Устройство для определения места повреждения силового кабеля Российский патент 2021 года по МПК G01R31/08 H03M1/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения мест повреждений в силовых кабелях.

Известен комплект аппаратуры для определения мест повреждений в силовых кабельных линиях с рабочим напряжением до 10 кВ (В.В. Платонов. Аппаратура для выявления повреждений в силовых кабельных линиях. М: «Энергия», 1972.), содержащий статический генератор звуковой частоты и приемную аппаратуру, содержащую антенну, избирательный усилитель и головные телефоны, при этом на выходе схемы генератора, имеющего частоту 300 Гц, с целью сообщения сигналу генератора дополнительных отличительных признаков и для создания искусственных схем токораспределения установлен блок кодирования, имеющий выход «Тире», выход «Точка» и зажим «Общий», выполненный с возможностью подключения к силовому кабелю, который циклически переключает фазный выход подключенного к нему статического генератора звуковой частоты между выходами «Тире» и «Точка», при этом нулевой выход статического генератора звуковой частоты соединен с зажимом «Общий» блока кодирования (длительность импульсов «точка» и «тире» составляет 0,2 и 0,8 с соответственно), при этом избирательный усилитель настроен на резонансную частоту 300 Гц.

Однако этот комплект аппаратуры не обеспечивает точного определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля вследствие большого растекания одиночного тока замыкания «поврежденная фаза - оболочка силового кабеля - земля» частотой 300 Гц на землю через оболочку силового кабеля, что затрудняет выявление поля пары токов той же частоты «поврежденная фаза - оболочка силового кабеля» в месте замыкания и не позволяет точно определить место повреждения.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятым авторами за прототип является (пат. РФ №2691832, авторы Кашин Я.М., Кириллов Г.А., Варенов А.Б., Артемьев А.В.) устройство для определения места повреждения силового кабеля, содержащее статический генератор звуковой частоты, на выходе которого установлен выполненный с возможностью подключения к силовому кабелю и имеющий выход «Тире», выход «Точка» и зажим «Общий», блок кодирования, который циклически переключает фазный выход подключенного к нему статического генератора звуковой частоты между выходами «Тире» и «Точка», при этом нулевой выход статического генератора звуковой частоты соединен с зажимом «Общий» блока кодирования, и приемную аппаратуру, содержащую антенну, избирательный усилитель и головные телефоны. Дополнительно известное из пат. РФ №2691832 устройство содержит статический генератор ультразвуковой частоты, настроенный на частоту 60 000 Гц, а блок кодирования имеет первый и второй входы, при этом фазный выход статического генератора звуковой частоты подключен к первому входу блока кодирования, фазный выход статического генератора ультразвуковой частоты подключен ко второму входу блока кодирования, а его нулевой выход соединен с зажимом «Общий» блока кодирования, при этом статический генератор звуковой частоты настроен на частоту 1000 Гц, а приемная аппаратура дополнительно содержит первый и второй селекторы, входы которых подключены к антенне, преобразователь частоты 60000/3000 Гц, второй избирательный усилитель, при этом первый селектор и первый избирательный усилитель настроены на частоту 1000 Гц, а второй селектор настроен на частоту 60 000 Гц, при этом выход первого селектора подключен ко входу первого избирательного усилителя, выход второго селектора подключен ко входу преобразователя частоты 60000/3000 Гц, выход которого подключен ко входу второго избирательного усилителя, настроенного на частоту 3000 Гц, а выходы первого и второго избирательных усилителей подключены к головным телефонам. Блок кодирования известного из пат. РФ №2691832 устройства выполнен с возможностью подключения к своему выходу «Тире» фазного выхода статического генератора звуковой частоты 1 на время 0,8 секунды с последующим его отключением на 0,2 секунды и одновременным подключением на 0,2 секунды к своему выходу «Точка» фазного выхода статического генератора ультразвуковой частоты 2 с последующим его отключением на 0,8 секунды и с последующим циклическим повторением этих подключений и отключений на указанное время.

Однако это известное из пат. РФ №2691832 устройство для определения места повреждения силового кабеля также не может полностью обеспечить точность определения места однофазного замыкания силового кабеля вследствие того, что оператору сложно различить на слух амплитуды звуковых сигналов разных частот между собой на фоне помех.

Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование устройства для определения мест повреждения в силовых кабелях.

Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении точности определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля за счет уменьшения погрешности определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля с одновременным совмещением звуковой и визуальной идентификации места повреждения кабеля.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для определения места повреждения силового кабеля, содержащем статический генератор звуковой частоты, настроенный на частоту 1000 Гц, статический генератор ультразвуковой частоты, настроенный на частоту 60000 Гц, на выходе которых установлен выполненный с возможностью подключения к силовому кабелю и имеющий выход «Тире», выход «Точка» и зажим «Общий» блок кодирования, имеющий первый и второй входы, при этом фазный выход статического генератора звуковой частоты подключен к первому входу блока кодирования, фазный выход статического генератора ультразвуковой частоты подключен ко второму входу блока кодирования, при этом нулевой выход статического генератора звуковой частоты и нулевой выход статического генератора ультразвуковой частоты соединены с зажимом «Общий» блока кодирования, и приемную аппаратуру, содержащую антенну, первый и второй селекторы, входы которых подключены к антенне, преобразователь частоты 60000/3000 Гц, первый и второй избирательные усилители и головные телефоны, при этом первый селектор и первый избирательный усилитель настроены на частоту 1000 Гц, второй селектор настроен на частоту 60 000 Гц, при этом блок кодирования выполнен с возможностью подключения к своему выходу «Тире» фазного выхода статического генератора звуковой частоты на время 0,8 секунды с последующим его отключением на 0,2 секунды и одновременным подключением на 0,2 секунды к своему выходу «Точка» фазного выхода статического генератора ультразвуковой частоты с последующим его отключением на ы секунд и с последующим циклическим повторением этих подключений и отключений на указанное время, при этом в приемной аппаратуре дополнительно устанавливают первый и второй стабилизаторы частоты и блок индикации, имеющий первый и второй входы и дисплей, а вход первого стабилизатора частоты подключают к выходу первого селектора, а его выход подключают ко входу первого избирательного усилителя, вход второго стабилизатора частоты подключают к выходу второго селектора, а его выход подключают ко входу второго избирательного усилителя, при этом первый и второй избирательные усилители выполняют с первым и вторым выходами каждый, причем второй избирательный усилитель настраивают на частоту 60000 Гц, к первому выходу первого избирательного усилителя подключают первый вход блока индикации, а к первому выходу второго избирательного усилителя подключают второй вход блока индикации, второй выход первого избирательного усилителя подключают к первому входу головных телефонов, а второй выход второго избирательного усилителя подключают ко входу преобразователя частоты 60000/3000 Гц, выход которого подключают ко второму входу головных телефонов, при этом дисплей блока индикации выполняют с возможностью индикации амплитуды поступающего на его первый вход сигнала частотой 1000 Гц зеленым цветом, а амплитуды поступающего на его второй вход сигнала частотой 60000 Гц - красным цветом.

Повышение точности определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля достигается за счет уменьшении погрешности определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля.

Выполнение первого избирательного усилителя У1 с первым и вторым выходами позволяет производить подключение к нему блока индикации БИ (первый выход) и головных телефонов Тлф (второй выход). Благодаря этому оператор получает возможность совмещать звуковую и визуальную идентификацию места повреждения кабеля, то есть одновременно идентифицировать и анализировать поступающие с выхода первого селектора через первый стабилизатор частоты и первый избирательный усилитель У1 сигналы частотой 1000 Гц на первый вход блока индикации БИ и на головные телефоны Тлф. Идентификация сигнала частотой 1000 Гц осуществляется по двум каналам: аудио - по громкости этого сигнала через головные телефоны Тлф и видео - по цветовой индикации амплитуды этого сигнала с помощью дисплея Д, входящего в состав блока индикации БИ, что в свою очередь снижает погрешность и повышает точность определения места однофазного замыкания силового кабеля.

Настройка второго избирательного усилителя на частоту 60000 Гц позволяет подключать его к выходу второго селектора через второй стабилизатор частоты СЧ2, а выполнение второго избирательного усилителя У2 с первым и вторым выходами позволяет производить подключение к нему блока индикации БИ (первый выход) и преобразователя частоты 60000/3000 Гц Пр (второй выход). Благодаря этому оператор получает возможность совмещать звуковую и визуальную идентификацию места повреждения кабеля, то есть одновременно идентифицировать и анализировать поступающие с выхода второго селектора через второй стабилизатор частоты и второй избирательный усилитель У2 сигналы частотой 60000 Гц на второй вход блока индикации БИ и через преобразователь частоты 60000/3000 Гц Пр сигналы частотой 3000 Гц на головные телефоны Тлф. Идентификация сигнала частотой 60000 Гц осуществляется по двум каналам: видео: с помощью дисплея Д - по цветовой индикации амплитуды этого сигнала, и аудио - после преобразования сигнала частотой 60000 Гц в сигнал частотой 3000 Гц: через головные телефоны Тлф - по громкости этого сигнала. Это снижает погрешность и повышает точность определения места однофазного замыкания силового кабеля.

