СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения мест повреждения в электрических кабелях.

Известны способы определения места повреждения электрического кабеля, например [1], заключающийся в том, что, определив район повреждения, создают цепь постоянного тока через сопротивление утечки, имеющееся в месте повреждения кабеля, последовательно механически воздействуют на неоткопанный испытуемый кабель, в какую-либо исправную цепь или оболочку которого постоянно подают дополнительный испытательный сигнал переменной частоты, создают изменение величины постоянного тока, протекающего через сопротивление утечки в месте повреждения, по наведенному магнитному полю этого сигнала одновременно отыскивают трассу кабеля и контролируют временное изменение параметров дополнительного испытательного сигнала, которое вызывают изменением величины постоянного тока при механическом воздействии на поврежденное место кабеля, по временному изменению параметров дополнительного испытательного сигнала определяют место повреждения.

Устройство, реализующее описанный способ [2], содержит генератор, подключенный к цепи металлическая оболочка кабеля - земля, первый, второй, третий электрические контактные датчики, индукционный датчик, усилитель, акустический индикатор, схему компенсации, сумматор, преобразователь напряжения в частоту, переключатель, выход которого соединен с входом акустического индикатора, а вход подключен к одному из выходов усилителя и к выходу преобразователя напряжения в частоту, входом подключенного к другому выходу усилителя, выходы первого и второго электрических датчиков соединены соответственно с первым и вторым входами схемы компенсации, выход которой соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего электрического датчика, вход усилителя через переключатель подключен к выходу сумматора и к выходу индукционного датчика.

Описанное техническое решение не обладает достаточно высокой помехозащищенностью вследствие того, что сигнал не защищен от помех, создаваемых токами промышленной частоты, обусловленными наличием других кабелей, высоковольтных линий электропередач и т.д., а также катодной защитой трубопроводов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является техническое решение, представленное в [3]. Способ поиска трассы и определения места повреждения кабеля с защитой от помех, создаваемых гармониками токов промышленной частоты, заключается в следующем: генерируют сигнал тока определенной частоты, которую выбирают между частотами соседних гармоник тока промышленной частоты, подают этот сигнал в исследуемый электрический кабель, измеряют напряженность магнитного поля, наведенного током, преобразуют его и по изменению параметров сигнала определяют место повреждения, при этом помехи, создаваемые гармониками, отфильтровывают с помощью узкополосного активного фильтра, выполненного на искусственных индуктивностях - гираторах.

Устройство, реализующее описанный способ, содержит генератор и измеритель-индикатор, включающий усилитель, акустический индикатор, магнитную антенну, входной аттенюатор, преселектор, смеситель, гетеродин, узкополосный активный фильтр с использованием в нем гираторов в качестве искусственных индуктивностей, стрелочный индикатор, при этом выход магнитной антенны соединен с входом аттенюатора, его выход соединен с входом преселектора, выход которого соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, выход смесителя подключен к входу усилителя, выход которого соединен с входом узкополосного активного фильтра, выходом подключенного к стрелочному и акустическому индикатору; при этом генератор содержит задающий кварцевый генератор, делитель частоты, коммутатор, блок фильтров, усилитель мощности, узел согласования, блок питания, индикатор выхода, при этом задающий кварцевый генератор подключен к блоку питания, выход задающего генератора соединен с первым входом делителя частоты, второй вход которого подключен к блоку питания, первый, второй и третий выходы делителя частоты соединены с тремя входами коммутатора соответственно, четвертый вход которого подключен к блоку питания, выход коммутатора соединен с входом блока фильтров, выход которого соединен с первым входом усилителя мощности, второй вход которого подключен к блоку питания, выход усилителя мощности соединен с узлом согласования, первый выход которого соединен с индикатором выхода, а второй выход служит для подключению к кабелю.

Описанный способ позволяет повысить помехозащищенность сигнала за счет выбора фиксированных частот, оптимальных с точки зрения их расположения между гармониками токов промышленной частоты, и за счет применения высокоизбирательного фильтра промежуточной частоты, имеющего подавление сигнала не менее 60 дБ при отстройке ±25 Гц от центральной частоты фильтра.

