Автономное устройство для определения места повреждения кабеля Российский патент 2020 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения мест повреждения в кабельных линиях электропередачи и связи.

Известно устройство для определения места повреждения кабеля (пат. РФ №2650081, авторы Кашин Я.М., Кириллов Г.А., Варенов А.Б.), содержащее импульсный измеритель, радиотелефон, источник радиоактивного излучения, установленный в центре свинцового контейнера в расположенном по его оси симметрии вертикальном канале, при этом в нижней части свинцового контейнера установлено затворное устройство, состоящее из свинцовой крышки, по центру которой выполнен вертикальный узконаправленный выходной канал, расположенный на одной оси с вертикальным каналом свинцового контейнера, и установленного внутри свинцовой крышки свинцового затвора с вертикальным проходным каналом, смещенным относительно оси симметрии свинцового контейнера влево, прижимаемого к нижней части свинцового контейнера прижимными пружинами с шариками и имеющего возможность плавно перемещаться вдоль нее до полного совмещения проходного канала свинцового затвора с вертикальным каналом свинцового контейнера и вертикальным узконаправленным выходным каналом свинцовой крышки по оси симметрии свинцового контейнера, при этом свинцовый затвор своей правой торцевой частью упруго связан со свинцовой крышкой распорной пружиной, при этом на левой наружной стороне свинцового контейнера закреплен блок автономного управления, состоящий из реле времени, кнопки включения реле времени и аккумуляторной батареи, а к левой внутренней стороне свинцовой крышки жестко прикреплен выталкивающий электромагнит, состоящий из радиационностойкой обмотки, подключенной к выходу реле времени, и стального стержня-якоря, жестко прикрепленного к левой стороне свинцового затвора, а в нижней правой части свинцовой крышки установлен упор, расстояние от которого до оси симметрии вертикального канала свинцового контейнера выполнено равным расстоянию от оси симметрии вертикального проходного канала до правого края свинцового затвора.

Недостатком известного из пат. РФ №2650081 устройства является высокая вероятность установки этого устройства не точно над осью трассы кабеля в зоне его повреждения.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятым авторами за прототип является устройство для определения места повреждения кабеля (пат. РФ №2698939, авторы Кашин Я.М., Кириллов Г.А., Шаршак А.А.), содержащее импульсный измеритель, радиотелефон, источник радиоактивного излучения, установленный в центре свинцового контейнера в расположенном по его оси симметрии вертикальном канале, при этом в нижней части свинцового контейнера установлен затворный механизм, состоящий из свинцовой крышки, по центру которой выполнен вертикальный узконаправленный выходной канал, расположенный на одной оси с вертикальным каналом свинцового контейнера, и установленного внутри свинцовой крышки свинцового затвора с вертикальным проходным каналом, смещенным относительно оси симметрии свинцового контейнера влево, прижимаемого к нижней части свинцового контейнера прижимными пружинами с шариками и имеющего возможность плавно перемещаться вдоль нее до полного совмещения вертикального проходного канала свинцового затвора с вертикальным каналом свинцового контейнера и вертикальным узконаправленным выходным каналом свинцовой крышки по оси симметрии свинцового контейнера, при этом свинцовый затвор своей правой торцевой частью упруго связан со свинцовой крышкой распорной пружиной, к левой внутренней стороне свинцовой крышки жестко прикреплен выталкивающий электромагнит, состоящий из радиационностойкой обмотки и стального стержня-якоря, жестко прикрепленного к левой стороне свинцового затвора, а в нижней правой части свинцовой крышки установлен упор, расстояние от которого до оси симметрии вертикального канала свинцового контейнера выполнено равным расстоянию от оси симметрии вертикального проходного канала до правого края свинцового затвора, при этом на наружной стороне свинцового контейнера закреплен блок автономного управления, содержащий аккумуляторную батарею, при этом устройство дополнительно оборудовано блоком дистанционного управления с кнопками дистанционного управления «Старт», «Стоп», «Затвор», «Вперед», «Назад», «Влево», «Вправо», а свинцовый контейнер выполнен с зацепами, установлен на управляемом посредством блока дистанционного управления шасси, содержащем несущую раму, ведущие колеса, рулевые колеса, блок рулевого управления, электропривод ведущих колес, два домкрата, удерживающую раму, выполненную с возможностью вертикального перемещения посредством двух домкратов и с симметрично расположенными боковыми выступами, внутри которых нарезается внутренняя резьба, свинцовый контейнер жестко закреплен в удерживающей раме посредством зацепов, блок автономного управления дополнительно содержит красную сигнальную лампу и зеленую сигнальную лампу, установленные в верхней его части, и электронный блок, при этом на упоре со стороны свинцового затвора установлен сигнальный концевой микровыключатель, в нижней наружной части свинцовой крышки установлен нижний концевой выключатель, а в нижней внутренней части свинцовой крышки слева от вертикального узконаправленного выходного канала свинцовой крышки установлен сигнальный промежуточный микровыключатель, расстояние от правого края которого до левого края вертикального канала свинцового контейнера выполнено равным расстоянию от левого края свинцового затвора до правого края вертикального проходного канала. Каждый домкрат устройства содержит электродвигатель, вал домкрата с внешней подъемной резьбой, два концевых выключателя крайнего верхнего и два концевых выключателя крайнего нижнего положений удерживающей рамы, при этом вал каждого электродвигателя связан с валом соответствующего домкрата посредством червячной передачи, состоящей из червяка, нарезанного на валу электродвигателя, и червячного колеса, жестко закрепленного на валу домкрата, опирающегося на радиально-упорные подшипники, а удерживающая рама связана с валом домкрата посредством внутренней резьбы, нарезанной в ее боковых выступах, и внешней подъемной резьбы, нарезанной на валу домкрата.