Дополнительная установка в приемной аппаратуре первого и второго стабилизаторов частоты СЧ1 и СЧ2, подключение входа первого стабилизатора частоты к выходу первого селектора, а его выхода - ко входу первого избирательного усилителя, первого выхода первого избирательного усилителя - к первому входу блока индикации, входа второго стабилизатора частоты- к выходу второго селектора, а его выхода - ко входу второго избирательного усилителя, первого выхода второго избирательного усилителя - ко второму входу блока индикации с дисплеем, второго выхода первого избирательного усилителя - к первому входу головных телефонов, а второго выхода второго избирательного усилителя - ко входу преобразователя частоты 60000/3000 Гц, выход которого подключен ко второму входу головных телефонов, позволяет стабилизировать сигналы, поступающие с выходов первого и второго селекторов, по частотам 1000 Гц и 60 000 Гц соответственно, и, следовательно, более точно различать амплитуды этих сигналов на дисплее Д блока индикации БИ, а также точнее различать тональность и уровни громкости этих сигналов в головных телефонах Тлф на фоне помех и, следовательно, точнее определять место однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля.

Дополнительная установка в приемной аппаратуре блока индикации БИ с дисплеем Д, выполненного с первым и вторым входами, подключение первого входа блока индикации БИ к первому выходу первого избирательного усилителя У1, а его второго входа - к первому выходу второго избирательного усилителя У2 позволяет ввести дополнительный канал информации (видео), и оператор может производить одновременную визуальную индикацию амплитуд сигналов двух разных частот 1000 Гц и 60000 Гц на дисплее Д, тем самым минимизируется ошибка оператора при различении амплитуд звуковых сигналов разных частот на слух с помощью головных телефонах Тлф на фоне помех. Это позволяет более точно определить место однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля.

Выполнение дисплея Д блока индикации БИ с возможностью индикации амплитуды поступающего на его первый вход сигнала частотой 1000 Гц зеленым цветом, а амплитуды поступающего на его второй вход сигнала частотой 60000 Гц - красным цветом, позволяет оператору различать амплитуды этих сигналов по цвету и путем сравнения и анализа амплитуд разных цветов точнее определять место однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля.

Таким образом, совокупность вышеизложенных отличительных признаков заявленного устройства позволяет повысить точность определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля посредством этого устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для определения места повреждения силового кабеля с подключенным силовым кабелем, имеющим повреждение типа «межфазное короткое замыкание», на фиг. 2 - структурная схема устройства для определения места повреждения силового кабеля с подключенным силовым кабелем, имеющим повреждение типа «однофазное замыкание фазы на оболочку силового кабеля».

На фиг 1, 2 обозначено: 1 - статический генератор звуковой частоты; 2 - статический генератор ультразвуковой частоты; 3 - блок кодирования; 4 - поврежденный силовой кабель с местом повреждения 16, содержащий оболочку 12, фазы А - 13 (повреждена на фиг. 1, не повреждена на фиг. 2), В - 14 (не повреждена), С - 15 (повреждена); 18 - заземлитель, установленный на ближнем к блоку кодирования БК 3 конце силового кабеля 4, 19 - удаленный заземлитель, установленный на удаленном от блока кодирования 3 конце силового кабеля 4; I_А - ток фазы 13 (А) (повреждена на фиг. 1, не повреждена на фиг. 2), I_С - ток фазы 15 (С) (повреждена).

На фиг. 2 также обозначено: I₀₁ - ток пары токов (I_C - I₀₁) «поврежденная фаза 15 (С) - оболочка 12 силового кабеля 4», протекающий по оболочке 12 силового кабеля 4 от места повреждения 16 через зажим «Общий» блока кодирования БК 3 к статическому генератору ультразвуковой частоты 2; I₀₂ - одиночный ток, протекающий по оболочке 12 силового кабеля 4 от места повреждения 16 к удаленному заземлителю 19 и стекающий с оболочки 12 в землю.

