Устройство для уточнения места электрического пробоя изоляции кабеля Советский патент 1984 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано для обнаружения места электрического пробоя изоляции кабеля, расположенного в земле. Известно устройство для уточнения места электрического пробоя изоляции содержащее генератор импульсов высокого напряжения, электромагнитные и акустические преобразователи, подключенные соответственно чер.ез соответствующие усилители к соответствующим блокам индикации (головным телефонам и стрелочным приборам) Щ Однако известное устройство харак теризуется недостаточной точностью определения места пробоя изоляции кабеля из-за низкой достоверности регистрации сигналов искрового пробоя на фоне общих помех, источниками которых могут являться линии электро передачи, электротранспорт, микровиб рации грунта и т.д. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее электромагнит ный канал с блоком формирования сигнала блокировки и акустический канал, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные преобразователь, предварительный усилитель, -полосовой фильтр, оконечный усилитель и амплитудный детектор а также индикатор акустического канала, формирователь разрешающих импульсов и ключевой элемент,- причем вход формирователя разрешающих импул сов соединен с входом амплитудного детектора электромагнитного канала, а его выход - с одним из входов ключевого элемента, другой вход которог соединен с входом амплитудного детек тора акустического канала, а выход с входом индикатора акустического канала, в качестве которого используется пиковый вольтметр 2 . Недостатком этого устройства также является невысокая точность определения места электрического пробоя .изоляции кабеля, которая вызвана тем, что на выходе амплитудного детектора электромагнитного канала появляются ложные импульсы, разрешающие прохождение преобразованного акустического сигнала через ключевой элемент, т.е. низкая помехозащищенность устройства и, как следствие. низкая точность ограничения зоны пробоя изоляции кабеля. Кроме того, использование в известном устройстве пикового вольтметра, характеризуемого большим временем спада показаний индикатора, препятствует достоверной регистрации оператором каждого искрового пробоя в предпоследовательности пробоев, разделенных малыми интервалами времени. Следствием этого являются пропуски приема сигналов искровых промежутков, в результате чего возникает необходимость увеличения общего времени подачи в кабель испытательного высокого напряжения, что приводит к повышению вероятности возникновения токопроводящих дорожек (спекания) в местах пониженной изоляции элементов кабеля, после чего уточнение места повреждения становится невозможным . Цель изобретения - повьшение точности определения места электрического пробоя изоляции и сокращение времени поиска места повреждения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для уточнения места электрического пробоя изоляции кабеля, содержащее электромагнитный канал, включающий блок формирования сигнала блокировки и последовательно соединенные первый блок преобразования, первый предварительный усилитель, первый полосовой фильтр и первый оконечный усилитель, а также акустический сигнал, включающий последовательно соединенные второй блок преобразования, второй предварительный усилитель, второй полосовой фильтр, второй оконечный усилитель и последовательно соединенные первый клюуевой элемент и пиковыйвольтметр, один из выходов блока формирования сигнала блокировки соединен с управляющим входом первого ключевого элемента, введены блок ограничения мгновенных значений, второй ключевой элемент, причем выход оконечного усилителя электромагнитного канала соединен с входом блока ограничения мгновенных значений, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала блб4сировки,один из выходов которого через второй ключевой элемент соединен с управляющим входом блока ограничения мгновенных значений, а выход оконечного усилителя акустического сигнала соединен с информационным входом первого ключевого элемента.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 - времен- 5 ные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит электромагнитный канал 1 и акустический канал 2. Канал 1 содержит последовательно соединенные первый блок 3 преобразованияЮ первый предварительный усилитель 4, первый полосовой фильтр 5, первый , оконечный усилитель 6,блок 7 ограничения мгновенных значений, блок 8 форми рования сигнала блокировки. Канал 2 15 содержит последовательно соединенные второй блок 9 преобразования, второй предварительный усилитель Ю, второй полосовой фильтр 11, второй оконечный усилитель 12, первый клю- 20 чевой элемент 13, пиковый вольтметр 14. Один из выходов блока 8 через второй ключевой элемент 15 соединен с управляющим входом блока 7. Другой выход блока 8 соединен с управ- 25 ляющим входом первого ключевого элемента 13.

Работа устройства основана на том, что интенсивность применяемьк : соответствующими преобразователями зо электромагнитного и акустического сигналов, возбуждаемых искровыми пробоями изоляции кабеля возрастает по мере приближения к месту повреждения,достигая максимума над местом , искрового пробоя, что и фиксируется соответствующим прибором.

Устройство работает следующим образом.

