Устройство для определения места короткого замыкания электрических цепей Советский патент 1983 года по МПК G01R31/02 

Из бретение относится к контрол но-из| ерительноП технике и может быть использовано для определения мест коротких замыканий в электрических цепях. Известно устройство для обнаружения места короткого замыкания в электрическом монтаже, содержащее источник тока, генератор, первый и второй индикаторы, блок анализа, счетчик, индикатор и элемент совпа дений 1 , Недостатками этого устройства являются необходимость подключения к каждому контакту проверяемых цепей иневозможность проследить трассу участка, замыкающего одну цепь с другой. Наиболее близким к предложенному по техническому решению являетс устройство для определения места к роткого замыкания электрических це пей, содержащее первый магнитный датчик, соединенный йыходом через первый усилитель и первый детектор с первым входом первого индикатора соединенного вторым взводом. через второй детектор с выходом второго усилителя, первый и второй генераторы сигналов, соединенные первыми выходами с клеммайи для подключени входа и выхода первой электрическо цепи соответственно, вторыми выходами - с клеммами для подключения входа и выхода второй электрическо цепи соответственно 2 . Недостатком известного устройст являются его ограниченные функциональные ,возможности; с его.помощью нельзя проследить трассу участка, замыкающего одну цепь с другой; ин дикатор устройства не показывает, вдоль какой из проверяемых цепей д жется датчик и направление перемещения датчика относительно направления протекающего по цепи тока; в случае неточной установки датчика над проверяемой цепью индикатор известного устройства не указывает направление приближения к этой цепи при движении датчика вдоль участков проверяемых цепей, где проводники расположены параллельно друг другу на малом расстоянии, вследствие ком пенсации электромагнитных полей встречно направленных токов индикат покажет отсутствие сигнала на входе датчика (в месте короткого замыкания или вдалеке от проверяемых цепе Перечисленные ограничения функциональных возможностей, особенно при сложной конфигурации и отсутствии визуального наблюдения проверяемых цепей, например когда они находятся на внутренних слоях печатных плат или в жгутах, приводят к увеличению времени определения места короткого замыкания. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения места короткого замыкания электрических цепей, содержащее первый магнитный датчик, соединённый выходом через первый усилитель и первый детектор с первым входом первого индикатора, соединенного вторым входом через второй детектор с выходом второго усилителя, первый и второй генераторы сигналов, соединенные первыми выходами с клеммами для подключения входа и выхода первой электрической цепи соответственно, вторыми выходами - с клеммами для подключения входа и выхода второй электрической цепи соответственно, введены второй магнитный датчик, третий и четвертый генераторы сигналов, источник опорноп) напряжения, первый, второй, третий и четвертый компараторы, первый и второй регистры, первый и второй дешифраторы, элементы ИЛИ, второй индикатор и синхронизатор, соединенный первым, вторым, третьим и четвертым выходами с синхронизирующими входами первого, второго, третьего и чэтвертого генераторов сигналов соответственно, пятым выходом - с управляющим входами первого и второго регистров, соединенных синхронизирующими, входами с. соответствующими первьо4, вторым, третьим и четвертым выходами синхронизатора, первые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов соединены с клеммами для подключения входов первой и второй электрических цепей соответственно, вторые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов .соединены с клеммами для подключения выходов первой и второй электрических цепей соответственно, выходы первого и второго магнитных датчиков соединены соответственно с первыми входами первого, второго, третьего, четвертого компараторов, соединенных вторыми входами с соответствующими выходами источника опорного напряжения, выходы первого и второго, третьего и четвертого компараторов соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров, выходы которых соединены через соответствующие первый и второй дешифраторы с первыми и вторыми входами элементов ИЛИ, соединенных выходами с входами второго индикатора, вход второго усилителя соединен с выходом второго датчика, причем первый и второй магнитные датчики соединены жесткой механической связью и установлены в плоскости перпендикулярной плоскости расположёния контролируемых электрических цепей на равном расстоянии от этой плоскости. На фиг.1 иэображена блок-схема устройства на фиг,2 - блок-схема подключения электрических цепей с коротким замыканием к генераторам; на фиг.