Устройство для определения мест повреждений кабелей

 

Использование: электроизмерительная техника. Сущность изобретения: устройство содержит измерительный блок, источник радиосигнала, приемник акустического сигнала , приемник радиосигнала, блок контроля наличия акустического сигнала, содержащий оптимальный фильтр, детектор , пороговый блок, индикатор, состоящий из показывающего прибора, головного телефона . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 31/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

00 о

Ф ((Я >

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869873/21 (22) 01,10.90 (46) 15.12.92. Бюл. N 46 (71) Одесский научный отдел Центрального научно-исследовательского института связи (72) С.Г. Павлов (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1083134, кл. G 01 R 31/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N. 1211674, кл. G 01 R 31/08. 1974.

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для определения мест повреждений типа "понижение электрической прочности" изоляции кабелей.

Известно устройство для определения места повреждения, содержащее электромагнитный и акустический каналы. Электро. магнитный канал включаетпоследовательно соединенные первый блок преобразования, первый предварительный усилитель, первый полосовой фильтр, первый оконечный усилитель, блок ограничения мгновенных значений, блок формирования сигнала блокировки, а также второй ключевой элемент. Акустический канал содержит последовательно соединенные второй блок преобразования, второй предварительный усилитель, второй полосовой фильтр, второй оконечный усилитель, первый ключевой элемент, пиковый вольтметр. Один из выходов блока формирования сигнала блокировки через второй ключевой элемент соединен с управляющим входом блока ограни ения мгновенных значений, другой выход- с управляющим входом первого ключевого элемента.

„„. Ж ÄÄ 1781645 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЙ КАБЕЛЕЙ (57) Использование: электроиэмерительная техника. Сущность изобретения: устройство содержит измерительный блок, источник радиосигнала, приемник акустического сигнала, приемник радиосигнала, блок контроля наличия акустического сигнала, содержащий оптимальный фильтр, детектор, пороговый блок, индикатор, состоящий из показывающего прибора, головноготелефона, 1 ил, Однако это устройство характеризуется недостаточной помехозащищенность по акустическому каналу из-за того, что вне зависимости от введения в устройство — аналог блока ограничения мгновенных значений, а также второго ключевого эле.мента или нет, акустический канал реагирует на все источники акустических сигналов.

При этом возможны ложные срабатывания всего устройства в целом.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущность и достигаемому результату является устройство, содержащее измерительный блок, источник радиосигналов, испытуемый кабель и его цепь с поврежденной изоляцией, прйемник радиосигналов, приемник акустических сигналов, в состав устройства входит также блок контроля наличия акустических и радиосигналов.

Недостатком прототипа является низкая помехозащищенность устройства по акустическому каналу, что обусловлено возможностью ложного срабатывания схемы совпадения в блоке контроля наличия акустических и радиосигналов при малых уровнях сигналов, сопоставимых с уровнем

1781645 помех, Это ложное срабатывание будет наблюдаться в местах, удаленных от места повреждения, когда акустический сигнал от электрического пробоя либо вообще отсутствует из-за значительного затухания, либо 5 он по амплитуде настолько мал, что не регистрируется приемником.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства по акустическому каналу, 10

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем испытуемый кабель и его цепь с поврежденной изоляцией, подключенную к измерительному блоку, к выходу которого подключен источник ради- 15 осигнала, а также содержащем приемник радиосигнала и приемник акустического сигнала, введена цепь, реализующая корреляционный интеграл, содержащая оптимальный фильтр, детектор и пороговое 20 устройство, при этом вход оптимального фильтра соединен с выходом приемника акустического сигнала, выход оптимального фильтра соединен со входом детектора, выход детектора соединен с одним входом по- 25 рогового блока, другой вход порогового блока подключен к выходу приемника радиосигналов, а к выходу порогового устройства подключены показывающий прибор и головные телефоны. 30

Применение в устройстве цепи, реализующей корреляционный интеграл, позволяет получить сигнал, определяемый зависимостью

00 35

И..,(т) = Х U(t)S(t-r )а, (1) где U(t) — принятый сигнал с выхода приемника радиосигналов;

S(t- r ) — ожидаемый сигнал с выхода детектора;

40 г — временный сдвиг между принятым и ожидаемым сигналами.

Выражение (1) описывает оптимальную операцию обнаружения.

Физический смысл оптимальной опера- 45 ции обнаружения состоит в том, что умножение принимаемого сигнала U(t) на ожидаемый сигнал S(t- r ) обеспечивает подавление помех. не совпадающих с ожидаемым сигналом по времени и по частоте.

Прй этом S(t- т ) — это реакция введенного оптимального фильтра на входное воздействие в виде короткого импульса (д — функция).

