Устройство для обнаружения места повреждения кабелей Советский патент 1984 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к контрольно-нзмерительной технике и может быт использовано при определении мест повреждений в силовых кабелях индукционным методом. Известно устройство для отыскания поврежденных кабелей и определения глубины их залегания, состоящее из двух индукционных катушек, расположенных одна над другой, оси которых Ориентированы горизонтально Г1Т« Недостаток это.го устройства - невозможность с его помощью определять места однофазных замыканий. Наиболее близким к изобретению яв ляется индукционньм магнитоприемник, содержащий первую и вторую индукцион ные катушки, включенные встречно, ра положенные на равном расстоянии от оси контролируемого кабеля, причем оси первой и второй индукционных катушек взаимопараллельны, перпендикулярны оси контролируемого кабеля и расположены в вертикальной плоскости их первые выводы соединены между собой, а вторые выводы соединены с соответствующими входами усилителя С2 При расположении известного устро ства над осью кабеля и точно по ее направлению магнитное поле тока растекания по кабелю, существующее как до, так и после места повреждения, наводит в индукционных катушках равные и противоположно направленные напряжения, и сигнал от тока растекания на выходе устройства равен нулю. Магнитное поле тока, текущего по поврежденным жилам кабеля, меняется в соответствии с шагом скрутки жил и наводит в индукционных катушках разные напряжения, соответственно на вы ходе устройства выделяется сигнал, существующий только до места повреждения. Недостатком данного устройства является то, что при отклонении продольной оси магнитоприемника от направления оси кабеля вследствие ярко выраженной над кабелем неоднородност вертикальной составляющей магнитного поля тока растекания на выходе устройства возникает ложный сигнал, так как при таком отклонении не равны напряжения, наводимые в катушках полем растекания. Неравенство этих . напряжений и ложный сигнал возникают также из-за реально существующей непараллельности друг другу магнитных осей катушек. Это делает практически невозможным определение места однофазного замыкания с удовлетворительной точностью. Цель изобретения - повьпиение точности определения места повреждения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения места повреждения кабелей, содержащее первую и вторую индукционные катушки, включенные встречно, расположенные на равном расстоянии от оси контролируемого кабеля, причем оси первой и второй индукционных катушек взаимопараллельны и разнесены вдоль оси контролируемого кабеля на половину шага скрутки жил, а их первые выводы соединены между собой, и усилитель, первый и второй входы которого соединены с вторыми выводами индукционных катушек, а выход соединен с выходной клеммой устройства, введены третья и четвертая индукционные катушки, размещенные над первой и второй индукционными катушками, соединенные первыми выводами между собой, включенные встречно, причем оси первой, второй, третьей и четвертой индукционных катушек расположены в соответствующих горизонтальных плоскостях и перпендикулярны оси контролируемого кабеля, третий и четвертый входы усилителя соединены соответственно с вторыми выводами третьей и четвертой индукционных катушек. Кроме того, усилитель выполнен дифференциальным. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство дпя определения места повреждения кабелей содержит первую 1 и вторую 2 индукционные катушки, включенные встречно и расположенные на равном расстоянии от оси контролируемого кабеля 3. Оси первой и второй индукционных катушек взаимопараллельны и разнесены вдоль контролируемого кабеля 3 на половину шага скрутки жил, а их первые выводы соединены между собой. Третья 4 и чбтвертая 5 индукционные катушки, включенные встречно, размещены над первой 1 и второй 2 индукционными катушками, их первые выводы соединены. Оси первой 1, второй 2 и третьей 4, четвертой 5 индукционных катушек расположены в соответствующих горизонтальных плоскостях и перпендикулярны 31 направлению оси контролируемого кабе ля 3. Первый, второй, третий и четвертый входы дифференциального усилителя 6 соединены с вторыми выводами соответственно первой 1, второй 2 третьей 4 и четвертой 5 индукционных катушек, а выход - с выходной клеммо 7 устройства. Устройство работает следующим образом. При поиске места повреждения оператор с магнитоприемником вначале располагается на расстоянии 2-4 м от оси поврежденного кабеля 3, к которому подключен, например, генератор звуковой частоты. Напряженность магнитного поля тока растекания затухает обратно пропорционально расстоя нию до поврежденного кабеля 3: Напряженность поля пары токов 1, , текущих по поврежденным элементам только до места повреждения, опреде ляется из выражения «jfc-. где k - коэффициент, учитывающий скр ку жил и экранирующее воздей ствие брони и оболочки кабеля 3. Поэтому на выбранном расстоянии напряжения, наводимые во всех катушках 1, 2, 4 и 5, определяются практи чески только воздействием поля тока растекания. Оператор, регулируя чувствительность по входам дифференциал 34 ного усилителя 6, устанавливает отсутствие сигнала на выходе этого усилителя, чем и достигается отстройка от поля тока растекания. Затем оператор располагается над кабелем, ориентируя продольную ось устройства параллельно оси кабеля 3. При этом в нижней паре катушек 1 и 2 полем пары токов наводятся напряжения, которые, суммируясь, создают дополнительный сигнал на первом входе дифференциального усилителя. 6. Так как верхняя пара катушек 4 и 5 находится на большом расстоянии от кабеля, которое выбирается более нормируемой глубины (0,7 м) залегания кабеля,то поле пары токов практически не влияет на катушки этой пары. На выходе дифференциального усилителя 6 появляется сигнал, меняющийся (при перемещении оператора по трассе) в соответствии с шагом скрутки жил кабеля и исчезающий за местом повреждения. Таким образом, благодаря ориентации катушек 1, 2, 4, 5 на горизонтальную составляющую магнитного поля кабеля, достаточно однородную над его осью, а также из-за равенства сигналов, наводимых в верхней и низкней парах катушек полем тока растекания, отклонение продольной оси устройства от оси кабеля и непараллельность осей катушек 1, 2, 4, 5 не приводят к появлению ложного сигнала на выходе дифференциального усилителя 6, что повьшгает точность определения места повреждения.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕВДЕНИЯ КАБЕЛЕЙ, содержащее первую и вторую индукционные катушки, включенные встречно, расположенные на равном расстоянии от оси контролируемого кабеля, причем оси первой и второй индукционных катушек взаимопараллельны и разнесены вдоль ; оси контролируемого кабеля на половину шага скрутки жил, а их первые выводы соединены между собой, и усилитель, первый и второй входы которого соединены с вторыми вьшодами индукционных катушек, а выход соединен с. выходной клеммой устройства, о т л ичающееся тем, что, с целью повьш1ения точности определения места повреждения, в него введены третья и четвертая индукционные катушки, размещенные над первой и второй индукционными катушками, соединенные пер-, выми выводами между собой, включенные встречно, причем оси первой, второй, третьей и четвертой индукционных катушек расположены в соответствующих (Л горизонтальных плоскостях и перпендиС кулярны оси контролируемого кабеля, третий и четвертый входы усилителя 8 С соединены соответственно с вторыми выводами третьей и четвертой индукционных катушек. 2. Устройство по п. 1, отлиСО чающееся тем, что усилитель выполнен дифференциальным. ел