На фиг. 3 представлены кривые ЭДС в антенне, расположенной вертикально к оси кабеля при повреждении типа «однофазное замыкание фазы на оболочку силового кабеля». На фиг. 3 обозначено: 20 - кривая изменения звукового сигнала «точка», индуктированного магнитным полем одиночного тока I₀₂, протекающего по цепи: поврежденная фаза 15 - место повреждения 16 - оболочка 12 силового кабеля 4 - земля; 21 - кривая изменения звукового сигнала «тире», индуктированного магнитным полем одиночного тока I_А неповрежденной фазы 13 (А); 22 - кривая изменения звукового сигнала «точка», индуктированного магнитным полем пары токов (I_C - I₀₁), протекающих по цепи: поврежденная фаза 15 (С) - оболочка 12 силового кабеля 4.

На фиг. 4 представлена структурная схема приемной аппаратуры. На фиг. 4 обозначено: приемная аппаратура 17, в состав которой входят антенна А 5, первый селектор С1 7, второй селектор С2 6, первый стабилизатор частоты СЧ1 23, второй стабилизатор частоты СЧ2 24, первый избирательный усилитель У1 8, второй избирательный усилитель У2 10, блок индикации БИ 25 с дисплеем Д 26, преобразователь частоты 60000/3000 Гц Пр 9 и головные телефоны Тлф 11.

Устройство для определения места повреждения в силовых кабелях, содержит (фиг. 1, 2) статический генератор звуковой частоты Г1 1, настроенный на частоту 1000 Гц, статический генератор ультразвуковой частоты Г2 2, настроенный на частоту 60000 Гц, на выходе которых установлен блок кодирования БК 3, выполненный с возможностью подключения к силовому кабелю 4, и приемную аппаратуру 17.

Блок кодирования БК 3 имеет первый и второй входы, выход «Тире», выход «Точка» и зажим «Общий».

Фазный выход статического генератора звуковой частоты Г1 1 подключен к первому входу блока кодирования БК 3. Фазный выход статического генератора ультразвуковой частоты Г2 2 подключен ко второму входу блока кодирования БК 3. Нулевой выход статического генератора звуковой частоты Г1 1 и нулевой выход статического генератора ультразвуковой частоты Г2 2 соединены с зажимом «Общий» блока кодирования БК 3.

Блок кодирования БК 3 выполнен с возможностью подключения к своему выходу «Тире» фазного выхода статического генератора звуковой частоты П 1 на время 0,8 секунды с последующим его отключением на 0,2 секунды и одновременным подключением на 0,2 секунды к своему выходу «Точка» фазного выхода статического генератора ультразвуковой частоты Г2 2 с последующим его отключением на 0,8 секунды и с последующим циклическим повторением этих подключений и отключений на указанное время.

Приемная аппаратура 17 (фиг. 4) содержит антенну А 5, первый С1 7 и второй С2 6 селекторы, входы которых подключены к антенне А 5, первый СЧ1 23 и второй СЧ2 24 стабилизаторы частоты, блок индикации БИ 25, имеющий первый и второй входы и дисплей Д 26, преобразователь частоты 60000/3000 Гц Пр 9, первый У1 8 и второй У2 10 избирательные усилители, выполненные с первым и вторым выходами каждый и головные телефоны Тлф 11.

Первый селектор С1 7 и первый избирательный усилитель У1 8 настроены на частоту 1000 Гц, а второй селектор С2 6 и второй избирательный усилитель У2 10 - на частоту 60000 Гц.

Вход первого стабилизатора частоты СЧ1 23 подключен к выходу первого селектора С1 7, а его выход подключен ко входу первого избирательного усилителя У1 8, вход второго стабилизатора частоты СЧ2 24 подключен к выходу второго селектора С2 6, а его выход подключен ко входу второго избирательного усилителя У2 10.

Первый вход блока индикации БИ 25 подключен к первому выходу первого избирательного усилителя У1 8. Второй вход блока индикации БИ 25 подключен к первому выходу второго избирательного усилителя У2 10.

Второй выход первого избирательного усилителя У1 8 подключен к первому входу головных телефонов Тлф 11, а второй выход второго избирательного усилителя У2 10 подключен ко входу преобразователя частоты 60000/3000 Гц Пр 9, выход которого подключен ко второму входу головных телефонов Тлф 11.

Дисплей Д 26 блока индикации БИ 25 выполнен с возможностью индикации амплитуды поступающего на его первый вход сигнала частотой 1000 Гц зеленым цветом, а амплитуды поступающего на его второй вход сигнала частотой 60000 Гц - красным цветом.

Устройство для определения места повреждения силового кабеля может работать в двух режимах: в режиме определения межфазных коротких замыканий и в режиме определения однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля.