Оптимальный фильтр согласован толь- 55 ко с сигналом определенной формы, т.е. требуется изменения его схемы для согласования с сигналом иной формы. Иэ этого следует, что оптимальным фильтром обеспечивается при прочих равных условиях максимальное значение отношения энергии полезного сигнала к спектральной плотности помехи, Таким образом, реакции оптимального фильтра на сигнал, отличный от сигнала, возникающего при электрическом пробое изоляции и отличающийся от сигналов, вызванных другими источниками, не будет, На чертеже приведена структурная электрическая схема заявляемого устройст- ва. устройство содержит измерительный блок 1, к выходу которого подключен источник 2 радиосигнала, приемник 3 акустического сигнала, приемник 4 радиосигнала, цепь, реализующую корреляционный интеграл, которая включает оптимальный фильтр

5 (один из вариантов реализации оптимального фильтра 5, или фильтра Калмана, приведен в (3), детектор 6 и пороговое устройство 7 (схемные решения блоков 6 и

7 широко известны, их вариант реализации можно найти, например в (4), Показываю-. щий прибор 8 и головные телефоны 9 представляют собой индикатор, который вместе с блоками 5, 6, 7 входят в состав блока контроля наличия акустического и радиосигнала. Вход оптимального фильтра 5 соединен с выходом приемника 3 акустического сигнала, выход оптимального фильтра 5 соединен со входом детектора 6, выход которого соединен с одним входом порогового устройства 7. другой выход порогового устройства 7 подключен к выходу приемника 4 радиосигналов, к выходу порогового устройства 7 подключены показывающий прибор 8 и головные телефоны 9.

Работа устройства заключается в следующем.

При нахождении оператора с предлагаемым устройством на достаточно большом расстоянии от места электрического пробоя, отсутствие акустического сигнала на входе приемника 3 акустических сигналов объясняется затуханием этого сигнала. Наличие на входе приемника 3 акустической помехи не приведет к срабатыванию устройства, поскольку оптимальный фильтр 5 рассчитан и согласован только с акустическим сигналом от электрической искры, спектр которой отличается от спектра акустических помех промышленных предприятий, транспорта и др.

При перемещении оператора в зону повреждения, когда акустический сигнал электрической искры воспринимается приемником 3 акустических сигналов, на выходе оптимального фильтра 5 появляется сигнал S(t — r ), который детектируется де1781645

Составитель С,Павлов

Техред M.Moðãåíòàë

Редактор С,Козлова

Корректор Н.Милюкова

Заказ 4273 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 тектором 6 и попадает на первый вход Iloрогового устройства 7. На второй вход порогового устройства 7 поступает сигнал U(t) с приемника радиосигналов 4, На выходе порогового устройства 7 появляется сигнал. описываемый зависимостью

Овых() - f U(t) S(t T )(К свидетельствующий о вхождении оператора в зону повреждения. По мере приближения к месту повреждения показания показывающего прибора 8 увеличиваются, увеличивается и уровень громкости в головных телефонах 9. Максимум будет наблюдаться в месте повреждения, определенном с погрешностью, не превышающей размеры котлована, необходимого для устранения данного повреждения, т.е. 0,5...1 м.

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства заключается в том, что: — эа счет повышения помехозащищенности по акустическому каналуувеличивается вероятность безошибочного (примерно . 100%) уточнения места электрического пробоя изоляции при сопоставимых значениях по уровню полезного сигнала и помехи; — снижается трудоемкость работ при уточнении повреждений, поскольку отпадает необходимость в земляных работах в связи с отсутствием ложного срабатывания устройства; Трудоемкость снижается примерно в 7...8 раз, т.к. при работе с устройством прототипом требуется проводить шурфование грунта в процессе поиска повреждения (от трех до восьми шуфров), 5 При работе с предлагаемым устройством земляные работы проводятся только в месте повреждения.

Формула изобретения

10 Устройство для определения мест повреждений кабелей, содержащее измерительный блок к контролируемому кабелю, выход измерительного блока соединен с входом источника радиосигналов, прием15 ник акустического сигнала, выход которого соединен с первым входом блока контроля наличия акустических и радиосигналов, второй вход которого соединен с выходом приемника радиосигнала, о т л и ч а ю щ е е с я

20 тем, что. с целью повышения помехозащищенности устройства, блок контроля наличия акустических и радиосигналов содержит оптимальный фильтр, детектор, пороговый блок, индикатор, при этом первый вход бло25 ка контроля наличия акустических и радиосигналов соединен через последовательно соединенные оптимальный фильтр и детектор с первым входом порогового блока, второй вход которого соединен с вторым

30 входом блока контроля наличия акустических и радиосигналов, выход порогового блока соединен с входом индикатора.