Недостатком этого устройства также является высокая вероятность отклонения траектории движения устройства для определения места повреждения кабеля от трассы кабеля в зоне его повреждения.

Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование устройства для определения места повреждения кабеля, позволяющее обеспечить улучшение его эксплуатационных характеристик.

Технический результат заявленного изобретения - минимизация отклонения устройства для определения места повреждения кабеля от трассы прохождения кабеля в зоне его повреждения.

Технический результат достигается тем, что в автономном устройстве для определения места повреждения кабеля, содержащем импульсный измеритель, радиотелефон, блок дистанционного управления, оборудованный кнопками дистанционного управления «Старт», «Стоп», «Затвор», «Вперед», «Назад», «Влево», «Вправо», источник радиоактивного излучения, установленный в центре свинцового контейнера в расположенном по его оси симметрии вертикальном канале, при этом в нижней части свинцового контейнера установлен затворный механизм, состоящий из свинцовой крышки, по центру которой выполнен вертикальный узконаправленный выходной канал, расположенный на одной оси с вертикальным каналом свинцового контейнера, и установленного внутри свинцовой крышки свинцового затвора с вертикальным проходным каналом, смещенным влево относительно оси симметрии свинцового контейнера, при этом свинцовый затвор прижат к нижней части свинцового контейнера прижимными пружинами с шариками и имеющего возможность плавно перемещаться вдоль нее до полного совмещения вертикального проходного канала свинцового затвора с вертикальным каналом свинцового контейнера и вертикальным узконаправленным выходным каналом свинцовой крышки по оси симметрии свинцового контейнера, при этом свинцовый затвор своей правой торцевой частью упруго связан со свинцовой крышкой распорной пружиной, к левой внутренней стороне свинцовой крышки жестко прикреплен выталкивающий электромагнит, состоящий из радиационностойкой обмотки и стального стержня-якоря, жестко прикрепленного к левой стороне свинцового затвора, а в нижней правой части свинцовой крышки установлен упор, расстояние от которого до оси симметрии вертикального канала свинцового контейнера выполнено равным расстоянию от оси симметрии вертикального проходного канала до правого края свинцового затвора, при этом свинцовый контейнер выполнен с зацепами и установлен на управляемом посредством блока дистанционного управления (БДУ) шасси, содержещем несущую раму, ведущие колеса, рулевые колеса, блок рулевого управления, электропривод ведущих колес, два домкрата и удерживающую раму, выполненную с симметрично расположенными боковыми выступами, внутри которых нарезана внутренняя резьба, и с возможностью вертикального перемещения посредством двух домкратов, при этом свинцовый контейнер жестко закреплен в удерживающей раме посредством зацепов, а на его наружной стороне закреплен блок автономного управления, содержащий аккумуляторную батарею, красную сигнальную лампу, зеленую сигнальную лампу и электронный блок, при этом на упоре со стороны свинцового затвора установлен сигнальный концевой микровыключатель, в нижней наружной части свинцовой крышки установлен нижний концевой выключатель, в нижней внутренней части свинцовой крышки слева от вертикального узконаправленного выходного канала свинцовой крышки установлен сигнальный промежуточный микровыключатель, расстояние от правого края которого до левого края вертикального канала свинцового контейнера выполнено равным расстоянию от левого края свинцового затвора до правого края вертикального проходного канала, а каждый домкрат содержит электродвигатель, вал домкрата с внешней подъемной резьбой, два концевых выключателя крайнего верхнего и два концевых выключателя крайнего нижнего положений удерживающей рамы, при этом вал каждого электродвигателя связан с валом соответствующего домкрата посредством червячной передачи, состоящей из червяка, нарезанного на валу электродвигателя, и червячного колеса, жестко закрепленного на валу домкрата, опирающегося на радиально-упорные подшипники, а удерживающая рама связана с валом каждого домкрата посредством внутренней резьбы, нарезанной в ее боковых выступах, и внешней подъемной резьбы, нарезанной на валу каждого домкрата, при этом в нижней части несущей рамы на равном расстоянии от рулевых колес устанавливают рамочную антенну, ось которой перпендикулярна поверхности земли, а блок рулевого управления содержит электродвигатель, на валу которого жестко закрепляют ведущую шестерню реечной передачи, при этом рулевые колеса соединяют между собой рулевой рейкой, связанной со ступицами рулевых колес посредством шарниров, в центральной верхней части которой жестко закрепляют зубчатую рейку реечной передачи, а в ее центральной нижней части жестко закрепляют потенциометр обратной связи, при этом блок автономного управления содержит элемент выдержки времени и сравнивающий блок, имеющее первый вход, соединенный с выходом рамочной антенны, и второй вход, соединенный с движком потенциометра обратной связи, а в корпусе реечной передачи устанавливают правый и левый концевые выключатели.

Улучшение эксплуатационных характеристик автономного устройства для определения места повреждения кабеля достигается минимизацией его отклонения от трассы прохождения кабеля в зоне его повреждения за счет того, что в нижней части несущей рамы на равном расстоянии от рулевых колес устанавливают рамочную антенну, а блок рулевого управления содержит электродвигатель, на валу которого жестко закрепляют ведущую шестерню реечной передачи, при этом рулевые колеса соединяют между собой рулевой рейкой, связанной со ступицами рулевых колес посредством шарниров, в центральной верхней части которой жестко закрепляют зубчатую рейку реечной передачи, а в ее центральной нижней части жестко закрепляют потенциометр обратной связи, при этом блок автономного управления содержит элемент выдержки времени и сравнивающий блок, имеющее первый вход, соединенный с выходом рамочной антенны, и второй вход, соединенный с движком потенциометра обратной связи, а в корпусе реечной передачи устанавливают правый и левый концевые выключатели.