Недостатком описанного технического решения является использование небольшого числа (2-3) фиксированных частот, которые если и являются оптимальными, то только для частоты сети, равной номинальному значению 50 Гц. Если же частота сети отличается от номинальной, то помехозащищенность сигнала при использовании данного способа значительно падает. Например, при допускаемой требованиями ГОСТ 13109-97 частоте сети 49,6 Гц частота 20-й гармоники уменьшится на 8 Гц, и уровень помехи от нее в фильтре промежуточной частоты возрастет, как показывает оценка, примерно в 20 раз. Кроме того, фиксированная частота может быть поражена помехой иного происхождения, нежели гармоника сети.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи создания способа определения места повреждения электрического кабеля и устройства для его осуществления, позволяющих повысить помехозащищенность приема полезного сигнала при изменениях помеховой обстановки вблизи проверяемого кабеля, в том числе, колебаниях частоты питающей сети.

Данная задача решается за счет того, что при определении места повреждения электрического кабеля, включающем генерацию тока определенной частоты, подачу сигнала в электрический кабель, измерение напряженности магнитного поля, наведенного током, преобразование сигнала, определение места повреждения по изменению параметров сигнала, предварительно вблизи отключенного (поврежденного) кабеля измеряют уровни сигналов помех на различных частотах и выбирают несколько частот с минимальным уровнем помех, затем поочередно или одновременно подают в кабель сигналы тока выбранных частот, выбирают среди них частоту с наибольшим уровнем принимаемого сигнала и осуществляют поиск повреждения при подаче в кабель сигнала тока выбранной частоты, а помехи отфильтровывают с помощью узкополосного фильтра с центральной частотой, расположенной ниже диапазона используемых частот и кратной половине частоты сети. При этом для решения указанной задачи в устройстве для определения места повреждения электрического кабеля, содержащем индукционный приемник, включающий магнитную антенну, преселектор, усилитель, первый регулируемый усилитель, последовательно соединенные смеситель, фильтр промежуточной частоты и усилитель промежуточной частоты, стрелочный индикатор, акустический индикатор, и генератор тока, включающий коммутатор, генератор опорной частоты, делитель частоты, последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель тока, блок питания, стрелочный индикатор, в индукционный приемник введены синтезатор, первый и второй коммутаторы, второй регулируемый усилитель, блок управления, модулятор, фильтр нижних частот, детектор и усилитель сигнала частоты сети, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, вторым входом подключенного к выходу усилителя промежуточной частоты, а выходом соединенного с первым входом второго коммутатора и с входом детектора, выход которого через фильтр нижних частот подключен к стрелочному индикатору и к первому входу модулятора, выходом соединенного с вторым входом второго коммутатора, выход которого через второй регулируемый усилитель подключен к акустическому индикатору, а второй вход модулятора соединен с первым выходом блока управления, выходная шина которого подключена к входной шине преселектора, а второй выход соединен с входом синтезатора, выходная шина которого подключена к входной шине смесителя, вход преселектора соединен с магнитной антенной, а выход через усилитель подключен к входу первого регулируемого усилителя, выход которого соединен с входом смесителя и с входом усилителя сигнала частоты сети, а в состав генератора тока введены первый, второй и третий декадные переключатели частоты, блок переключения режимов, блок управления, счетчик адреса, постоянное запоминающее устройство, формирователь кода и цифроаналоговый преобразователь, причем выходные шины первого, второго и третьего декадных переключателей частоты соединены с первым, вторым и третьим входными шинами коммутатора, управляющая шина которого соединена с выходной шиной блока управления, входная шина которого подключена к выходной шине блока переключения режимов, выходная шина коммутатора соединена с входной шиной делителя частоты, имеющего переменный коэффициент деления, вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход соединен с входом счетчика адреса, выходной шиной подключенного к входной шине постоянного запоминающего устройства, а выходом соединенного с первым входом формирователя кода, второй вход которого соединен с выходом блока управления, входная шина подключена к выходной шине постоянного запоминающего устройства, а выходная шина - к входной шине цифроаналогового преобразователя, выходом подключенного к входу фильтра нижних частот, стрелочный индикатор подключен к выходу усилителя тока, вторым входом соединенного с выходом блока питания; при этом блок управления содержит генератор опорной частоты, ПЗУ, первый, второй, третий и четвертый двоично-десятичные кодовые переключатели, выходные шины которых соединены с разрядными входами первого, второго, третьего и четвертого двоично-десятичных реверсивных счетчиков соответственно, разрядными выходами подключенных к соответствующим входам многовходовой схемы ИЛИ, входные шины ПЗУ соединены с выходными шинами второго, третьего и четвертого двоично-десятичных кодовых переключателей соответственно, а выходная шина подключена к входной шине преобразователя параллельного кода в последовательный, выходной шиной соединенного с входной шиной преселектора, выход многовходовой схемы ИЛИ соединен с первым входом линии задержки, выход которой подключен к входам записи первого, второго, третьего и четвертого двоично-десятичных реверсивных счетчиков и к одному из входов фазового компаратора, выходом подключенного через фильтр нижних частот к входу генератора, управляемого напряжением, выход которого соединен с входом синтезатора, с вторым входом линии задержки и с входом вычитания первого реверсивного счетчика, выход заема которого соединен с входом вычитания второго реверсивного счетчика, выходы заема второго и третьего реверсивных счетчиков подключены к входам вычитания третьего и четвертого реверсивных счетчиков соответственно, выход генератора опорной частоты соединен с входом формирователя частоты тона и через делитель частоты - с вторым входом фазового компаратора, выход формирователя частоты тона соединен с входом модулятора, а синтезатор содержит двоичный счетчик, счетный вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а разрядные выходы подключены к входной шине ПЗУ отсчетов синуса, выходной шиной соединенного с входной шиной смесителя, который выполнен в виде перемножающего цифроаналогового преобразователя.