Определение места повреждения силового кабеля осуществляется двумя операторами. Предварительно с помощью любого импульсного искателя повреждений известным способом определяется зона повреждения на трассе кабеля. В случае повреждения силового кабеля срабатывает устройство релейной защиты и автоматики (РЗиА) (не относится к существу изобретения), которое автоматически отключает поврежденный силовой кабель 4 от электрической сети. Первый оператор электротехнической лаборатории известным методом определяет характер повреждения фаз силового кабеля: межфазное короткое замыкание или однофазное замыкание фазы на оболочку силового кабеля.

В случае межфазного короткого замыкания первый оператор включает устройство для определения места повреждения силового кабеля в первый режим: подключает фазный выход статического генератора звуковой частоты Г1 1 к первому входу блока кодирования БК 3, а его нулевой выход соединяет с зажимом «Общий» блока кодирования БК 3, подключает выход «Тире» блока кодирования БК 3 к одной из поврежденных фаз (например, к фазе А 13, фиг. 1), подключает зажим «Общий» блока кодирования БК 3 ко второй поврежденной фазе (например, к фазе С фиг. 1).

При этом устройство для определения места повреждения силового кабеля работает следующим образом (фиг. 1): статический генератор звуковой частоты Г1 1 генерирует напряжение частотой 1000 Гц, которое поступает на первый вход блока кодирования БК 3. Блок кодирования БК 3 с выхода «Тире» и зажима «Общий» подает напряжение частотой 1000 Гц импульсами длительностью 0,8 секунды и паузой 0,2 секунды на поврежденные фазы А 13 и С 15. Под действием этого напряжения по поврежденным фазам А 13 и С 15 протекает электрический ток (пара токов (I_А-I_С) поврежденных фаз А 13 и С 15 силового кабеля 4.

Под действием этой пары токов вокруг поврежденных фаз А 13 и С 15 индуктируется магнитное поле, которое наводит в антенне А 5 приемной аппаратуры 17 (фиг. 4) ЭДС, создавая сигнал типа «тире». Эта ЭДС с выхода антенны А 5 поступает на вход первого селектора С1 7. Настроенный на частоту 1000 Гц первый селектор С1 7 выделяет сигнал напряжения частотой 1000 Гц и подает его на вход первого стабилизатора частоты СЧ1 23, с выхода которого стабилизированный по частоте сигнал поступает на вход первого избирательного усилителя У1 8, который усиливает этот сигнал и подает его со своего первого выхода на первый вход блока индикации БИ 25 и со своего второго выхода - на первый вход головных телефонов Тлф 11, которые преобразуют его в звуковой сигнал частотой 1000 Гц.

Второй оператор, перемещаясь с приемной аппаратурой 17 (фиг. 4) по трассе в зоне повреждения силового кабеля 4, на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 визуально фиксирует изменение амплитуды сигнала частотой 1000 Гц (зеленый цвет), изменяющейся вследствие скрутки жил силового кабеля 4, и одновременно прослушивает в головных телефонах Тлф 11 звуковой сигнал «тире» частотой 1000 Гц, индуктированный магнитным полем пары токов поврежденных фаз А 13 и С 15, громкость которого также периодически увеличивается и уменьшается вследствие скрутки жил силового кабеля 4. При этом изменения амплитуды сигнала частотой 1000 Гц на дисплее Д 26 и громкости сигнала частотой 1000 Гц в головных телефонах Тлф 11 синхронны. В месте повреждения 16 силового кабеля 4 (межфазного короткого замыкания) амплитуда сигнала частотой 1000 Гц увеличивается, что фиксируется визуально оператором по дисплею Д 26 блока индикации БИ 25 и одновременно прослушивается в головных телефонах Тлф 11. При этом амплитуда сигнала частотой 1000 Гц на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 и громкость звукового сигнала в головных телефонах Тлф 11 увеличиваются на величину, значительно превышающую амплитуду сигнала частотой 1000 Гц на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 и громкости звукового сигнала в головных телефонах Тлф 11, связанных со скруткой жил силового кабеля 4 до места замыкания фазы на оболочку 12 силового кабеля 4, в связи с тем, что ток в месте повреждения 16 (межфазного короткого замыкания) изменяет свое направление и протекает по диполю замыкания перпендикулярно осям поврежденных жил силового кабеля 4. Затем за местом повреждения 16 амплитуда сигнала частотой 1000 Гц на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 и звуковой сигнал в головных телефонах Тлф 11 полностью исчезают, так как в месте повреждения 16 (межфазного короткого замыкания) электрическая цепь замкнута, и после места повреждения 16 (межфазного короткого замыкания) электрический ток далее по фазам силового кабеля 4 не протекает. Место перехода от максимальной амплитуды сигнала на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 до минимальной и громкости звукового сигнала в головных телефонах Тлф 11 до его полного исчезновения является местом повреждения 16 (межфазного короткого замыкания).