Установка в нижней части несущей рамы на равном расстоянии от рулевых колес рамочной антенны, ось которой перпендикулярна поврехности земли, и соединение ее выхода с первым входом сравнивающего блока, жесткое закрепление на валу электродвигателя ведущей шестерни реечной передачи, соединение рулевых колес между собой рулевой рейкой, связанной со ступицами рулевых колес посредством шарниров, жесткое закрепление в центральной верхней части рулевой рейки зубчатой рейки реечной передачи, и установка в корпусе реечной передачи правого и левого концевых выключателей обеспечивают автономный возврат заявленного устройства к оси трассы кабеля в зоне его повреждения.

Соединение второго входа сравнивающего блока с движком потенциометра обратной связи минимизирует отклонение автономного устройства от трассы прохождения кабеля в зоне его повреждения

Элемент выдержки времени блока автономного управления не допускает включения электродвигателя при случайных кратковременных самоустраняющихся отклонениях автономного устройства от оси поврежденного кабеля, вызванных, например, неровностью земной поверхности, предотвращая колебательное перемещение устройства вдоль оси поврежденного кабеля.

Таким образом, совокупность предлагаемых признаков позволяет улучшить эксплуатационные характеристики предлагаемого автономного устройства по определению места повреждения кабеля за счет минимизации отклонения его от трассы прохождения кабеля в зоне его повреждения.

На фиг. 1 представлено предлагаемое автономное устройство для определения места повреждения кабеля с затворным устройством, установленным в исходное положение, на фиг. 2 - предлагаемое автономное устройство с поврежденным кабелем в момент воздействия на него радиоактивного γ-излучения и создания в изоляции кабеля искусственной волновой неоднородности, на фиг. 3 - схема соединения электронного блока с исполнительными механизмами, органами сигнализации и управления, на фиг. 4 - блок-схема автономного управления направлением движения автономного устройства, на фиг. 5 - реечная передача с рулевой рейкой, на фиг. 6 - распределение ЭДС и изменение фазы сигнала в рамке рамочной антенны, на фиг. 7 - график изменения ЭДС, наводимой в рамочной антенне (7а - рамочная антенна находится на оси трассы поврежденного кабеля, 7б - слева от нее, 7в - справа от нее).

Автономное устройство для определения места повреждения кабеля, содержит (фиг. 2): импульсный измеритель 40, радиотелефон 38, (фиг. 1, 2): блок дистанционного управления 39, оборудованный кнопками дистанционного управления «Старт», «Стоп», «Затвор», «Вперед», «Назад», «Влево», «Вправо», источник радиоактивного излучения 28, установленный в центре свинцового контейнера 30 в расположенном по его оси симметрии вертикальном канале 29. В нижней части свинцового контейнера 30 установлен затворный механизм, состоящий из свинцовой крышки 1, по центру которой выполнен вертикальный узконаправленный выходной канал 7, расположенный на одной оси с вертикальным каналом 29 свинцового контейнера 30, и установленного внутри свинцовой крышки 1 свинцового затвора 6 с вертикальным проходным каналом 9, смещенным влево относительно оси симметрии свинцового контейнера 30. Свинцовый затвор 6 прижат к нижней части свинцового контейнера 30 прижимными пружинами с шариками 5 и имеет возможность плавно перемещаться вдоль нее до полного совмещения вертикального проходного канала 9 свинцового затвора 6 с вертикальным каналом 29 свинцового контейнера 30 и вертикальным узконаправленным выходным каналом 7 свинцовой крышки 1 по оси симметрии свинцового контейнера 30. Свинцовый затвор 6 своей правой торцевой частью упруго связан со свинцовой крышкой 1 распорной пружиной 2. К левой внутренней стороне свинцовой крышки 1 жестко прикреплен выталкивающий электромагнит 12, состоящий из радиационностойкой обмотки 13 и стального стержня-якоря 11, жестко прикрепленного к левой стороне свинцового затвора 6. В нижней правой части свинцовой крышки 1 установлен упор 3, расстояние от которого до оси симметрии вертикального канала 29 свинцового контейнера 30 выполнено равным расстоянию от оси симметрии вертикального проходного канала 9 до правого края свинцового затвора 6. На наружной стороне свинцового контейнера 30 закреплен блок автономного управления 25, содержащий аккумуляторную батарею 23, красную сигнальную лампу 26 и зеленую сигнальную лампу 27, установленные в верхней его части, и электронный блок 24.

Свинцовый контейнер 30 выполнен с зацепами 22 и установлен на управляемом посредством блока дистанционного управления (БДУ) 39 шасси. Шасси содержит несущую раму 36, ведущие колеса 35, рулевые колеса 18, блок рулевого управления 17, электропривод ведущих колес 34, два домкрата 32 и удерживающую раму 21. Удерживающая рама 21 выполнена с симметрично расположенными боковыми выступами 31, внутри которых нарезана внутренняя резьба. Удерживающая рама 21 имеет возможность вертикально перемещаться посредством двух домкратов 32.

Свинцовый контейнер 30 жестко закреплен в удерживающей раме 21 посредством зацепов 22.

На упоре 3 со стороны свинцового затвора 6 установлен сигнальный концевой микровыключатель 4. В нижней наружной части свинцовой крышки 1 установлен нижний концевой выключатель 8. В нижней внутренней части свинцовой крышки 1 слева от вертикального узконаправленного выходного канала 7 свинцовой крышки 1 установлен сигнальный промежуточный микровыключатель 10, расстояние от правого края которого до левого края вертикального канала 29 свинцового контейнера 30 выполнено равным расстоянию от левого края свинцового затвора 6 до правого края вертикального проходного канала 9.