Описанная реализация способа определения места повреждения электрического кабеля и устройства для его осуществления позволяет повысить помехозащищенность приема сигнала при поиске повреждения практически при любых изменениях помеховой обстановки в районе поиска повреждения кабеля, в том числе, колебаниях частоты сети, что позволяет значительно снизить мощность генератора тока и, как следствие, уменьшить габариты устройства. Кроме того, данное техническое решение позволяет использовать предлагаемое устройство в комплексе с техническими средствами других изготовителей.

При проведении информационного поиска решения, аналогичного предлагаемому, обнаружено не было, что доказывает новизну заявляемого технического решения. Описанный технический результат достигается за счет предварительного анализа помеховой обстановки вблизи проверяемого кабеля путем измерения уровня помех всечастотным индукционным приемником, выбора нескольких частот с минимальным уровнем помех, программирования всечастотного генератора тока на выбранные частоты, измерения уровня сигнала от проверяемого кабеля на всех выбранных частотах, выбора частоты с наибольшей амплитудой принимаемого сигнала, и осуществления поиска места повреждения на выбранной частоте сигнала одним из известных методов [4]. Именно эти признаки содержатся в отличительной части независимых пунктов формулы изобретения.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где приведена блок-схема поискового комплекса, реализующего предлагаемый способ: на фиг. 1 представлена блок-схема индукционного приемника, на фиг.2 - блок-схема генератора тока, на фиг.3 приведен пример варианта практической реализации блока управления и синтезатора приемника.

Поисковый комплекс, реализующий предлагаемый способ поиска места повреждения электрического кабеля, состоит из индукционного приемника 1 и генератора тока 2.

Индукционный приемник 1 (см.фиг.1) содержит магнитную антенну 3, подключенную к первому входу преселектора 4, усилитель 5, вход которого соединен с выходом преселектора 4, а выход подключен к входу первого регулируемого усилителя 6, выходом соединенного с входом усилителя 7 сигнала частоты сети и с входом смесителя 8, входная шина которого подключена к выходной шине синтезатора 9, вход которого соединен с вторым выходом блока управления 10, состоящего из последовательно соединенных схемы управления 11 и панели управления 12, выходной шиной подключенного к входной шине преселектора 4, выход смесителя 8 через последовательно соединенные фильтр 13 промежуточной частоты и усилитель 14 сигнала промежуточной частоты подключен к первому входу первого коммутатора 15, второй вход которого соединен с выходом усилителя 7 сигнала частоты сети, выход первого коммутатора 15 подключен к первому входу второго коммутатора 16 и к входу детектора 17, выход которого через фильтр 18 нижних частот подключен к стрелочному индикатору 19 и к первому входу модулятора 20, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления 10, а выход модулятора 20 подключен к второму входу второго коммутатора 16, выход которого через второй регулируемый усилитель 21 соединен с акустическим индикатором 22.