З - схема ориентации магнитных датчиков относ 1тельно проводника с током, а также относительно друг друга.; Устройство для определения места короткого замыкания в электрическом монтаже содержит первый 1, второй 2, третий-3, четвертый 4 гёг нераторы сигналов, синхронизатор 5, первый 6 и второй 7 магнитные датчики, первый индикатор 8, первый 9 и второй 10 детекторы, первый 11 .и второй 12 усилители, второй индикатор 13, источник 14 опорных напряжений, первый 15, третий 16, вто- рой17 и четвертый 18 компараторы, первый 19 и второй. 20 регистры, первый 21 и второй 22 дешифраторы, элементы 23 ИЛИ, первую и вторую .контролируемые электрические цепи 2 клемму 25 для подключения входа первой контролируемой электрической цепи, клемму 26 для подключени выхода первой контролируемой электрической цепи, клемму 27 для подключения входа второй контролируемой электрический цепи, клемму 28 для подключения-выхода второй элект рической цепи.,На фиг.2 обозначены промежуточные загвлкающие точки 29 и 30. Устройство работает следующим образом. Для отыскания места короткого за мыкания, проводники, между которыми обнаружено короткое замыкание, подключаются к генераторам 1-4 сигналов так, чтобы токи 3, и З генераторов 1 и 2, вырабатывающих сигналы большой скважности, проходили чб рез замыкающий участок и различные участки замыкающихпроводников, а токи 3- , и генераторов 3 и 4, вырабатывающих сигналы большой сква ности, проходили каждыйдтолько поодному из проводников и не проходили через замыкающий участок (фиг. На фиг.2 контролируемые цепи раз делены на четыре участка: клемма 25 точка 29, точка 29 - клемма 26, точ ка 30 - клемма 27, точка 30 - клемма 28, - и показан замыкающий участок - точка 29 - точка 30. Магнитные датчики 6 и 7, представляющие собой катушки индуктивности .на ферритовых кольцевых сердечниках с заг зором, выходящим в торцовую плоскость цилиндрического магнитного эк рана, перемещаются над любым участком замыкающих цепей. При этом продольные оси зазоров сердечников датчиков 6 и 7 ориентированыпараллельно в пространстве, удалены друг от друга на рас тояние равное нескольким поперечным размерам проводников прс1веряемого монтс1жа и от проверяемого проводника - на расстояние Е, и 2 соответственно (см.фиг.З). Сигнал с выходов датчиков 6 и 7 усиливается соответственно усилителями 11 и 12, затем детектируется детекторами 9 и 10. Напряжение на выходе детекторов 9. и 10 .щюпорционально расстояниям Е и 82 т Датчиков 6 и 7 до проводник с током. В зависимости от того, на выходе какого из детекторов напряжение в данный момент больше,- ток через индикатор 8 протекает в сторону детектора с меньшим выходным напряжением. При этом стрелка индикатора 8 отклоняется от центра шкалы и указывает направление перемещения датчиков 6 и 7 в пространстве для их точной установки над проводником с током, которой соответствует равенство Для ТОЧНОЙ установки датчиков 6 и 7 над контролируемой цепью 24 их помещают на одинаковом расстоянии от плоскости, в которой расположен проверяемый проводник, затем поворачивают вокруг оси перпендикулярной этой плоскости до получения максимального отклонения стрелки индикатора 8 от центра шкалы и смещают датчики вдоль оси, проходящей через оба датчика, до тех пор, пока Ътрелка индикатора 8 установится в центре шкал.ы. После точной установки датчиков 6, 7 над проводником с током производится анализ участка цепи, над кото- . рым находятся датчики, 6 и 7, и направления их перемещения над этим проводником. Для чего синхронизатор 5 сигналами с первого, второго, третьего и четвертого выходов поочередно циклически разрешает выработку импульсных сигналов большой скважности на выходах соответственно генерато,ров 1,2,3, и 4 и запись в регистры 19 и 20 сигналов, поступающих с датчиков 6 и 7 через компараторы 16-18 на информационные входы этих регистров. Скважность импульсных сигналов, задаваемых с выходов генераторов 1-4 сигналов, выбирается таким образом, чтобы переход.ные процессы в катушке индуктивности датчика, возникающие после окончания импульса тока в проверяемом проводнике, закончились до начала импульса с выхода другого генератора. Сигнал на, выходе соответствующего компаратора появляется, если ЭДС, наведейная в магнитном датчике 6 или 7, находящемся в электромагнитном поле проводника с током, превысит по величине напряжение на выходе источн ка 14 опорного напряжения, что позволяет отстроиться от наводок и помех. Поскольку к источнику 14 опорного напряжения подключены раз личные входы компараторов, то они попарно (первая пара - компараторы и 16, вторая - компараторы 17 и 18 реагируют на раэличную полярность входного сигнала, которая зависит от положения датчиков 7 и 6 относитеЛьно проверяемого проводника с током. Код, накопленный в регистрах 19 и 0 за один цикл работы синхронизатора 5, несет информ цию о номерах и направлении токов, протекаквдих в контролируемой элект рической цепи 24. Этот код дешифрируется дешифраторами 21 и 22 и в дешифрированном виде через логические элементы 23 ИЛИ поступает на индикатор 13. При этом участку, -25-29 (см.