В случае однофазного замыкания фазы С 15 на оболочку 12 силового кабеля 4 первый оператор включает устройство для определения места повреждения силового кабеля во второй режим: подключает фазный выход статического генератора звуковой частоты Г1 к первому входу блока кодирования БК 3, фазный выход статического генератора ультразвуковой частоты Г2 2 ко второму входу блока кодирования БК 3, нулевые выходы статических генераторов звуковой Г1 1 и ультразвуковой Г2 2 частоты соединяет с зажимом «Общий» блока кодирования БК 3 и подключает выход «Тире» блока кодирования БК 3 к неповрежденной фазе (фаза А поз.13 на фиг. 2) (при этом выход «Тире» блока кодирования БК 3 может быть подключен к неповрежденной фазе В 14 (фиг. 2), подключает выход «Точка» блока кодирования БК 3 к поврежденной фазе (например, к фазе С 15 (фиг. 2), замкнутой на оболочку 12 силового кабеля 4, подсоединяет зажим «Общий» к оболочке 12 силового кабеля 4. Оболочку 12 силового кабеля 4 отсоединяют от заземлителей 18 и 19, неповрежденную фазу А 13 силового кабеля 4 на удаленном от блока кодирования БК 3 конце силового кабеля 4 соединяют с удаленным заземлителем 19. Таким образом, фазный выход статического генератора звуковой частоты Г1 через блок кодирования БК 3 подключен к неповрежденной фазе А 13 и удаленному заземлителю 19, а фазный выход статического генератора ультразвуковой частоты Г2 через блок кодирования БК 3 подключен к поврежденной фазе С 15 и оболочке 12 силового кабеля 4.

При этом устройство для определения места однофазного замыкании фазы на оболочку силового кабеля работает следующим образом (фиг. 2): статический генератор звуковой частоты Г1 генерирует напряжение частотой 1000 Гц, которое поступает на первый вход блока кодирования БК 3. Блок кодирования БК 3 с выхода «Тире» и зажима «Общий» подает напряжение частотой 1000 Гц импульсами длительностью 0,8 секунды и паузой 0,2 секунд на неповрежденную фазу А 13. Под действием этого напряжения по неповрежденной фазе А 13 протекает одиночный электрический ток 1А, стекающий с удаленного заземлителя 19 в землю. Под действием этого одиночного тока вокруг неповрежденной фазы А 13 индуктируется магнитное поле, которое воспринимается антенной А 5 приемной аппаратуры 17 и наводит в ней ЭДС, создавая сигнал типа «тире» (кривая 21, фиг. 3). Эта ЭДС с выхода антенны А 5 поступает на входы первого С1 7 и второго С2 6 селекторов (фиг. 4). Настроенный на частоту 1000 Гц первый селектор С1 7 выделяет сигнал напряжения частотой 1000 Гц и подает его на вход первого стабилизатора частоты СЧ1 23, с выхода которого стабилизированный по частоте сигнал поступает на вход первого избирательного усилителя У1 8, который усиливает этот сигнал и подает его со своего первого выхода на первый вход блока индикации БИ 25 и со своего второго выхода подает его на первый вход головных телефонов Тлф 11, которые преобразуют его в звуковой сигнал частотой 1000 Гц.

На дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 (фиг. 4) оператор визуально фиксирует изменение амплитуды сигнала частотой 1000 Гц (зеленый цвет) вследствие скрутки жил силового кабеля 4 и одновременно прослушивает в головных телефонах Тлф 11 звуковой сигнал «тире», индуктированный магнитным полем одиночного тока Ц фазы А 13, громкость которого также периодически увеличивается и уменьшается также вследствие скрутки жил силового кабеля 4. При этом изменения амплитуды на дисплее Д 26 и громкости в головных телефонах Тлф 11 синхронны.