Индукционный приемник 1 может быть настроен на прием сигнала любой частоты в диапазоне от 400 до 9999 Гц с дискретностью перестройки по частоте 1 Гц, а также на частоту 50 Гц.

Генератор тока 2 (см.фиг.2) содержит панель управления, включающую первый 23 второй 24 и третий 25 декадные переключатели частоты и блок 26 переключения режимов, формирователь сигналов, включающий коммутатор 27, первая, вторая и третья входные шины которого соединены соответственно с выходными шинами первого 23, второго 24 и третьего 25 декадных переключателей частоты, блок управления 28, входной шиной подключенный к выходной шине блока 26 переключения режимов, а выходной шиной - к управляющей шине коммутатора 27, делитель частоты 29 с переменным коэффициентом деления, входная шина которого соединена с выходной шиной коммутатора 27, вход подключен к выходу генератора 30 сигнала опорной частоты, а выход - к входу счетчика 31 адреса, выходная шина которого соединена с входной шиной ПЗУ 32, а выход - с одним из входов формирователя 33 кода, входная шина которого соединена с выходной шиной ПЗУ 32, другой вход соединен с выходом блока управления 28, а выходная шина подключена к входной шине цифроаналогового преобразователя 34, и силовой блок, состоящий из фильтра 35 нижних частот, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 34, усилителя 36 тока, первым входом подключенного к выходу фильтра 35 нижних частот, и блока питания 37, выходом подключенного к второму входу усилителя 36 тока, выход которого подключен к стрелочному индикатору 38 и является выходом генератора тока 2.

Блок управления 10 может быть реализован, например, как показано на фиг. 3 и содержит схему управления 11 и панель управления 12, состоящую из двоично-десятичных кодовых переключателей 39, 40, 41, 42, выходные шины которых соединены с разрядными входами соответствующих двоично-десятичных реверсивных счетчиков 43, 44, 45, 46 схемы управления 11, разрядными выходами подключенных к соответствующим входам многовходовой схемы 47 ИЛИ, выходные шины двоично-десятичных кодовых переключателей 40, 41, 42 соединены с соответствующими входными шинами ПЗУ 48, выходная шина которого подключена к входной шине преобразователя 49 параллельного кода в последовательный, выходной шиной соединенного с входной шиной преселектора 4, выход многовходовой схемы 47 ИЛИ соединен с первым входом линии задержки 50, выход которой подключен к входам записи двоично-десятичных реверсивных счетчиков 43, 44, 45, 46 и к первому входу фазового компаратора 51, выходом подключенного через фильтр 52 нижних частот к входу генератора 53 управляемого напряжением (ГУН), выход которого соединен с входом синтезатора 9, с вторым входом линии задержки 50 и с входом вычитания реверсивного счетчика 43, выход заема которого соединен с входом вычитания реверсивного счетчика 44, выходы заема реверсивных счетчиков 44, 45 подключены к входам вычитания реверсивных счетчиков 45, 46 соответственно, второй вход фазового компаратора 51 через делитель частоты 54, а вход формирователя 55 частоты тона непосредственно соединены с выходом генератора 56 опорной частоты, выход формирователя 55 частоты тона соединен с входом модулятора 20.

Синтезатор 9 (см. фиг.3) содержит двоичный счетчик 57, счетный вход которого соединен с вторым выходом блока 10 управления, а выходная шина подключена к входной шине ПЗУ 58 отсчетов синуса, выходная шина которого соединена с входной шиной смесителя 8.

Генератор тока 2 выполнен таким образом, что может генерировать сигналы в диапазоне от 45 до 9999 Гц с дискретностью 1 Гц в непрерывном или импульсном режиме, либо поочередно сигналы всех выбранных частот в режиме их автоматического переключения. Период повторения импульсов (либо переключения с частоты на частоту) может регулироваться в диапазоне от 0,4 до 1,6 секунды. При этом включение и выключение сигнала в импульсном режиме, а также переключение с одной частоты на другую осуществляется в моменты перехода сигнала через нулевое значение.

Предлагаемый способ с помощью описанного устройства реализуется следующим образом.