фиг.2) соответствует обнаружение датчиками токов 3 и Зд участку 29-26 - О и Э , участку 30-27 -3 и 4 участку 30-28 -3 и 34, участку 29-30 -3 и Зз Значение направления протекания тока в проверяемом проводнике монтажа относительно входных зажимов электрических цепей при определенном положении датчика позволяет определить направление перемещения датчи ков вдоль проводников относительно этих зажимов,, т.е. направление движения к месту короткого замакаакя. В конце цикла синхронизатор 5 сигналом по пятому выходу устанавливает регистры 19 и 20 в исходное состояние. При прохождении датчиков над участками, где замкнутые проводники расположены параллельно друг другу на малом расстоянии, хотя бы один из удаленных друг от друга датчиков 6 и 7 будет находиться в точке пространства, где электромагнитное поле токов нескомпенсировано. Это приводит к занесению информации об этом токе хотя бы в один из регистров 19 или 20 и поступлению ее на индикатор 13 через соответствукмций дешифратор 21 или 22 и логические элементы 23 ИЛИ. Если на датчики 6 и 7 за цикл работы синхронизатора 5 поступает сигнал от, более чем двух генераторов, это свидетельствует о том, что датчики находятся нёщ параллельно расположенными проводниками, принадлежащими разным участкам проверяемых цепей. Например (см.фиг.2), в месте близкого расположения проводников, принс1длежащих участкам 25-29 и 30-27 будут обнаружены токи Э ,1 , 3 4 / а на петлеобразном участке цепи 25-26, в районе точки 29, будут обнаружены токи 3,, 2 / Использование генераторов, образующих четыре контура протекания тока через проверяемые цепи, и обнаружение этих токов с помощью ДВУХ удаленных друг от друга датчиков позволяет устройству индицировать направление: приближения датчиков к проводникам цепи, номер участка .це-. пи, НсЩ которым перемещаются датчики, и направление их движения относительно токов протекающих по этим цепям, проследить трассу зат лкаюaiero участка от одной цепи к другой, уменьшить вероятность необнаружени:я петлеобразных участков цепей. Таким образом, расширяются .функциональные возможности устройства и сокращается время отыскания места короткого замыкания в электрическом монтаже, особенно при отсутствии возможности визуального наблюдения проверяемых цепей.

U-J

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, содержащее первый магнитный .датчик , соединенный выходом через первый усилитель, и первый детектор с первым входом первого индикатора, соединенного вторьюл входом через второй детектор с выходом второго усилителя, первый и второй Генераторы сигналов, соединенные пер-, выми выходами с клекмами для подключения входа и выхода первой электрической цепи соответственно, вторыми выходами - склеммами для подключения входа и выхода второй электрической цепи соответственно, о г л и ч а ю щ е е G я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены второй магнитный датчик, третий и четвертый генераторы сигналов, точник опорного напряжения, первый, второй, третий и четвертый компара-торы, первый и второй регистры, первый и второй дешифраторы элементы ИЛИ, второй индикатор и синхронизатор, соединенный первым, вторым, третьим и четвертым выходами с синхронизирующими входами первого, второго, третьего и четвертого генераторов сигналов соответственно, пятым выходом - с управляющими входами первого и второго регистров, соедйненнь синхронизирующими вхо.дами с соответствукяцими первым, вторым, третьим и четвертым выходами синхрониза тора, первые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов соединены с клеммами для подключения входов первой и второй электрических цепей соответственно, вторые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов соединены с клеммами для подключения выходов i первой и второй электрических цепей соответственно, выходы первого и вто(П рого магнитных датчиков соединены соответственно с первыми входами первого, второго, третьего, четвертого компараторов, соединенных вторыми входами с соответствующими выходами опорного напряжения, выходы первого и второго, трютьего и четвер.того к 1параторов соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров, выходы которых соединены через соответствующие первый и второй дешифраторы с первыми и вторыми входами элементов ИЛИ , соединенных выходами с входами вто) рого индикатора, вход второго усио: лителя соединен с выходом второго 00 датчика, причем первый и второй магнитные датчики соединены жесткой механической связью и установлены в плоскости перпендикулярной плоскости расположения контролируемых электрических цепей на равном расстоянии от этой плоскости.