Устройство для измерения электрической емкости кабельных жил и проводов

 

«н 737843

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 050577 (21) 2483732/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 01 R 17/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 3005.80. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 300580 (53) УДК 621. 317. 733 (08G.8) А.A. Абросимов, О.Ф. Брюханов, A.В. Зубков, С.С. Тиунов, И.A. Федотов и Б.К. Чостковский ф

r-;,-;

1"-..=.:.. .- 2.",.;: : -.,:::.:: " ; .„ -:,:, с ф °,с (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ, ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЕМКОСТИ КАБЕЛЬНЫХ ЖИЛ И ПРОВОДОВ

Изобретение относится к йзмерительной технике и может найти применение в кабельной промышленности. для контроля качества наложения пластмассовой изоляции на кабельные жилы и провода в процессе их производства.

Известны устройства для контроля электрической емкости жил кабельных изделий, содержащие заполненную проводящей жидкостью диэлектрическую трубку с металлизированной наружной поверхностью. Внутри трубки проходит измеряемая жила, токоведущий проводник которой образует вместе с металлизированной поверхностью трубки цилиндрический конденсатор fl) .

Эти устройства позволяют повысить чувствительность измерений. Однако они обладают погрешностями, вызванными наличием собственной проводиMUcTH что снижает их ценность в практическом применении.

Прототипом предложенного устройства является устройство для контроля электрической емкости на единицу длины проводов с пластмассовой изоляцией, в котором для обеспечения электрического контакта между измерительным электродом и поверхностью изоляции провода применяется вода ванны, где провод охлаждается после наложения изоляции.

Устройство состоит из преобразователя, содержащего помещенные в изоляцию измерительный и охранные электроды, а также моста переменного тока, осуществляющего измерение отклонений емкостной составляющей комплексного сопротивления преобразователя от заданного номинального значения (2) ., Недостатком этого устройства является погрешность, обусловленная собственной проводимостью преобразователя, которая имеет комплексный характер и зависит в основном от величины удельной электрической проводимости воды.

Цель изобретения — исключение погрешностй от собственной проводи2 гостй " преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения электрической емкости кабельных жил и проводов, содержащее измерительный мост переменного тока, в из73784 3

35 мерительную диагональ которого вклю чен фазочувствительный индикатор и преобразователь, содержащий измерительный электрод, который охватывает измеряемую жилу н включен в одно

1 из плеч измерительного моста пере5 менного тока, охранные электроды, которые охватывают измеряемую жилу, гальванически соединены с экраном и подключены к питающей диагонали измерительного моста переменного тока, ® снабжено компенсационным электродом, который охватывает измеряемую жилу и включен в плечо измерительного моста переменного тока, противоположное плечу, в которое включен измерительный электрод.

Компенсационный электрод выполнен цилиндрическим с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру измерительного и охранных .электродов. 20

Компенсационный электрод расположен между измерительным электродом и любым из охранных электродов соосно с измерительным и охранными электродами. 25

На фиг. 1 изображен преобразователь электрической емкости кабельных жил и проэодов; на фиг. 2 показана схема подключейия преобразователя к измерительному мосту переменного тока. измерительный 1, компенсационный

2 и охранные 3 электроды преобразова теля имеют трубчатую форму и заключены во внутреннюю изоляцию 4, охвачен ную электростатическим экрайом 5.

Наружная изоляция б предотвращает замыкание на земпю экрана 5, гальванически связанйого с охраннымн, электродами 3 и имеющего потенциал, близкий по величине к потенциалу . измерительного 1 и компенсационного 40

2 электродов. Компенсационный электрод 2 расположен между измерительным 1 и любым из охранных 3 электродов.

Преобразователь размещен в ванне .7 с водой, измеряемая жила 8 с заземленным через технологическое оборудование проводником располагается вдоль оси преобразователя.

Преобразователь подключаеТся к измерительной мостовой схеме следующим образом . Измерительный электрод 1 подключается к одному из плеч моста,. к противоположному плечу которого подключен,компенсационный электрод 2.

Образцовый конденсатор 9 переменной емкости, уравновешивающий. мостовую схему, может быть подключен либо к плечу измерительного моста переменного тока, соединенному с компенсационным электродом 2 при длине ьа компенсационного электрода, меньшей длины измерительного электрода, либо к плечу, соединенному с измерительным. электродом при длине компенсацион.ного электрода, большей длинй изме- ц рительного электрода. Охранные электроды 3 подключаются между образцовыми сопротивлениями 10 и 11 измерительного моста переменного тока и имеют одинаковые потенциалы. В питающую диагональ моста, между образцовымн сопротивлениями 10 и 11, подключен генератор 12 рабочей частоты.

В измерительную диагональ моста включен фазочувствительный индикатор 13.

Устройство работает следующим образом.