Предварительно вблизи отключенного кабеля измеряют уровни сигналов помех на различных частотах. Диапазон частот выбирается произвольно, как правило, он определяется свойствами и типом исследуемого кабеля. При этом с помощью панели управления 12 индукционного приемника 1 последовательно задают несколько значений частоты и на каждой частоте определяют уровень сигнала помехи, который фиксируют с помощью стрелочного индикатора 19 и одновременно с помощью акустического индикатора 22. Затем по полученным измерениям выбирают несколько частот, на которых уровень помех является минимальным. Как правило, бывает достаточно трех значений частоты. С помощью генератора тока 2 поочередно генерируют сигналы тока выбранных частот и подают их в проверяемый кабель. С помощью антенны 3 индукционного приемника 1 осуществляют прием сигналов с проверяемого кабеля на каждой из выбранных частот. Уровни принимаемых сигналов фиксируют с помощью стрелочного индикатора 19 и акустического индикатора 22. Из полученных сигналов выбирают сигнал той частоты, на которой значение ответного сигнала является максимальным. После этого с помощью генератора тока 2 генерируют сигнал выбранной частоты и подают его в проверяемый кабель. Поиск места повреждения кабеля осуществляют любым из известных методов [4].

Помехи отфильтровывают с помощью узкополосного фильтра 13 с центральной частотой, расположенной ниже диапазона используемых частот и кратной половине частоты сети.

Устройство, реализующее предлагаемый способ определения места повреждения электрического кабеля, работает следующим образом.

После предварительного выбора значений частоты, например трех, на которых уровень помех является наименьшим, с помощью декадных переключателей 23, 24, 25 генератора тока 2 задаются коды выбранных частот. Кодовые сигналы с выходов декадных переключателей частоты 23, 24, 25 поступают на входы коммутатора 27, на выходе которого появляется либо код одной из трех выбранных частот, либо поочередно коды всех трех частот (в режиме автоматического переключения частот). Режим работы коммутатора 27 и период повторения кодов частоты при циклической работе генератора тока 2 задает блок управления 28 в зависимости от заданного режима работы блока 26 переключения режимов. Режим работы блока 26 переключения режимов задается с помощью двух переключателей, один из которых выбирает номер рабочей частоты, либо режим автоматического переключения частот, а второй - выбирает длительность импульса при импульсном режиме работы на одной частоте, либо непрерывный режим, а при автоматическом переключении частот - время переключения с одной частоты на другую.

Выходной код коммутатора 27 поступает на вход делителя 29 частоты с переменным коэффициентом деления и задает коэффициент деления частоты сигнала, формируемого кварцевым генератором 30 опорной частоты. На выходе делителя 29 частоты с переменным коэффициентом деления, выполненного на основе пересчетных декад [5], формируется сигнал частоты дискретизации, который поступает на вход шестиразрядного счетчика 31 адреса. Выходной код четырех младших разрядов счетчика адреса 31 является адресом для ПЗУ 32, в котором хранятся коды отсчетов первой четверти периода функции синуса. Окончательное формирование кодов сигнала с учетом привязки моментов манипуляции частоты или амплитуды сигнала (в импульсном режиме работы) к моментам перехода сигнала через ноль осуществляет формирователь 33 кода, на выходе которого появляется цифровой синусоидальный сигнал, имеющий 64 отсчета за период. Этот сигнал поступает на вход цифроаналогового преобразователя 34, который преобразует его в сигнал напряжения. Частота сигнала изменяется пропорционально изменению частоты дискретизации. Выходной сигнал цифроаналогового преобразователя 34 поступает на вход фильтра 35 нижних частот, который служит для устранения отображений спектра сигнала вблизи значения частоты дискретизации и ее гармоник. С выхода фильтра 35 нижних частот сигнал через усилитель 36 тока подается в проверяемый кабель. Блок питания 37, подключенный к усилителю 36 тока, автоматически повышает (до необходимых пределов) напряжение питания усилителя 36 при увеличении сопротивления нагрузки.

