Устройство для определения места повреждения изоляции электрического проводника
Изобретение может быть использовано для определения мест повреждения изоляции жил, экранов и металлических оболочек электрических кабелей, одиночных проводников, в том числе трубопроводов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля изоляции электрического проводника. Устройство содержит два генератора синусоидального тока на разные, но достаточно близкие частоты, подключенные к началу проводника и общей шине, электрический контур, соединяющий конец проводника с общей шиной, две приемные антенны, разнесенные вдоль проводника и подключенные каждая через селективные усилители сигналов обеих частот и умножители частоты на входы двух фазометров, напряжение на выходе которых, пропорциональное разности фаз сигналов каждой из частот, подается на блок вычитания, соединенного с индикатором, фиксирующим относительное увеличение разности фазовых сдвигов между сигналами в антеннах в зоне места повреждения. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) (59 4 G 0 1 R 3 1 /08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4318048/24-21 (22) 16.10.87 (46) 30.11,89. Бюл. М 44 (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С.И.Кирова (72) В.П.Жох и Н.А.Иороко (53) 621.317.333 (088.8) " (56) Бахмутский В.ф. Индукционные кабелеискатели. М.: Связь, 1970.
Авторское свидетельство СССР
N 759992, кл. G 01 R 31/08, 1979 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЕСТА
ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ПРОВОДНИКА (57) Изобретение может быть использо.вано для определения мест повреждения изоляции жил, экранов и металлических оболочек электрических кабелей, оди.,ночных проводников, в том числе труИзобретение относится к измерениям расстояний до мест повреждения электрических проводников индукционным способом и может быть использовано для определения мест повреждения (ОИП) изоляции жил, экранов и металлических оболочек электрических кабелей и трубопроводов.
Целью изобретения является повышение достоверности контроля изоляции электрического проводника путем устранения ложных показаний индикатора о повреждении изоляции при наличии в районе трассы контролируемого проводника посторойних металлических пред2 бопроводов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля изоляции электрического проводника. Устройство содержит два генератора синусоидального тока на разные, но достаточно близкие частоты, подключенные к началу проводника и общей шине, электрический контур, соединяющий конец проводника с общей шиной, две приемные антенны,. разнесенные вдоль проводника и подключенные каждая через селективные усилители сигналов обеих частот и умножители частоты на входы двух фазометров, напряжение на выходе которых, пропорциональное разности фаз сигналов каждой из частот, подается на блок вычитания, соединенного с индикатором, фиксирующим относительное увеличение разности фазовых сдвигов между сигналами в антеннах в зоне места повреждения. 1 ил.. метов и получения сигнала более высокого уровня, соответствующего увеличенной относительной разности.фазо вых сдвигов между сигналами в антеннах в зоне места повреждения.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства, а также показаны переходное сопротивление в месте повреждения, токи обеих частот I 1 Я местом повреждения, а также токи утечки AIBA =,, — Igg H LIf =1<1, в сопротивлении P-z. 7ь 1525633 Устройство содержит генераторы 1 и 2 синусоидального тока на частоты Е», и, соответственно, близкие между ! 1 собои по величине, электрический кон5 тур 3, резонансная частота которого лежит межд частотами генераторов и равна Е = 1„, и, приемные антенны 4 и 5, селективные усилители 6 и 7 на частоту 1» и селективные усилители 8 и 9 на частоту fz, умножители 10 и 11 частоты на частоту У», усилите.ли 12 и 13 частоты на частоту, фа- зометры 14 на частоту f» и фазометры 15 на частоту f, блок 16 вычитания, индикатор 17, контролируемый проводник 18. При этом генераторы 1 и 2 подклю=. чены между началом контролируемого проводника 18 и землей, приемная ан- 20 тенна 4 подключена параллельно к вхо" дам селективных усилителей 6 и 8, -каждый из выходов которых соответст-. венно через умножители 10 и 12 частоты подключены к первым входам фазо- 25 метров 14 и 15, приемная антенна 5 подключена параллельно к входам селективных усилителей 7 и 9, каждый . из выходов которых соответственно через умножители 11 и 13 частоты подключены к вторым входам фазометров 14 и 15, выходы которых подключены соответСтвенно к первому и второму входам блока 16 вычитания, а его выход подключен к индикатору 17, электрический контур 3 включен между концом контролируемого проводника 18 и землей. Устройство работает следующим образом. 