Одновременно статический генератор ультразвуковой частоты Г2 генерирует напряжение частотой 60000 Гц, которое поступает на второй вход блока кодирования БК 3. Блок кодирования БК 3 с выхода «Точка» и зажима «Общий» подает напряжение частотой 60000 Гц импульсами длительностью 0,2 секунды и паузой 0,8 секунды на поврежденную фазу С 15. Под действием этого напряжения по поврежденной фазе С 15 протекает электрический ток I_C. Под действием этого тока вокруг поврежденной фазы С 15 индуктируется магнитное поле, которое наводит в антенне А 5 приемной аппаратуры 17 ЭДС (фиг. 4), создавая сигнал типа «точка» (кривые 20, 22, фиг. 3). Эта ЭДС с выхода антенны А 5 поступает на входы первого С1 7 и второго С2 6 селекторов. Настроенный на частоту 60000 Гц второй селектор С2 6 выделяет сигнал напряжения частотой 60000 Гц и подает его на вход второго стабилизатора частоты СЧ2 24, стабилизированный сигнал с которого поступает на вход второго избирательного усилителя У2 10, с первого выхода которого поступает на второй вход блока индикации БИ 25, а со второго выхода второго избирательного усилителя У2 10 сигнал поступает на вход преобразователя частоты Пр 9, который преобразует напряжение частотой 60000 Гц в напряжение частотой 3000 Гц и подает его на второй вход головных телефонов Тлф 11. Сигнал, поступивший с первого выхода второго избирательного усилителя У2 10 на второй вход блока индикации БИ 25 отображается на дисплее Д 26 красным цветом. Головные телефоны Тлф 11 преобразуют напряжение, поступившее с выхода преобразователя частоты Пр 9, в звуковой сигнал частотой 3000 Гц, который прослушивается оператором как сигнал «точка».

Так как токи высокой частоты (60000 Гц), протекающие под действием генерируемого статическим генератором ультразвуковой частоты Г2 напряжения, практически не растекаются в земле, а вытесняются к оболочке 12 силового кабеля 4, значение индукции магнитного поля пары токов (I_C-I₀₁) «поврежденная фаза С 15 - оболочка 12 силового кабеля 4» будет достаточно велико. При этом в головных телефонах Тлф 11 поочередно будут прослушиваться сигнал звуковой частоты 1000 Гц «тире» длительностью 0,8 секунды и сигнал звуковой частоты 3000 Гц «точка» длительностью 0,2 секунд при перемещении антенны А 5, расположенной вертикально, вдоль оси кабеля 4. При этом одновременно со звуковым сигналом в головных телефонах Тлф 11 на дисплее Д 26 будет отображаться значение амплитуд сигналов 1000 Гц (зеленый цвет) и 60000 Гц (красный цвет). Сигнал звуковой частоты 3000 Гц, достаточно хороню воспринимается человеческим ухом, но имеет другой (более высокий) тон по сравнению с сигналом частотой 1000 Гц, что позволяет оператору путем сравнения на слух тонов сигналов двух частот, легче выделить максимум полезного сигнала «точка» (кривая 22, фиг. 3), индуктируемого магнитным полем пары токов (I_C-I₀₁) «поврежденная фаза С 15 - оболочка 12 силового кабеля 4» частотой 60000 Гц, преобразованного в сигнал «точка» частотой 3000 Гц, на фоне минимума сигнала «тире» (кривая 21, фиг. 3), индуктируемого магнитным полем одиночного тока 1А «неповрежденная фаза А 13 - земля» частотой 1000 Гц.

Сигнал «тире» длительностью 0,8 секунды индуктируется магнитным полем одиночного тока I_А, протекающего по неповрежденной фазе А 13 и земле по всей длине силового кабеля 4, как до места повреждения 16 силового кабеля 4, так и после него. По минимуму амплитуды этого сигнала (кривая 21, фиг. 3), отображающегося зеленым цветом на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 и минимуму сигнала «Тире» в головных телефонах Тлф 11 ориентируют ось антенны А 5, устанавливая ее вертикально и точно над осью силового кабеля 4.