После определения известными методами границ участка (вдоль трассы кабеля), в пределах которого понижено сопротивление изоляции кабеля оператор размещает предлагаемое устройство в пределах этого учас.тка, . при этом блок преобразования 9 оператор устанавливает непосредственно.на грунт.

I

В обследуемый кабель от генератора подают испытательные сигналы, 50 представляющие собой импульсы высокого напряжения, в результате чего в месте пониженной изоляции кабеля возникают искровые пробои (например, в момент вpeмeниt(J фиг.2,а).. 55 Возбуждаемые искрой электромагнитные и акустические колебания воспринимаются блоками 3 и 9 и преобразуются

ими в электрические импульсные сигналы, амплитуда которых обратно пропорциональна расстоянию от преобразователей до места искрового пробоя.

В электромагнитном канале 1 сигна с выхода блока 3 последовательно усиливается усилителем 4, фильтруется фильтром 5, дополнительно усиливается усилителем 6 и поступает на вход блока 7 в момент времени ti (фиг.2,б).

В исходном состоянии блок 7 является ограничителем по максимуму с нулевым порогом ограничения, поэтому отрицательный пик сигнала (фиг.2,б) через ограничитель поступает без потерь на вход блока 8.

При достижении мгновенным значением напряжения отрицательного пика срабатывания U блока 8 на выходе последнего формируется сигнал блокировки (фиг.2,г), который через второй ключевой элемент 1.5 поступает на управляющий вхоД блока 7. При этом порог ограничения ограничителя в момент времени .„ скачком изменяется до нуля, и прохождение любых сигналов через ограничитель полностью прекращается. Таким образом на времяi§ t4-i2 Фиг.2,в, и г). вход блока 8 оказывается полностью блокированным. Время блокировки выбирается из следующего соотношения

2

50П.Алакс. 7

(1)

резонансная частота полосового фильтра 11;

наибольшее время запаздывания акустического сигнала относительно электромагнитного на границе зоны ограничения искрового пробоя.

/ 1 A i/i

,

MCTKC

.Uf

.c A

макс

V

a

радиус зоны ограничения искрового пробоя;

наибольшая нормируемая глубина прокладки кабеля,скорость распространения в

грунте акустического и электромагнитного сигнала, соответственно (Vc,.,)f На выходе блока 8 формируется и пульс (фиг.2,д), который замыкает ключевой элемент 13 в интервале вр мени t. t ,.. Фронт этого импульса задержан о носительно фронта импульса на выходе блока 8 на время win W4H Ын Зап.«, В акустическом канале 2 сигнал с выхода блока 9 последовательно у ливается усилителем 10, фильтруетс полосовым фильтром 11, дополнитель но усиливается усилителем 12 и через замкнутый с момента времени ключевой элемент 13 (фиг.) пост ет на вход пикового вольтметра 14 и индицируется им. Показание пикового вольтметра прямо пропорционально амплитуде первой подуволны (пику) акустичесi

/

V

0tl9.l

tt

g кого сигнала и, следовательно, тем больше, чем ближе расположен акустический преобразователь устройства к месту искрового пробоя. Отсюда уточнение места электрического пробоя изоляции кабеля сводится к нахождению оператором таког о местоположения акустического преобразователя на поверхности грунта, при котором аоказ ание пикового вольтме тра будет наиб ольтйм. Очевидно, что максимум показаний будет наблюдаться непосредственно над местом искрового пробоя. Предлагаемое.устройство повышает точность определения места элект рического пробоя изоляции кабеля а также снижает время обнаружения еста повреждения кабеля и, соответственно, время восстановления работоспособности кабеля.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТОЧНЕНИЯ МЕСТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРОБОЯ изоляции кабеля, содержащее электромагнитный канал, включающий блок формирования сигнала блокировки и последовательно соединенные первый блок преобразования, первый предварительный усилител первый полосовой фильтр, и первый оконечный усилитель, а также акустический канал, включающий последовательно соединенные второй блок преобразования, второй предварительный усилитель, второй полосовой фильтр. второй оконечйый усилитель и последовательно соединенные первый ключевой элемент и пиковый вольтметр, один из выходов блока формирования сигнала блокировки соединен с управл ющим входом первого ключевого элемента, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности определения места электрического пробоя изоляции, в устройство введены блок ограничения мгновенных значений, второй ключевой элемент, причем выход оконечного усилителя электромагнитного канала соединен с входом блока ограничения мгновенных значений, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала блокировки, один из выходов которого через второй ключевой элемент соединен с управляющим входом блока ограничения мгновенных значений, а выход оконечного усилителя акустического сигнала соединен с информацион-, ным входом первого клк чевого элемента.