Сигнал, поступающий в кабель с выхода генератора тока 2, наводит вокруг кабеля магнитное поле, которое воспринимается магнитной антенной 3 индукционного приемника 1. Выходной сигнал магнитной антенны 3 поступает на вход преселектора 4, который автоматически, в зависимости от значения выбранной частоты, настраивается на одну из 16 полос в пределах рабочего диапазона частот индукционного приемника 1 в интервале от 400 до 9999 Гц. Затухание сигнала за пределами каждой полосы возрастает на 12 дБ на октаву. Настройка преселектора 4 осуществляется сигналом с блока управления 10. Семнадцатая полоса преселектора 4 настроена на частоту 50 Гц и используется при поиске трассы подключенных кабелей. Выходной сигнал преселектора 4 усиливается усилителем 5, имеющим низкое выходное сопротивление, и подается на вход регулируемого усилителя 6. Усиленный сигнал с выхода регулируемого усилителя 6 поступает на аналоговый вход смесителя 8, в качестве которого используется перемножающий цифроаналоговый преобразователь, на цифровой вход которого подаются коды отсчетов синусоидального сигнала частоты, значение которой равно (F+fпч), где F - частота сигнала, на которую настроен приемник, fпч - центральная частота фильтра 13 промежуточной частоты. В описываемом приемнике fпч = 25 Гц. Фильтр 13 промежуточной частоты представляет собой активный RС-фильтр, имеет полосу пропускания 5 Гц и затухание не менее 50 дБ при отстройке ±25 Гц от центральной частоты.

Выходной сигнал фильтра 13 промежуточной частоты усиливается усилителем 14 промежуточной частоты и через коммутатор 15 поступает на вход детектора 17 и далее на вход фильтра 18 нижних частот, который сглаживает пульсации выходного сигнала детектора 17, подаваемого на стрелочный индикатор 19, показывающий уровень принимаемого сигнала, а также на вход модулятора 20, на второй вход которого подается сигнал звуковой частоты с выхода блока управления 10, предназначенный для воспроизведения акустическим индикатором 22. Уровень выходного сигнала модулятора 20 пропорционален уровню принимаемого сигнала. Выходной сигнал модулятора 20 через второй коммутатор 16 подается на вход второго регулируемого усилителя 21, коэффициент усиления которого определяет громкость звучания сигнала, и с его выхода - на акустический индикатор 22. В качестве акустического индикатора могут быть использованы, например, головные телефоны.

В режиме поиска трассы подключенного (действующего) кабеля сигнал от магнитной антенны 3, настроенной на частоту 50 Гц, с выхода первого регулируемого усилителя 6 поступает на вход усилителя 7 сигнала частоты сети, а затем через первый коммутатор 15 поступает на вход детектора 17 и далее на вход фильтра 18 нижних частот, который сглаживает пульсации выходного сигнала детектора 17, подаваемого на стрелочный индикатор 19, показывающий уровень принимаемого сигнала. Одновременно выходной сигнал усилителя 7 сигнала частоты сети через второй 16 коммутатор поступает на вход второго регулируемого усилителя 21 и с его выхода - на акустический индикатор 22.

Формирование цифровых кодов отсчетов синусоидального сигнала, поступающих на смеситель 8, и сигналов управления преселектором 4 осуществляется синтезатором 9 и блоком управления 10 следующим образом.

Частота F настройки индукционного приемника 1 задается с панели управления 12 с помощью двоично-десятичных кодовых переключателей 39, 40, 41, 42, отвечающих соответственно за разряды единиц, десятков, сотен и тысяч герц. С выходов двоично-десятичных кодовых переключателей 39, 40, 41, 42 кодовые сигналы, соответствующие значению частоты F, подаются на разрядные входы двоично-десятичных реверсивных счетчиков 43, 44, 45, 46, задавая тем самым коэффициент деления, равный F, последовательно соединенных реверсивных счетчиков 43, 44, 45, 46, работающих на вычитание. Генератор 56 (с кварцевой стабилизацией) генерирует сигнал опорной частоты, равной например, (для данного конкретного приемника), 32768 Гц, поступающий на вход делителя частоты 54, на выходе которого появляется сигнал, имеющий частоту 64 Гц, который подается на вход фазового компаратора 51. На другой вход фазового компаратора 51 поступает сигнал с выхода линии задержки 50, осуществляющей в данном конкретном случае задержку сигнала на 25 тактов. Выходной сигнал фазового компаратора 51 через фильтр 52 нижних частот поступает на вход генератора 53, управляемого напряжением, выходной сигнал которого поступает на второй вход линии задержки 50 и на вход вычитания реверсивного счетчика 43. Таким образом блок управления 10 осуществляет фазовую автоподстройку частоты с дискретностью перестройки, равной 64 Гц. При этом выходной сигнал генератора 53, являющийся выходным сигналом блока управления 10, равен в данном конкретном случае б4•(F+25)Гц, где:
F - выбранная частота настройки индукционного приемника 1;
25 Гц - смещение частоты на номинальное значение промежуточной частоты;
64 Гц - частота сравнения фазового компаратора 51.