Сигнал «точка» длительностью 0,2 секунды, индуктируемый магнитным полем одиночного тока I₀₂, протекающего по поврежденной фазе С 15, имеет значительно меньшую амплитуду по сравнению с сигналом «тире» (ток I_A, кривая 21, фиг. 3) за счет того, что токи высокой частоты 60000 Гц практически не растекаются в земле, а полностью вытесняются к оболочке 12 силового кабеля 4 и возвращаются от места повреждения 16 по оболочке к статическому генератору ультразвуковой частоты Г2, увеличивая ток в паре токов (I_C-I₀₁), (кривая 22, фиг. 3). Сигнал от одиночного тока I₀₂ практически не фиксируется на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 и не прослушивается в головных телефонах Тлф 11 в паузах между сигналами «тире» как до места повреждения 16, так и за ним. Сигнал «точка» длительностью 0,2 сек (кривая 22, фиг. 3) индуктируется магнитным полем пары токов (I_C-I₀₁), протекающих по поврежденной фазе С 15 и оболочке 12 силового кабеля 4. Этот сигнал фиксируется красным цветом как максимальный на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 и в головных телефонах Тлф 11 при точной ориентации антенны А 5 над осью силового кабеля 4. В месте повреждения 16 на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 и в головных телефонах Тлф 11 за счет наличия диполя замыкания, амплитуда сигнала на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 и громкость сигнала «точка» в головных телефонах Тлф 11, индуктируемого магнитным полем пары токов (I_C-I₀₁) (кривая 22, фиг. 3) по сравнению с сигналом «точка», индуктируемого одиночным током I₀₂ (кривая 20, фиг. 3), в связи с изменением направления тока увеличивается, а затем этот сигнал исчезает ввиду отсутствия пары токов (I_C-I₀₁) за местом повреждения 16 силового кабеля 4. Место перехода от максимальной амплитуды на дисплее Д 26 блока индикации БИ 25 до минимальной амплитуды и снижения громкости звукового сигнала в головных телефонах Тлф 11 до его полного исчезновения является местом повреждения 16 (однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля).

Изобретение относится к электротехнике. Устройство для определения места повреждения силового кабеля содержит статические генераторы звуковой и ультразвуковой частоты, на выходе которых установлен выполненный с возможностью подключения к силовому кабелю и имеющий выход «Тире», выход «Точка» и зажим «Общий» блок кодирования, при этом в приемной аппаратуре дополнительно установлены стабилизаторы частоты и блок индикации, имеющий входы и дисплей, при этом дисплей блока индикации выполнен с возможностью индикации амплитуды поступающего на его первый вход сигнала частотой 1000 Гц зеленым цветом, а амплитуды поступающего на его второй вход сигнала частотой 60000 Гц - красным цветом. Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении точности определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля с одновременным совмещением звуковой и визуальной идентификации места повреждения кабеля. 4 ил.

Устройство для определения места повреждения силового кабеля, содержащее статический генератор звуковой частоты, настроенный на частоту 1000 Гц, статический генератор ультразвуковой частоты, настроенный на частоту 60000 Гц, на выходе которых установлен выполненный с возможностью подключения к силовому кабелю и имеющий выход «Тире», выход «Точка» и зажим «Общий» блок кодирования, имеющий первый и второй входы, при этом фазный выход статического генератора звуковой частоты подключен к первому входу блока кодирования, фазный выход статического генератора ультразвуковой частоты подключен ко второму входу блока кодирования, при этом нулевой выход статического генератора звуковой частоты и нулевой выход статического генератора ультразвуковой частоты соединены с зажимом «Общий» блока кодирования, и приемную аппаратуру, содержащую антенну, первый и второй селекторы, входы которых подключены к антенне, преобразователь частоты 60000/3000 Гц, первый и второй избирательные усилители, головные телефоны, при этом первый селектор и первый избирательный усилитель настроены на частоту 1000 Гц, второй селектор настроен на частоту 60000 Гц, при этом блок кодирования выполнен с возможностью подключения к своему выходу «Тире» фазного выхода статического генератора звуковой частоты на время 0,8 секунды с последующим его отключением на 0,2 секунды и одновременным подключением на 0,2 секунды к своему выходу «Точка» фазного выхода статического генератора ультразвуковой частоты с последующим его отключением на 0,8 секунды и с последующим циклическим повторением этих подключений и отключений на указанное время, отличающееся тем, что в приемной аппаратуре дополнительно установлены первый и второй стабилизаторы частоты и блок индикации, имеющий первый и второй входы и дисплей, а вход первого стабилизатора частоты подключен к выходу первого селектора, а его выход подключен ко входу первого избирательного усилителя, вход второго стабилизатора частоты подключен к выходу второго селектора, а его выход подключен ко входу второго избирательного усилителя, при этом первый и второй избирательные усилители выполнены с первым и вторым выходами каждый, причем второй избирательный усилитель настроен на частоту 60000 Гц, причем к первому выходу первого избирательного усилителя подключен первый вход блока индикации, к первому выходу второго избирательного усилителя подключен второй вход блока индикации, второй выход первого избирательного усилителя подключен к первому входу головных телефонов, а второй выход второго избирательного усилителя подключен ко входу преобразователя частоты 60000/3000 Гц, выход которого подключен ко второму входу головных телефонов, при этом дисплей блока индикации выполнен с возможностью индикации амплитуды поступающего на его первый вход сигнала частотой 1000 Гц зеленым цветом, а амплитуды поступающего на его второй вход сигнала частотой 60000 Гц - красным цветом.