Каждый домкрат 32 содержит электродвигатель 33, вал 37 домкрата 32 с внешней подъемной резьбой, два концевых выключателя 20 крайнего верхнего и два концевых выключателя 19 крайнего нижнего положений удерживающей рамы 21. Вал каждого электродвигателя 33 связан с валом 37 соответствующего домкрата 32 посредством червячной передачи, состоящей из червяка 16, нарезанного на валу электродвигателя 33, и червячного колеса 15, жестко закрепленного на валу 37 домкрата 32, опирающегося на радиально-упорные подшипники 14. Удерживающая рама 21 связана с валом 37 каждого домкрата 32 посредством внутренней резьбы, нарезанной в ее боковых выступах 31, и внешней подъемной резьбы, нарезанной на валу 37 каждого домкрата 32.

В нижней части несущей рамы 36 на равном расстоянии от рулевых колес 18 установлена рамочная антенна 41. Блок рулевого управления 17 содержит (фиг. 4, 5) электродвигатель 44, на валу 45 которого жестко закреплена ведущая шестерня 50 реечной передачи. Рулевые колеса 18 соединены между собой рулевой рейкой 46, связанной со ступицами 48 рулевых колес 18 посредством шарниров 47 и 49. В центральной верхней части рулевой рейки 46 жестко закреплена зубчатая рейка 51 реечной передачи, а в ее центральной нижней части жестко закреплен потенциометр 54 обратной связи.

Блок автономного управления 25 содержит (фиг. 4) элемент выдержки времени 43 и сравнивающий блок 42, имеющий первый вход, соединенный с выходом рамочной антенны 41, и второй вход, соединенный с движком 57 потенциометра 56 обратной связи. В корпусе 53 реечной передачи установлены правый 52 и левый 56 концевые выключатели.

Точное определение места повреждения кабеля с помощью предлагаемого устройства осуществляется двумя операторами.

Первый оператор посредством мегомметра известным способом определяет исправные и неисправные жилы поврежденного кабеля 61 (фиг. 2, 6, 7). Второй оператор выезжает на другой конец поврежденного кабеля 61, отсоединяет все жилы поврежденного кабеля 61 от шин распределительного устройства подстанции (на фиг. 2, 6, 7 не показаны, как не имеющие отношения к существу изобретения), а исправную жилу 57 поврежденного кабеля 61 подсоединяет к заземленной оболочке 60 (фиг. 7) поврежденного кабеля 61.

Затем первый оператор подключает к неисправным жилам 59 поврежденного кабеля 61 импульсный измеритель 40 (фиг. 2, 7) и определяет зону повреждения кабеля 61 на трассе. Затем он подключает к исправной жиле 57 и заземленной оболочке 59 поврежденного кабеля 61 генератор звуковой частоты (ГЗЧ) 58 (фиг. 6), генерирующий импульсы напряжения положительной полярности. В результате этого от генератора звуковой частоты 58 по исправной жиле 57 поврежденного кабеля 61 протекает импульсный ток положительной полярности, который возвращается к генератору звуковой частоты 58 через оболочку 60 поврежденного кабеля 61, частично растекаясь в земле через многочисленные контакты оболочки 60 поврежденного кабеля 61 с землей, образуя одиночный ток исправной жилы 57.

