Устройство для поиска места повреждения изоляции жилы в силовой кабельной линии Советский патент 1984 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано д поиска места повреждения изоляции жилы в силовых кабельных линиях. Известно устройство, предназначенное для поиска места повреждения изоляции жалы кабеля, использующее штыревую антенну,высокочастотный приемник с усилителем и индикатором Устройство регистрирует высокочастотные колебания, созданные электри ческим разрядом в месте повреждения lj . Однако такое устройство не обеспечивает надежного обнаружения места повреждения из-за экранирования высокочастотных колебаний ,оболочкой кабеля. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее высоковольтный источник постоянного тока, индукционную катушку, электронный осциллограф и блок питания Недостатком известного устройств являются сложность и утомительность поиска, так. как при поиске места повреждения необходимо перемещать электронный осциллограф вдоль трассы кабельной линииj обеспечивая при этом электропитание осциллографа от индивидуального источника, и осуществлять визуальньш контроль на экране осциллографа весьма кратковременных однократных процессов, измеряемых долями микросекунды. Целью изобретения является упро щение и сокращение времени поиска повреждения. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее высоковольтный генератор постоянного тока, первый и второй выходы которо го соединены соответственно с зажимом для подключения поврежденной жилы и с зажимом для подключения оболочки кабеля, индукционную катуш ку, блок питания и индикатор, введены усилители постоянного тока, блоки ЗАПРЕТ, блоки обратной связи и блок ВОЗВРАТ, причем выход индукционной катушки соединен с выходом первого и второго блоков обратной с зи и входом первого и второго усилителей постоянного тока, выход каждого из которых соединен соответ ственно с первым входом первого и второго блока ЗАПРЕТ, выход каждого из которых соединен соответственно С первым и вторым входом индикатора, входом соответствующегч) блока обратной связи, соответствуклцим входом блока ВОЗВРАТ, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом первого и второго блока ЗАПРЕТ, выход которого соединен с третьим входом первого блока ЗАПРЕТ, выход которого соединен с третьим входом второго блока ЗАПРЕТ, четвертый вход которого соединен с зажимом отрицательной полярности блока питания, зажим положительной полярности которого соединен с четвертым входом первого блог ка ЗАПРЕТ. 1. . . . Кроме того, блок ЗАПРЕТ содержит логический блок И и резисторы, причем четвертый вход блока ЗАПРЕТ через соответствующие резисторы соединен с первым и вторым входом логического блока И, которые через соответствующие резисторы соединены соответственно с вторым и третьим входом блока ЗАПРЕТ, первый вход которого соединен с третьим входом логического, блока И, выход которого соединен с выходом блока ЗАПРЕТ. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 -схема блоков ЗАПРЕТ; на фиг. З - схема блока возврата. Устройство содержит индукционную катушку 1, усилители 2 и 3 постоянного тока, блоки 4 и 5 обратной связи, блоки 6 и 7 ЗАПРЕТ, блок 8 ВОЗВРАТ, индикатор 9, блок 10 питания, высоковольтньй генератор- 11 . постоянного тока, кабель 12, место повреждения 13. Блоки ЗАПРЕТ содержат логический блок И 14, резисторы 15-18. Блок ВОЗВРАТ содержит инвертор 19, элементИЛИ 20, одновибратор 21, дифференцирующие элементы 22 и 23. Первый и второй выходы высоковольтного генератора 11 постоянного тока соединены с поврежденной жилой и оболочкой кабеля 12, выход индукционной катушки 1 соединен с выходом первого 4 и второго 5 блоков обратной связи и входом первого 2и второго 3 усилителей постоянного тока, выход каждого из которых соединен соответственно с первым входом первого 6 и второго 7 блоков ЗАПРЕТ,