При помещении в преобразователь измеряемой жилы 8 происходит преобразованне емкостей, образованных измерительным 1 и компенсационным,2 электродами и токоведущим проводником жилы 8 и распределенных на длинах, соответствующих длинам измерительного и компенсационного электродов, в сосредоточенные значения, мЕньшее из которых вычитается из болыаего посредством измерительного моста переменного тока н фиксируется фазочувствительным индикатором

13, настроенным так, что он реагирует только,на изменения емксстной составляющей разности токов плеч моста. Одновременно происходит вычитание н собственных проводимостей измерительного 1 и компенсационного

2 электродов. Поскольку величины этих проводимостей равны, то разность токов, вызванных собственными проводимостями, всегда равна нулю.

Предлагаемое устройство исключает погрешности от собственной проводн мости преобразователя, присущие известным устройствам этого типа, причем исключаются как систематические, так и случайные составляющие погрешности, Величина собственной проводимос,ти преобразователя не зависит от длины измерительного электрода, а определяется внутренним диаметром электродов, длинами охранных электродов и расстояниями между охранными электродами и прилегающими к ним торцами преобразователя. Существенное увеличение длин охранных электродов и расстояний от охранных электродов до торцов преобразователя хотя и снижает собственную проводимость, но делает преобразователь громоздким и неудобчым в эксплуатации. Введечие же компенсационного электрода, собственная проводимость которого также не зависит от его длины, позволяет при незначительном увеличении общей длины преббразователя полностью скомпенсировать его собственную проводимость.

Диаметр компенсационного электрода выбирается равным диаметру измерительного электрода. Компенсация собственной проводимости преобразователя возможна и при различных диаметрах измерительного и компенса737843 ционного электродов, необходимо только соответствующее различие в длине охранного электрода и расстояния до торца преобразователя, прилегающих к измерительному и компенсационному электродам. Однако в этом случае преобразователь становится не5 удобным для эксплуатации: затрудняется заправка жилы, на стыке электродов скапливается грязь;

Изоляционные промежутки между электродами выполняются длиной, меньшей диаметра электродов. Это необходимо для получения равномерного поля вблизи измерительного и компенсационных электродов.

Измерительный электрод может иметь 35 длину как большую, так и меньшую длины компенсационного электрода, а внутренний диаметр этих электродоВ, длины охранных электродов и расстояния от охранных электродов до приле- 2О гающих к ним торцов преобразователя должны быть одинаковыми. При этом происходит взаимная компенсация собственных проводимостей, равных друг другу как для измерительного, так и для компенсационного электродов, а емкость жилы для провода измеряется на длине, равной разности эффективных длин измерительного и компенсационного электродов.

При изготовлении преобразователя возможны нарушения равенства внутренних измерительного и компенсационного электродов, равенства расстояний между измерительным электродом и прилегающим K нему торцом преобразователя с одной стороны, а также между компенсационным электродом и прилегающим к нему торцом преобразователя с другой стороны.

Это обусловливает некоторую система- gp тическую составляющую погрешности от собственной проводимости преобразователя. Если в пределах длины . преобразователя флуктуирует удельная электрическая проводимость воды, а также изменяется диаметр измеряемой жилы, то возникает случайная составляющая погрешности. Для исключения этих погрешностей в преобразователе сохранены охранные электроды.

Введение компенсационного электрода и сохранение в конструкции преобразователя охранных электродов позволяет исключить как систематическую, так и случайную составляющие погрешнбсти от собственной проводимости преобразователя, вызванные изменениями удельной электрической

Ъ 1 I проводимости воды, ее уровня и температуры, изменениями диаметра измеряемой жилы и диэлектрической проницаемости-изоляции преобразователя, а также неточностями в изготовлении преобразователя.

Фсрмула изобретения

1. Устройство для измерения элек- трической емкости кабельных жил и проводов, содержащее измерительный мост переменного тока, в измерительную диагональ которого .включен фазочувствительный индикатор,и преобразователь, содержащий измерительный электрод, который охватывает измеряемую жилу и включен в одно из плеч измерительного моста переменного тока, охранные электроды, которые охватывайт измеряемую жилу, гальванически соединены с экраном и подключены к питающей диагонали. измерительного моста .переменного. тока, отличающееся тем, что, с целью искпючения погрешности измерения от собственной емкости преобразователя, оно снабжено компенса- ционным электродом, который охватывает измеряемую жилу и включен в пле чо измерительного моста переменного тока, противоположное плечу, в которое включен измерительный электрод.

2. Устройство по п.1, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что компенсационный электрод выполнен цилиндрическим с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру измерительного и охранных электродов.

3. Устройство по нп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е 6 я тем, что компенсационный электрод расположен между измерительным электродом и любым из охранных электродов соосно с измерительным и охранными электродами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 313176, кл. G 01 R 27/02, 1971.

2. GambriN R. D. Control ing

Extrusion of Foam Pfaktic om Wire, "ECectronices" 18, 1955, Р 4,р. 144. 737843

Заказ 2654/25

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 130 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Составитель И. Бахтина

Редактор Т. Рыбалова Техред М.Петко Корректор М, Пожо