Второй оператор с автономным устройством для определения места повреждения кабеля 61 по команде первого оператора направляется в зону повреждения кабеля 61. По прибытии в зону повреждения кабеля 61 второй оператор определяет кабелеискателем точное расположение оси поврежденного кабеля 61 на трассе. После этого второй оператор устанавливает автономное устройство для определения места повреждения кабеля над предполагаемым местом повреждения кабеля 61 в зоне его повреждения и отходит на безопасное расстояние. Затем нажав кнопку «Старт» на блоке дистанционного управления (БДУ) 39, подает сигнал на электронный блок 24 на опускание свинцового контейнера 30. При этом напряжение от аккумуляторной батареи 23 через замкнутые контакты сигнального промежуточного микровыключателя 10 подается на зеленую сигнальную лампу 27, которая загорается, информируя второго оператора о том, что вертикальные каналы не совмещены. Одновременно электронный блок 24 через замкнутые контакты концевых выключателей 19 (фиг. 1-3), крайнего нижнего положения удерживающей рамы 21 входящие в цепь управления электродвигателями 33 (на фиг. 3 не обозначена, как не имеющая отношения к существу изобретения) подает напряжение прямой полярности от аккумуляторной батареи 23 на электродвигатели 33 домкрата 32. В результате этого валы 37 электродвигателей 33 домкратов 32 начинают вращаться в прямом направлении, передавая вращение через червяки 16, нарезанные на валах электродвигателей 33 на червячные колеса 15, жестко закрепленные на валах 37 домкратов 32, опирающихся на радиально-упорные подшипники 14. В результате этого удерживающая рама 21 вместе с закрепленным в ней посредством зацепов 22 свинцовым контейнером 30 начинает перемещаться относительно несущей рамы 36 вниз. Как только удерживающая рама 21 займет относительно несущей рамы 36 крайнее нижнее положение, ее боковые выступы 31 коснутся концевых выключателей 19 крайнего нижнего положения удерживающей рамы 21, контакты которых разомкнутся и отключат подачу напряжения прямой полярности от аккумуляторной батерии 23 на электродвигатели 33 домкратов 32. В результате этого удерживающая рама 21 с закрепленным в ней свинцовым контейнером 30 остановится, дно свинцовой крышки 1 коснется поверхности земли. При этом нижний концевой выключатель 8 замыкается и подключает радиационностойкую обмотку 13 к аккумуляторной батарее 23. В результате этого под действием напряжения аккумуляторной батареи 23 по радиационностойкой обмотке 13 протекает электрический ток, который создает магнитный поток, выталкивающий стальной стержень-якорь 11 выталкивающего электромагнита 12, жестко прикрепленный к левой стороне свинцового затвора 6, вправо. В результате этого свинцовый затвор 6, прижатый прижимными пружинами с шариками 5 к нижней части крышки 1 свинцового контейнера 30, смещается по горизонтали вправо до упора 3, расстояние от которого до оси симметрии вертикального канала 29 свинцового контейнера 30 равно расстоянию от оси симметрии вертикального проходного канала 7 до правого края свинцового затвора 6. При этом распорная пружина 2 сжимается, а по оси симметрии свинцового контейнера 30 полностью совмещаются все три канала: вертикальный канал 29 свинцового контейнера 30, вертикальный проходной канал 9 свинцового затвора 6 и вертикальный узконаправленный выходной канал 7 свинцовой крышки 1. Одновременно сигнальный концевой микровыключатель 4 замыкается и подключает красную сигнальную лампу 26, установленную в верхней части блока автономного управления 25, к аккумуляторной батарее 23. Под действием напряжения аккумуляторной батареи 23 электрический ток протекает через красную сигнальную лампу 26, которая загорается, информируя второго оператора о том, что полностью совмещены все три канала: вертикальный канал 29 свинцового контейнера 30, вертикальный проходной канал 9 свинцового затвора 6 и вертикальный узконаправленный выходной канал 7 свинцовой крышки 1. При этом контакты сигнального промежуточного микровыключателя 10 (фиг. 3) размыкаются, разрывая цепь питания зеленой сигнальной лампы 27, которая гаснет. Радиоактивное γ-излучение от ИРИ 28 через полностью совмещенные каналы свободно проходит во внешнюю среду, воздействуя через слой земли на поврежденный кабель 61 (фиг. 2), вызывая в его изоляции обратимые изменения типа сконцентрированной искусственной волновой неоднородности, от которой отражается зондирующий сигнал, фиксируемый визуально на экране импульсного измерителя 40 первым оператором и автоматически записываемого в память импульсного измерителя 40. Первый оператор производит анализ полученных результатов измерений и при несовпадении сигнала, отраженного от места повреждения, с сигналом, отраженным от искусственно созданной волновой неоднородности, на экране импульсного измерителя 40, по радиотелефону 38 дает команду второму оператору на перемещение по трассе в ту или иную сторону. По этой команде второй оператор нажимает кнопку «Стоп» на БДУ 39. В результате этого с БДУ 39 на электронный блок 24 подается радиосигнал, по которому электронный блок 24 отключает радиационностойкую обмотку 13 выталкивающего электромагнита 12 от аккумуляторной батареи 23, электрический ток по радиационностойкой обмотке 13 не протекает, магнитный поток исчезает, свинцовый затвор 6 под действием распорной пружины 2 перемещается влево в свое первоначальное положение. При этом сигнальный концевой микровыключатель 4 размыкается, красная сигнальная лампа 26 гаснет, сигнальный промежуточный микровыключатель 10 замыкается, зеленая сигнальная лампа 27 загорается, а электронный блок 24 переключает цепь управления электродвигателями 33 домкратов 32 через концевые выключатели 20 крайнего верхнего положения удерживающей рамы 21 на напряжение обратной полярности от аккумуляторной батареи 23.

В результате этого удерживающая рама 20 перемещается вверх до тех пор, пока ее боковые выступы 29 не коснутся верхних концевых выключателей 18. Как только удерживающая рама 20 займет относительно несущей рамы 36 крайнее верхнее положение, ее боковые выступы 29 коснутся концевых выключателей 19 крайнего нижнего положений удерживающей рамы 21, которые разомкнутся и отключат подачу напряжения обратной полярности от аккумуляторной батарии 23 на электродвигатели 33 домкратов 32. Удерживающая рама 21 остановится в крайнем верхнем (транспортировочном) положении.

После этого второй оператор в зависимости от того, в какую сторону и насколько необходимо переместить устройство для определения места повреждения кабеля кнопками дистанционного управления «Вперед» или «Назад» БДУ 39, подает сигнал на электронный блок 24. Если нажата и удерживается кнопка «Вперед» или «Назад»», то электронный блок 24, посылает импульс напряжения определенной длительности и амплитуды на обмотку управления электроприводом 34 ведущих колес 35 (на фиг. 1-3 не показана, как не относящаяся к существу изобретения), электропривод 34 приводит ведущие колеса 35 во вращение, и предлагаемое устройство перемещается в соответствующую сторону.

Одновременно одиночный ток исправной жилы 57 поврежденного кабеля 61 создает вокруг нее магнитное поле (фиг. 6), силовые линии которого пересекают витки рамочной антенны 41 (фиг. 6, поз. 41б и 41в). Вследствие этого в витках рамочной антенны 41 наводится ЭДС, величина и полярность которой зависят от направления отклонения и расстояния от рамочной антенны 41 до оси поврежденного кабеля 61. При этом при перемещении рамочной антенны 41 влево фаза ЭДС отрицательна (фиг. 6, поз.41б, кривая 1), а при перемещении вправо - положительна (фиг. 6, поз. 41в, кривая 2),

Если предлагаемое автономное устройство перемещается вдоль оси поврежденного кабеля 61 (рамочная антенна 41 находится точно над осью поврежденного кабеля 61 (фиг. 6, поз. 41а, фиг. 7, поз..41а), то силовые линии магнитного поля, созданного одиночным током, протекающим в исправной жиле 57 поврежденного кабеля 61, скользят вдоль плоскости витков рамочной антенны 41, наводя в ней минимальную (практически равную нулю) ЭДС, поэтому напряжение на выходе рамочной антенны 41, находящейся точно над осью поврежденного кабеля 61 (фиг. 6, 7 поз. 41а), равно нулю.