3

выход каждого из которых соединен, соответственно с первым и вторым входом индикатора 9, ходом соответствующего блока 4 и 5 обратной связи, соответствующим входом блока 8 ВОЗВРАТ, первый.и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом первого 6 и второго 7 блоков ЗАПРЕТ, выход которого соединен с третьим вводом первого 6 блока ЗАПРЕТ, выход которого соединен с третьим входом второго 7 блока ЗАПРЕТ, четвертый вход которого соединен с зажимом отрицательной полярности блока 10 питания, зажим положительной полярности которого соединен с четвертым входом первого 6 блока ЗАЛРЕТ. Четвертый вхЬд блока 6 или 7 ЗАПРЕТ через резисторы 18 и 17 соединен с первым и вторым входом логического блока И 14, которые через резисторы 16 и 15 соединены соответственно с вторым и третьим входом блока ЗАПРЕТ, первый вход которого соединен с третьим входом логического блока И 14, выход которого соединен с выходом блока ЗАПРЕТ. Первый вход блока 8 ВОЗВРАТ соединен с первым входом -элемента ИЛИ 20, второй вход которого через инвертор 19 соединен со вторым входом блока 8 ВОЗВРАТ, а выход соединен со входом одновибратора 21, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами дифференцирующих элементов 22 и 23, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 8 ВОЗВРАТ.

Индикатор дает информацию о результатах работы устройства и может иметь три состояния:

нулевое, когда на его входы не подано напряжение;

первое, когда подано напряжение на первый вход;

второе, когда подано напряжение на второй вход.

В качестве индикатора могут быть применены, ндпример, две сигнальные лампочки, одна из которых управляется цепью первого входа индикато ра, а другая - цепью второго входа

Высоковольтный генератор 11 постоянного тока, подключенный к цепи поврежденная жила - оболочка кабеля, заряжает кабельную линию

322634

до напряжения пробоя изоляции в месте повреждения 13. В момент элек- трического пробоя за1)яж€нной кабельной линии возникают злектромагнитс ные волны, распространяющиеся от места повреждения в разные стороны к концам кабельной линии.

После разряда линии, вызванного электрическим пробоем, произойдет

JO новый процесс заряда линии до напряжения пробоя. Периодичность пробоев в месте повреждения зависит от величины напряжения пробоя, от емкости кабельной линии и от параметров

5 генератора (величина ЭДС и внутреннее сопротивление).

Индукционная катушка 1 переносит. ся над трассой кабельной линии, в которой происходят высоковольтные электрические пробои. Фронт магнитного поля волны тока индуцирует в катушке 1 импульс напряжения, который поступает одновременно на уси- . лители 2 и 3 постоянного тока, из которых один (усилитель 2) усиливает только сигналы положительной полярности, а другой (усилитель 3) только сигналы отрицательной полярности. Выходы усилителей соединены соответственно с первыми входами, блоков 6 и 7 ЗАПРЕТ.

Блоки 6 и 7 ЗАПРЕТ пропускают сигналы с первого входа на выход только при отсутствии сигналов на

35 третьем и втором входах. При наличии сигналов на втором или третьем входах на цепь входа наложен запрет сигналы на выход не проходят. До начала работы устройства сигналы

40 на первый., второй и третий входы

блоков 6 и 7 ЗАПРЕТ не поданы. Однако на четвертые входы поданы напряжения от блока 10 питания. При этом на первом и втором входах блока

45 и 14 блока ЗАПРЕТ 6 присутствует напряжение положительной полярности, а в блоке 7 ЗАПРЕТ - отрицательной полярности.

Если в индукционной катушке 1

50 будет индуцирован сигнал-импульс положительной полярности, то такой сигнал воздействует только на усилитель 2. Усиленный сигнал с выхода усилителя передается через блок 6