Частота выходного сигнала ГУН 53 является частотой дискретизации для синтезатора 9. Сигнал с выхода ГУН 53 поступает на вход двоичного счетчика 57, являющийся входом синтезатора 9. Сигналы с разрядных выходов двоичного счетчика 57 подаются на входы ПЗУ 58 отсчетов синуса, на выходах которого формируются сигналы, являющиеся кодами отсчетов одного периода функции синуса. Частота получаемой цифровой синусоиды в 64 раза меньше частоты дискретизации и, таким образом, дискретность перестройки по частоте выходного сигнала цифрового синтезатора 9 составляет 1 Гц, а диапазон перестройки равен 1 - 9999 Гц. Выходной сигнал синтезатора 9 поступает на цифровой вход смесителя 8, в качестве которого использован перемножающий ЦАП.

Одновременно блок управления 10 формирует управляющий сигнал, поступающий на шину управления преселектора 4. При этом выходные коды двоично-десятичных кодовых переключателей 40, 41, 42, устанавливающих разряды десятков, сотен и тысяч Гц частоты настройки индукционного приемника 1, поступают на соответствующие адресные входы ПЗУ 48, в котором записаны коды управления коммутаторами преселектора 4. В зависимости от значения частоты F ПЗУ 48 выдает соответствующий код управления на входную шину преобразователя 49 параллельного кода в последовательный, который выдает сигнал управления, поступающий на входную шину преселектора 4, настраивая последний на необходимый частотный диапазон.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить помехозащищенность принимаемого сигнала, гибко реагировать на изменение помеховой обстановки, вызванное в том числе изменением реальной частоты сети, дает возможность резко снизить требуемую мощность генератора тока. Кроме того, предлагаемый способ определения места повреждения кабеля позволяет использовать предлагаемые технические средства совместно с техническими средствами, выпускаемыми другими изготовителями.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1707579, кл. G 01 R 31/08, 1990.

2. Авторское свидетельство СССР 1707578, кл. G 01 R 31/08, 1989.

3. Патент РФ 2046363, кл. G 01 R 31/08, 1995.

4. Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. - М.: Энергоиздат, 1982.