Если предлагаемое автономное устройство отклоняется от оси поврежденного кабеля 63 вправо (фиг. 6 поз. 41в, 7 поз. 41в) или влево (фиг. 6 поз. 41б, 7 поз 41б), то ЭДС, наводимая в рамочной антенне 41, увеличивается, так как силовые линии магнитного поля пересекают плоскость витков рамочной антенны 41 под постепенно увеличивающимся углом в зависимости от расстояния от предлагаемого автономного устройства и, следовательно, рамочной антенны 41, до оси поврежденного кабеля 61. Увеличение ЭДС будет происходить до определенного значения, а затем значение ЭДС уменьшается, так как воздействие магнитного поля ослабевает пропорционально квадрату расстояния от рамочной антенны 41 до оси поврежденного кабеля 61.

При отклонении предлагаемого автономного устройства с рамочной антенной 41 вправо по ходу движения в рамочной антенне 41 будет наводиться ЭДС положительной полярности (фиг. 6, кривая 2), а при отклонении влево - отрицательной полярности (фиг. 6, кривая 1).

Выходное напряжение рамочной антенны 41 соответствующей полярности подается на первый вход сравнивающего блока 42, с выхода которого напряжение через элемент выдержки времени 43 поступает на управляющую обмотку (на фиг. 1-3 не показана, как не имеющая отношения к существу изобретения) электродвигателя 44, который при этом начинает вращать в соответствующем направлении (в зависимости от полярности напряжения на выходе рамочной антенны 41) через вал 45 ведущую шестерню 50 реечной передачи. Вращательное движение ведущей шестерни 50 преобразуется в поступательное движение зубчатой рейки 51 (фиг. 5), жестко закрепленной в центральной верхней части рулевой рейки 46. Зубчатая рейка 51 перемещается вправо или влево, перемещая вместе с собой рулевую рейку 46, которая через шарниры 47 и 49, посредством которых она связана со ступицей 48 рулевых колес 18, поворачивает рулевые колеса 18 в соответствующую сторону.

Одновременно напряжение с движка 55 потенциометра 54 обратной связи подается на второй вход сравнивающего блока 42, где сравнивается с напряжением, поступающим на первый вход сравнивающего блока 42 с выхода рамочной антенны 41. При равенстве напряжений, поступающих на первый и второй входы сравнивающего блока 42, напряжение на его выходе равно нулю. Соответственно, подача напряжения на управляющую обмотку электродвигателя 44 прекращается, вал 45, на котором жестко закреплена ведущая шестерня 50 реечной передачи не вращается, поступательное движение зубчатой рейки 51 реечной передачи вправо (влево), а соответственно и рулевой рейки 46 прекращается, поворот рулевых колес 18 прекращается.

При достижении зубчатой рейкой 51 реечной передачи крайнего правого или крайнего левого положения срабатывает установленный в корпусе 53 реечной передачи правый 52 или левый 56 концевой выключатель соответственно. Сработавший концевой выключатель (правый 52 или левый 53) размыкает соответствующую цепь управления электродвигателем 44 (на фиг. 4 не показана, как не имеющая отношения к существу изобретения).

При необходимости ручного управления направлением движения предлагаемого автономного устройства второй оператор нажимает кнопку «Влево» или «Вправо» БДУ 39, которые имеют приоритет по отношению к управлению по сигналам рамочной антенны 41.

При этом кнопки дистанционного управления «Вперед» или «Назад» БДУ 39 могут быть нажаты и удерживаться одновременно с кнопками дистанционного управления «Влево» или «Вправо». Если нажата и удерживается кнопка «Влево» (или «Вправо), то электронный блок 24 посылает импульс напряжения определенной длительности и амплитуды на электродвигатель 44 блока рулевого управления 17, который поворачивает рулевые колеса 18 влево (или вправо) до отпускания вторым оператором соответствующей кнопки и перехода системы управления направлением движения в автоматический режим.

При одновременном нажатии кнопок «Вперед» и «Назад»» или «Влево» и «Вправо» электронный блок 24 выдает сигнал об ошибке, включая подачу напряжения в цепь управления красной сигнальной лампой 26 (цепь управления на фиг.3 не показана, как не относящаяся к существу изобретения), которая при этом работает в мигающем режиме. Перемещения автономного устройства для определения места повреждения кабеля 61 при этом не происходит. При отпускании вторым оператором кнопок дистанционного управления на радиотелефоне 38, подача управляющих сигналов с радиотелефона 38 на электронный блок 24 прекращается, все перемещения автономного устройства для определения места повреждения кабеля 61 также прекращаются.

Перемещение устройства, управляемого вторым оператором по команде первого оператора, по трассе поврежденного кабеля 61 продолжается до тех пор, пока сигнал, отраженный от места повреждения кабеля 61, не совпадет с сигналом, отраженным от искусственно созданной волновой неоднородности.

При совпадении сигнала, отраженного от места повреждения, с сигналом, отраженным от искусственно созданной волновой неоднородности, первый оператор подает второму оператору команду «Стоп», которую второй оператор принимает по радиотелефону 38. Место касания дном свинцового контейнера 30 поверхности земли на трассе, при котором первый оператор подал второму оператору команду «Стоп», является точным местом повреждения кабеля 61 на местности.