55 ЗАПРЕТ на вход блока 4 положительной обратной связи и с выхода этого блока подается снова на вход усилителя 2. В случае, когда усилитель имеет такую замкнутую цепь положительной обратной связи и возбужден импульсом- положительной полярности, усилитель 2 неизменно поддерживает напряжение на выходе блока .6 ЗАПРЕТ независимо от длительности возбуждающего импульса, индуцирован;ного в катушке 1 в первый момент, и независимо от полярности последуюiHHX импульсов. Одновременно с приходом первого возбуждающего импульса с выхода блока 6 ЗАПРЕТ подается напряжение На третий вход блока 7 ЗАПРЕТ и накладывается запрет на прохождение сигнала от усилителя 3, реагирующего на возможные последующие -сигналы отрицательной полярности.. Напряжение, подаваемое с выхода блока 6 на первый вход индикатора 9 создает первое состояние индикации, соответствующее положительному возбужданяцему импульсу от индукционной катушки. Напряжение, поданное на первый вход блока 8 ВОЗВРАТ, вызывает сраб тывание этого блока и через установ ленное время задержки (достаточное для отсчета показаний индикатора) с выходов блока 8 ВОЗВРАТ подаются импульсы запрета на вторые входы блоков 6 и 7 ЗАПРЕТ. При этом цепь первый : вход - выход блока.6 ЗАПРЕТ блокируется, т.е. размыкается, что вызывает отключение цепи обратной связи усилителя 12, снимает напряже ние, поданное на входы блока 8 ВОЗВРАТ и индикатор. Все цепи устройства воз вращаются..в исходное сос тояние и устройство оказывается подготовленным для восприятия нового сигнала-импульса от индукционной катушки. . 36 Если в индукционной катушке 1 индуктирован сигнал - импульс отрицательной полярности, то устройство работает аналогично описанному, но в этом случае возбужден усилитель 3. Индикатор показывает второе состояние, соответствующее отрицательному возбуждающему импульсу и через установленное время задержки блока 8 ВОЗВРАТ устройство возвращается в исходное состояние. Таким образом, если перемещать индукционную катушку 1 вдоль трассы кабельной линии, в которой созданы периодически повторяющиеся высоковольтные пробои изоляции в месте повреждения, то индикатор устройства в Момент каждого пробоя показывает неизменное значение полярности импульса при расположении индукционной катушки над трассой кабельной линии до места повреждения и изменяет полярность показаний, когда индукционная катушка расположена на трассе линии за местом повреждения. Место повреждения, характеризуемое изменением полярности показаний индикатора, указывается очень четко, определенно и однозначно. Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с известными: устройство, переносимое вдоль трассы кабельной линии, весьма компактно и легко, электропитание устройс.тва может быть вьтолнено от небольшой -гальванической батареи, устройство не требует специальных знаний от обслууиванлцего персонала, производящего измерение на трассе линии устройство обеспечивает высокую чувствительность измерения и имеет хорошую помехозащищенность от пос.торонних импульсных помех.

Фие 1

фиг. 2

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЖИЛЫ В СИЛОВОЙ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ, содержащее высоковольтный генератор пЬсто янного тока, первый и второй выходы которого соединены соответственно с зажимом для подключения поврежденной жилы и с зажимом для подключения оболочки кабеля, индукционную катушку, блок питания и индикатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения и сокращения времени поиска, в него введены усилители постоянного тока, блоки ЗАПРЕТ, блоки обратной связи и блок ВОЗВРАТ, причем выход индукционной катушки соединен с выходом первого и второго блоков обратной связи и входом первого и второго усилителей посто-янного тока, выход каждого.из которых соединен соответственно с первым входом первого и второго блока ЗАПРЕТ, выход каждого из которых соединен соответственно с первым и вторым входом индикатора, входом соответствукщего блока обратной связи, соответствукмцим входом блока ВОЗВРАТ, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом первого и второго блока ЗАПРЕТ, выход которого соединен с третьим входом первого блока ЗАПРЕТ, выход которого соединен с третьим входом второго блока ЗАПРЕТ, четвертый вход которого соединен с зажимом отрицательной полярности блока питания, зажим положительной полярности которого соединен с четвертым входом первого блока ЗАПРЕТ. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч .а ю щ е ёс я тем, что блок ЗАПРЕТ содержит логический блок И и . резисторы, причем четвертьй вход блока ЗАПРЕТ через соответствуюиосе 00 резисторы соединен с первым и вторым ю ю входом логического блока И, которые через соответствующие резисторы соединены соответственно с вторым а и третьим входом блока ЗАПРЕТ, пер00 вый вход которого соединен с третьим .входом логического блока И, выход которого соединен с выходом блока ЗАПРЕТ.