5. Валиков В. В. Пересчетная декада с дробным переменным коэффициентом деления. - Приборы и техника эксперимента, 1986, 1, с.81.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения в электрическом кабеле. Предлагается способ определения места повреждения в электрическом кабеле, согласно которому предварительно измеряют напряженность магнитного поля помех вблизи отключенного поврежденного кабеля на различных частотах, выбирают несколько частот с наименьшим уровнем помех, затем подают в электрический кабель поочередно сигналы тока выбранных частот и измеряют напряженность магнитного поля на этих частотах, выбирают частоту с наибольшим уровнем сигнала и на этой частоте осуществляют поиск места повреждения любым из известных методов. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит индукционный приемник с магнитной антенной, настраиваемый на любую частоту звукового диапазона, и генератор тока, позволяющий поочередно генерировать сигналы тока всех выбранных частот либо одной из этих частот. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить помехозащищенность выходного сигнала устройства практически при любых изменениях помеховой обстановки в районе поиска повреждения кабеля, в том числе колебаниях частоты сети, что позволяет значительно снизить мощность генератора тока и, как следствие, уменьшить габариты устройства. Это является техническим результатом. Кроме того, данное техническое решение позволяет использовать предлагаемое устройство в комплексе с техническими средствами других изготовителей. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ определения места повреждения электрического кабеля, включающий генерацию тока определенной частоты, подачу сигнала в электрический кабель, измерение напряженности магнитного поля, наведенного током, преобразование сигнала, определение места повреждения по изменению параметров сигнала, отличающийся тем, что предварительно вблизи отключенного кабеля измеряют уровни сигналов помех на различных частотах и выбирают несколько частот с минимальным уровнем помех, затем поочередно или одновременно подают в кабель сигналы тока выбранных частот, выбирают среди них частоту с наибольшим уровнем принимаемого сигнала и осуществляют поиск повреждения по сигналу тока выбранной частоты, а помехи отфильтровывают с помощью узкополосного фильтра с центральной частотой, расположенной ниже диапазона используемых частот и кратной половине частоты сети. 2. Устройство для определения места повреждения электрического кабеля, содержащее индукционный приемник, включающий магнитную антенну, преселектор, усилитель, первый регулируемый усилитель, последовательно соединенные смеситель, фильтр промежуточной частоты и усилитель промежуточной частоты, стрелочный индикатор, акустический индикатор, и генератор тока, включающий коммутатор, генератор опорной частоты, делитель частоты, последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель тока, блок питания, стрелочный индикатор, отличающееся тем, что в индукционный приемник введены синтезатор, первый и второй коммутаторы, второй регулируемый усилитель, блок управления, модулятор, фильтр нижних частот, детектор и усилитель сигнала частоты сети, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора, первым входом подключенного к выходу усилителя промежуточной частоты, а выходом соединенного с первым входом второго коммутатора и с входом детектора, выход которого через фильтр нижних частот подключен к стрелочному индикатору и к первому входу модулятора, выходом соединенного с вторым входом второго коммутатора, выход которого через второй регулируемый усилитель подключен к акустическому индикатору, а второй вход модулятора соединен с первым выходом блока управления, выходная шина которого подключена к входной шине преселектора, а второй выход соединен с входом синтезатора, выходная шина которого подключена к входной шине смесителя, вход преселектора соединен с магнитной антенной, а выход через усилитель подключен к входу первого регулируемого усилителя, выход которого соединен с входом смесителя и с входом усилителя сигнала частоты сети, а в состав генератора тока введены первый, второй и третий декадные переключатели частоты, блок переключения режимов, блок управления, счетчик адреса, постоянное запоминающее устройство, формирователь кода и цифроаналоговый преобразователь, причем выходные шины первого, второго и третьего декадных переключателей частоты соединены с первым, вторым и третьим входными шинами коммутатора, управляющая шина которого соединена с выходной шиной блока управления, входная шина которого подключена к выходной шине блока переключения режимов, выходная шина коммутатора соединена с входной шиной делителя частоты, имеющего переменный коэффициент деления, вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход соединен с входом счетчика адреса, выходной шиной подключенного к входной шине постоянного запоминающего устройства, а выходом соединенного с первым входом формирователя кода, второй вход которого соединен с выходом блока управления, входная шина подключена к выходной шине постоянного запоминающего устройства, а выходная шина - к входной шине цифроаналогового преобразователя, выходом подключенного к входу фильтра нижних частот, стрелочный индикатор подключен к выходу усилителя тока, вторым входом соединенного с выходом блока питания. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок управления содержит генератор опорной частоты, ПЗУ, первый, второй, третий и четвертый двоично-десятичные кодовые переключатели, выходные шины которых соединены с разрядными входами первого, второго, третьего и четвертого двоично-десятичных реверсивных счетчиков соответственно, разрядными выходами подключенных к соответствующим входам многовходовой схемы ИЛИ, входные шины ПЗУ соединены с выходными шинами второго, третьего и четвертого двоично-десятичных кодовых переключателей соответственно, а выходная шина подключена к входной шине преобразователя параллельного кода в последовательный, выходной шиной соединенного с входной шиной преселектора, выход многовходовой схемы ИЛИ соединен с первым входом линии задержки, выход которой подключен к входам записи первого, второго, третьего и четвертого двоично-десятичных реверсивных счетчиков и к первому входу фазового компаратора, выходом подключенного через фильтр нижних частот к входу генератора, управляемого напряжением, выход которого соединен с входом синтезатора, с вторым входом линии задержки и с входом вычитания первого реверсивного счетчика, выход заема которого соединен с входом вычитания второго реверсивного счетчика, выходы заема второго и третьего реверсивных счетчиков подключены к входам вычитания третьего и четвертого реверсивных счетчиков соответственно, выход генератора опорной частоты соединен с входом формирователя частоты тона и через делитель частоты с вторым входом фазового компаратора, выход формирователя частоты тона соединен с входом модулятора. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что синтезатор содержит двоичный счетчик, счетный вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а разрядные выходы подключены к входной шине ПЗУ отсчетов синуса, выходной шиной соединенного с входной шиной смесителя. 5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что смеситель выполнен в виде перемножающего цифроаналогового преобразователя.