В случае, когда поверхность земли в месте предполагаемого повреждения кабеля 61 неровная, удерживающая рама 21 опустилась в крайнее нижнее положение, контакты концевых выключателей 19 крайнего нижнего положения удерживающей рамы 21 разомкнулись, а нижний концевой выключатель 8 не коснулся земной поверхности и его контакты не замкнулись, электронный блок 24 подает на радиотелефон 38 первому оператору сигнал, включая красную сигнальную лампу 26 в режим мигания «точка-тире». В этом случае второй оператор, оценивает величину зазора между поверхностью земли и нижним краем свинцовой крышки 1 свинцового контейнера 30 и принимает решение об открытии свинцового затвора 6. Если оператор решает, что зазор мал, и открыть свинцовый затвор 6 можно, он нажимает кнопку «Затвор» на БДУ 39. В этом случае электронный блок 24 подключает радиационностойкую обмотку 13 выталкивающего электромагнита 12 к аккумуляторной батарее 23, при этом совмещение трех каналов: вертикального канала 29 свинцового контейнера 30, вертикального проходного канала 9 свинцового затвора 6, вертикального узконаправленного выходного канала 7 свинцовой крышки 1 и дальнейшая работа предлагаемого устройства и поиск с его помощью места повреждения кабеля 61 осуществляются, как описано выше.

Если второй оператор решит, что зазор между поверхностью земли и нижним краем крышки 1 свинцового контейнера 30 слишком велик, и есть вероятность возникновения радиационной опасности при открытии свинцового затвора 6, а точность определения места повреждения кабеля не обеспечится, он нажимает кнопку «Стоп» на БДУ 39. При этом электронный блок 24 переключает цепь управления электродвигателями 33 домкратов 32 через концевые выключатели 20 крайнего верхнего положения удерживающей рамы 21 на напряжение обратной полярности аккумуляторной батареи 23.

В результате этого удерживающая рама 21 с закрепленным в ней свинцовым контейнером 30 перемещается вверх в крайнее верхнее положение, как описано выше. После этого второй оператор перемещает предлагаемое устройство для определения места повреждения кабеля на некоторое расстояние от предполагаемого места повреждения кабеля, выравнивает поверхность земли над местом предполагаемого повреждения кабеля 61, затем возвращает устройство на подготовленное место предполагаемого повреждения и нажимает кнопку «Старт», продолжая поиск, как описано выше.

В случае, когда поверхность земли в месте размещения устройства для определения места повреждения кабеля 61 неровная, и при опускании удерживающей рамы 21 контакты концевых выключателей 19 крайнего нижнего положения удерживающей рамы 21 еще не разомкнулись, а контакты нижнего концевого выключателя 8 уже замкнуты, электронный блок 24 отключает электродвигатели 33 домкратов 32 от аккумуляторной батареи 23. Удерживающая рама 21 останавливается, после чего электронный блок 24 подключает к аккумуляторной батарее 23 радиационностойкую обмотку 13 выталкивающего электромагнита 12 и далее предлагаемое устройство работает, как описано выше.

Предлагаемое изобретение, выполняя функцию известного устройства для определения места повреждения кабеля, в то же время в отличие от него позволяет улучшить его эксплуатационные характеристики путем минимизации отклонения устройства от трассы прохождения кабеля в зоне его повреждения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения мест повреждения в кабельных линиях электропередачи и связи. Автономное устройство для определения места повреждения кабеля содержит импульсный измеритель, радиотелефон, блок дистанционного управления, оборудованный кнопками дистанционного управления «Старт», «Стоп», «Затвор», «Вперед», «Назад», «Влево», «Вправо», источник радиоактивного излучения, установленный в центре свинцового контейнера в расположенном по его оси симметрии вертикальном канале, при этом в нижней части свинцового контейнера установлен затворный механизм, состоящий из свинцовой крышки, по центру которой выполнен вертикальный узконаправленный выходной канал, расположенный на одной оси с вертикальным каналом свинцового контейнера, и установленного внутри свинцовой крышки свинцового затвора с вертикальным проходным каналом, смещенным влево относительно оси симметрии свинцового контейнера, при этом свинцовый затвор прижат к нижней части свинцового контейнера прижимными пружинами с шариками и имеющего возможность плавно перемещаться вдоль нее до полного совмещения вертикального проходного канала свинцового затвора с вертикальным каналом свинцового контейнера и вертикальным узконаправленным выходным каналом свинцовой крышки по оси симметрии свинцового контейнера, при этом свинцовый затвор своей правой торцевой частью упруго связан со свинцовой крышкой распорной пружиной, к левой внутренней стороне свинцовой крышки жестко прикреплен выталкивающий электромагнит, состоящий из радиационностойкой обмотки и стального стержня-якоря, жестко прикрепленного к левой стороне свинцового затвора, а в нижней правой части свинцовой крышки установлен упор, расстояние от которого до оси симметрии вертикального канала свинцового контейнера выполнено равным расстоянию от оси симметрии вертикального проходного канала до правого края свинцового затвора, при этом свинцовый контейнер выполнен с зацепами и установлен на управляемом посредством блока дистанционного управления шасси, содержащем несущую раму, ведущие колеса, рулевые колеса, блок рулевого управления, электропривод ведущих колес, два домкрата и удерживающую раму, выполненную с симметрично расположенными боковыми выступами, внутри которых нарезана внутренняя резьба, и с возможностью вертикального перемещения посредством двух домкратов, при этом свинцовый контейнер жестко закреплен в удерживающей раме посредством зацепов, а на его наружной стороне закреплен блок автономного управления, содержащий аккумуляторную батарею, красную сигнальную лампу, зеленую сигнальную лампу и электронный блок, при этом на упоре со стороны свинцового затвора установлен сигнальный концевой микровыключатель, в нижней наружной части свинцовой крышки установлен нижний концевой выключатель, в нижней внутренней части свинцовой крышки слева от вертикального узконаправленного выходного канала свинцовой крышки установлен сигнальный промежуточный микровыключатель, расстояние от правого края которого до левого края вертикального канала свинцового контейнера выполнено равным расстоянию от левого края свинцового затвора до правого края вертикального проходного канала, а каждый домкрат содержит электродвигатель, вал домкрата с внешней подъемной резьбой, два концевых выключателя крайнего верхнего и два концевых выключателя крайнего нижнего положений удерживающей рамы, при этом вал каждого электродвигателя связан с валом соответствующего домкрата посредством червячной передачи, состоящей из червяка, нарезанного на валу электродвигателя, и червячного колеса, жестко закрепленного на валу домкрата, опирающегося на радиально-упорные подшипники, а удерживающая рама связана с валом каждого домкрата посредством внутренней резьбы, нарезанной в ее боковых выступах, и внешней подъемной резьбы, нарезанной на валу каждого домкрата, при этом в нижней части несущей рамы на равном расстоянии от рулевых колес установлена рамочная антенна, ось которой перпендикулярна поверхности земли, а блок рулевого управления содержит электродвигатель, на валу которого жестко закреплена ведущая шестерня реечной передачи, при этом рулевые колеса соединены между собой рулевой рейкой, связанной со ступицами рулевых колес посредством шарниров, в центральной верхней части которой жестко закреплена зубчатая рейка реечной передачи, а в ее центральной нижней части жестко закреплен потенциометр обратной связи, при этом блок автономного управления содержит элемент выдержки времени и сравнивающий блок, имеющий первый вход, соединенный с выходом рамочной антенны, и второй вход, соединенный с движком потенциометра обратной связи, а в корпусе реечной передачи установлены правый и левый концевые выключатели. Техническим результатом при реализации заявленного решения выступает минимизация отклонения устройства для определения места повреждения кабеля от трассы прохождения кабеля в зоне его повреждения. 7 ил.