40 От генераторов 1 и 2 в проводнике 18 протекают токи, которые наводят ЭДС в антеннах 4 и 5, разнесенных вдоль проводника. После усиления и фильтрации s селективных усилителях 6 - 9 напряжения от ЭДС сигнала поступают на умножители 10-13 частот, где происходит умножение частоты сигнала в и раз. Это необходимо для увеличения разности Фаз напряжений на входах фазометров при малои разно50 сти фаз токов I u I в проводнике 18 при большом значении к„ в месте повреждения. При умножении в и раз частоты, на- 55 пример f», двух напряжений, сдвинутых между собой на угол (Р„,, на вы;ходах умножителей 10 и 11 частоты появляются напряжения, сдвинутые на угол и < „»-,. На исправной части проводника, например в зоне до МП, в отсутствие посторонних предметов сдвиг фаз между токами под антеннами 5 и 6 и, следовательно, между наведенными в антеннах ЭДС незначителен и равен 6Pzy = =Д ° hl, соответственнойЯ„ = b,l, (P g ) - километрический KQB(фициент фазы исправного проводника на частоте f »(f<}, рад/км; 1 - расстояние между цетрами антенн, км. Малые сдвиги фазЛ(,». и Ьф„ близкие между собой по величине и одинаковые по знаку, преобразуются в фазометрах 14 и 15 в пропорциональные этим сдвигам напряжения, разность которых на выходе Ьлока 16 вычитания является величиной второго порядка малости. Эта величина остается постоянной на всем протяжении контролируемого проводника, поэтому ее можно рассматривать как аддитивную систематическую погрешность, которую можно. нейтрализовать в начале процесса контроля проводника. Если в зоне до или за МП окажется металлический предмет, то между суммарными ЭДС в антеннах на частоте, например Е», появится сдвиг фазйф, Аналогичный сдвиг фаз Ьфс.(будет и на частоте f . Так как f, = и, то и Pqg,=-é фд, напряжения на выходах фазометров 14 и 15 Ьудут близкими по величине и одинаковы по знаку, а их разность на выходе блока вычитания 16 незначительна. Таким образом, посторонние предметы не оказывают влияния на достоверность контроля. В месте повреждения ток I, текущий от генератора, разветвля».тся на ток Ь ?, стекающий в землю,. и ток Т текущий к концу проводника. В месте повреждения переходное сопротивление R ïðàêòè÷åñêè активно, поэтому ток Ы совпадает по Фазе с напряжением U между проводником и землей в месте повреждения. Вектор тока. I определяется входным сопротивлением линии проводникземля от места повреждения в сторону конца, (.оторое зависит от первичных параметров линии, ее длины и сопротивления нагрузки. Для электрически короткой линии на низ„îé частоте мож" но пренеЬречь всеми первичными параметрами кроме емкости С, Проводимость 1525633 6 Формула изобретения нагрузки, в качестве которой исполь зован резонансный конт р с резонансной частотой f - f, fz, на частоте f> 1 имеет индуктивный характер, а на частоте - емкостной. Благодаря этому угол между U и 1 с учетом знака в месте повреждения на f з нHа ч и тTеeл ьbнHо o бbоoл ьbш и й, чем на и / поэтому с учетом совпадения фаз о ? 10 и U угол g между I и I, соответственно между ЭДС в антеннах с учетом знака, в месте повреждения на f, значительно больший, чем íà f<. Следовательно, напряжения на выходах 15 фазометров 14 и 15 оказываются разными, а их разность на выходе блока вычитания 16 значительной, что и фиксирует индикатор 17. Таким образом, предлагаемое уст- 20 ройство реагирует на повреждение изоляции проводника . Если в зоне,повреж. дения окажется посторонний металлический предмет, происходит дополнительный одинаковый по обеим частотам 25 сдвиг фаз между ЭДС в антеннах, что не изменяет величины сигнала на выходе блока 16 вычитания, следовательно, устройство реагирует на повреждение .изоляции проводника также в присутст- 30 вии посторонних металлических предметов. Устройство для определения места повреждеНия изоляции электрического проводника, содержащее два генератора на разные частоты, подключенные между начальным выводом контролируемого проводника и общей шиной, противоположный вывод контролируемого проводника через электрический контур соединен с общей шиной, две приемных антенны, каждая из которых подключена к входу селективного усилителя, фазо" метр, блок вычитания и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введен второй фазометр, два селективных усилителя, четыре умножителя частоты, причем каждая антенна подключена параллельно ко входам двух селективных усилителей, один из которых настроен на частоту первого генератора, а второй на частоту второго генератора, выходы каждой пары селективных усилителей на одну частоту через умножители частоты подключены ко входам соответству" ющего фазометра, выходы обоих фазометров подключены ко входам блока вычитания, к выходу которого подключен индикатор.
