации производит в начале каждого цикла работы по приходящему с выхода входного блока 3 частотно изменяющемуся сигналу, а окончание счета производят в момент прихода импульса с компаратора 8.

Таким образом, в счетном устройстве блока индикации фиксируется число, определяющее частоту 1, и пропорциональную ей толщину о диэлектрика.

Если при передвижении оператора вдоль трассы, снабженного предлагаемым устройством, на индикаторе фиксируется одно и то же число, то толщина диэлектрического покрытия проводника не меняется. В случае умень 1 щения толщины о < диэлектрика в индикаторе фиксируЕтся меньшее число g < f (фиг.2). По показаниям о о индикатора судят о толщине диэлектрического покрытия по длине проводника (кабеля).

Таким образом, в основе работы предлагаемого устройства лежит частотная зависимость сопротивления диэлектрического слоя проводника, находящегося в земле. Поскольку диэлектрический слой проводника характеризуется некоторым емкостным сопротивлением (земля — диэлектрик— проводник), то условия распространения различных частот от токопроводящего проводника до приемной части устройства не одинаковы. Графики зависимости ЗДС, наводимой в антенне, от частоты имеют ярко выраженный изгиб на частоте f . На частоо тах, больших частоты ., емкостным сопротивлением /2рfC диэлектричес11

30 индикации, первые выходы первого и второго генераторов объединены и соединены с общей шиной, а вторые вы35 ходы объединены и соединены с клеммой для подключения к объекту контроля, выход входного блока с антенной соединен с входами первого и .

40 второго фильтров, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в него введены два амплитудных детектора, компаратор, причем выходы

4 первого и второго фильтров соединены с соответствующими входами амплитудных детекторов, выходы которых соединены с первым и вторым входами компаратора, выход компаратора сое

50 динен с первым входом блока индикации, второй вход блока индикации соединен с выходом входного блока с антенной, а в качестве генераторов и фильтров использованы генераторы линейно изменяющейся частоты и син55 хронно следящие фильтры.

1О

25 кого слоя можно пренебречь, поэтому

ЗДС в антенне не зависит от частоты генератора. На частотах, меньших частоты t емкостное сопротивление диэлектрического слоя по сравнению с полным сопротивлением цепи проводник — земля велико и зависит от частоты, поэтому оно оказывает экранирующее действие и с уменьшением частоты уменьшается наводимая в антенне ЭДС (фиг.2).

При изменении толщины о изоляции проводника изменяется емкость диэлектрического слоя С и частоЧ та

Таким образом, применение предлагаемого устройства при профилактических осмотрах кабельных линий позволяет оценить повреждение изоляции кабеля на раннем этапе, когда работоспособность его еще не нарушена, что существенно сокращает перерывы в действии связи, поскольку ремонтные работы можно производить на действующих линиях.

Формула изобретения

Устройство для определения места повреждения изоляции проводника, содержащее два генератора, входной блок с антенной, два фильтра и блок 224751

Фм .Л

Г2

П f

М !

1 . t

Batx 1

3 Мист ииаумсад пралорцианалько НОЧРКУЮ gg

Фоюп.

Фиг.,У

Заказ 1948/46 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ

Пр< изводств.-полиграф. пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4