Автономное устройство для определения места повреждения кабеля, содержащее импульсный измеритель, радиотелефон, блок дистанционного управления, оборудованный кнопками дистанционного управления «Старт», «Стоп», «Затвор», «Вперед», «Назад», «Влево», «Вправо», источник радиоактивного излучения, установленный в центре свинцового контейнера в расположенном по его оси симметрии вертикальном канале, при этом в нижней части свинцового контейнера установлен затворный механизм, состоящий из свинцовой крышки, по центру которой выполнен вертикальный узконаправленный выходной канал, расположенный на одной оси с вертикальным каналом свинцового контейнера, и установленного внутри свинцовой крышки свинцового затвора с вертикальным проходным каналом, смещенным влево относительно оси симметрии свинцового контейнера, при этом свинцовый затвор прижат к нижней части свинцового контейнера прижимными пружинами с шариками и имеющего возможность плавно перемещаться вдоль нее до полного совмещения вертикального проходного канала свинцового затвора с вертикальным каналом свинцового контейнера и вертикальным узконаправленным выходным каналом свинцовой крышки по оси симметрии свинцового контейнера, при этом свинцовый затвор своей правой торцевой частью упруго связан со свинцовой крышкой распорной пружиной, к левой внутренней стороне свинцовой крышки жестко прикреплен выталкивающий электромагнит, состоящий из радиационностойкой обмотки и стального стержня-якоря, жестко прикрепленного к левой стороне свинцового затвора, а в нижней правой части свинцовой крышки установлен упор, расстояние от которого до оси симметрии вертикального канала свинцового контейнера выполнено равным расстоянию от оси симметрии вертикального проходного канала до правого края свинцового затвора, при этом свинцовый контейнер выполнен с зацепами и установлен на управляемом посредством блока дистанционного управления шасси, содержащем несущую раму, ведущие колеса, рулевые колеса, блок рулевого управления, электропривод ведущих колес, два домкрата и удерживающую раму, выполненную с симметрично расположенными боковыми выступами, внутри которых нарезана внутренняя резьба, и с возможностью вертикального перемещения посредством двух домкратов, при этом свинцовый контейнер жестко закреплен в удерживающей раме посредством зацепов, а на его наружной стороне закреплен блок автономного управления, содержащий аккумуляторную батарею, красную сигнальную лампу, зеленую сигнальную лампу и электронный блок, при этом на упоре со стороны свинцового затвора установлен сигнальный концевой микровыключатель, в нижней наружной части свинцовой крышки установлен нижний концевой выключатель, в нижней внутренней части свинцовой крышки слева от вертикального узконаправленного выходного канала свинцовой крышки установлен сигнальный промежуточный микровыключатель, расстояние от правого края которого до левого края вертикального канала свинцового контейнера выполнено равным расстоянию от левого края свинцового затвора до правого края вертикального проходного канала, а каждый домкрат содержит электродвигатель, вал домкрата с внешней подъемной резьбой, два концевых выключателя крайнего верхнего и два концевых выключателя крайнего нижнего положений удерживающей рамы, при этом вал каждого электродвигателя связан с валом соответствующего домкрата посредством червячной передачи, состоящей из червяка, нарезанного на валу электродвигателя, и червячного колеса, жестко закрепленного на валу домкрата, опирающегося на радиально-упорные подшипники, а удерживающая рама связана с валом каждого домкрата посредством внутренней резьбы, нарезанной в ее боковых выступах, и внешней подъемной резьбы, нарезанной на валу каждого домкрата, отличающееся тем, что в нижней части несущей рамы на равном расстоянии от рулевых колес установлена рамочная антенна, ось которой перпендикулярна поверхности земли, а блок рулевого управления содержит электродвигатель, на валу которого жестко закреплена ведущая шестерня реечной передачи, при этом рулевые колеса соединены между собой рулевой рейкой, связанной со ступицами рулевых колес посредством шарниров, в центральной верхней части которой жестко закреплена зубчатая рейка реечной передачи, а в ее центральной нижней части жестко закреплен потенциометр обратной связи, при этом блок автономного управления содержит элемент выдержки времени и сравнивающий блок, имеющий первый вход, соединенный с выходом рамочной антенны, и второй вход, соединенный с движком потенциометра обратной связи, а в корпусе реечной передачи установлены правый и левый концевые выключатели.