Устройство для определения места повреждения изоляции проводника Советский патент 1986 года по МПК G01R31/08 

/f//f7 //y y.

fbtHpamep

«kw./

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для определения мест повреждения изоляции электрических проводников индукционным способом и может быть использовано, например, для определения мест повьшения проводимости изоляции оболочек кабеля и одиночных проводников.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства путем использования в основе работы устройства частотной зависимости сопротивления диэлектрического слоя покрытия проводника.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - график зависимости ЭДС, наводимой в антенне, от частоты f при разной толщине cf изоляции на фиг.З приведены временные диаграммы работы элементов схемы устройства.

Устройство соде ржит генераторы 1 и 2 линейно изменяющейся частоты (ГЛИЧ), входной блок 3 с антенной, синхронно следящие фильтры Д и Sj, амплитудные детекторы 6 и 7, компаратор 8, блок 9 индикации, повреяоден иая изоляций проводника 10, заземленного на противоположном конце„

Первые выходы первого 1 и второго 2 генераторов линейно изменякяцейся частоты объединены и соединены с общей шиной, а вторые выходы объединены и соединены с клеммой для подключения к проводнику 10 с поврежденной изоляцией. Выход входного блока 3 с антенной соединен со входами первого 4 и второго 5 синхронно следящих фильтров, выходы которых соединены с соответствующими входами амплитудных первого 6 и второго 7 детекторов . Выходы амплитудных детекторов 6 и 7 соединены с первым и вторым входами компаратора 8, вьгх.од которого соединен с первым входом блока 9 индикации. Второй вход блока 9 индикации соединен с выходом входного блока 3 с антенной.

Устройство работает следз щим образом.

Передающая часть (ГЛИЧ 1 и 2) работает в автоколебательном режиме с момента начала и до конца измерений. Измерения производятся циклами (периодами) . В начале каждого цикла ГЛИЧ 1 и 2 начинают вырабатьгаать напряжение синусоидальной формы одинаковой амплитуды и линейно изменяю

0

3

0

5

4

5

0

0

5

7512

щейся частоты причем ГПт 1 вьфа- батывает напряжение в диапазоне от минимальной . до максимальной f, частот (фиг.З б), а rJT-W 2 - син-

хронно в диапазоне от f до f . ., п ., (.фиг, J а; . Напряжение от этих двух

ГЛИЧ5 распространяясь по цепи изоляция проводника - земля, во;збужда ет на поверхности земли электромагнитное поле, частота и напряженность которого в каждый момент времени зависит от частот, вырабатываемых генераторами и, ТОЛ1ЦИНЫ диэлектрической оболочки проводника,

В антенне наводятся ЭДС с переменной частотой и амплитудой, которая усиливается в входном блоке 3 до необходимого уровня и подается на входы синхронно следящих фильтров 4 и 5, В исходном положении фильтр 4 настроен на частоту (фиг, Зв), а фильтр 5 на частоту f. (фиг, Зг), так, что при поступлении линейно . частотно-изменяющихся напряжений от генераторов 1 и 2 происходит захват соответствующих частот и от- слежИЕ:ание их вплоть до нового цикла работы, когда генераторы и фильтры переходят в исходное состояние. На вькодах синхронно следящих фильтров 4 и 5 вьфабатьшается напряжение неизменной частоты, но с изменянндей- ся амплитудой. Закон изменения амплитуды напряжения от времени на выходах синхронно следящих фильтров 4 и 5 соответствует амплитудно-частотной характеристике среды распространения от токопроводящего изолированного проводника до приемной части устройства. Указанная амплитудно-частотная характеристика имеет две характерные области в диапазоне изменения частоты генераторов (фиг,2) область 1, практически не зависящую от частоты, при частотах, больших частоты f амплитудно-ча,с- тотной характеристики и область Ц - линейно изменяющуюся в диапазоне от.. до 1„ . Частота „ одноизоля0

i-riin

значно связана с толщиной 6 ции.

На выходах амплитудных детекторов 6 и 7 за один цикл работы вьще- ляется напряжение, изменяющееся во времени по закону амплитудно-частотной характеристики среды распространения (фиг, Зд и Зе), причем на выходе детектора 6 напряжение изменяется, переходя из области и в область t, а на выходе детектора 7 - наоборот, из области I в область И (фиг.2). Таким образом, за один цикл работы устройства изменяющиеся напряжения на выходах детекторов 6 и 7 обязательно станут равными в момент времени, зависящий от значения частоты , а следовательно, и от тол- щины диэлектрика. Равенство этих напряжений фиксируется компаратором 8, с выхода которого управляющий им-« пульс воздействует на блок 9 индикации. В качестве блока 9 индикации может использоваться стандартный измеритель интервалов времени или частотомер. Запуск счетного устройства блока 9 индикации производит в начале каждого цикла работы по приходящему с выхода входного блока 3 частотно изменяющемуся сигналу, а окончание счета производят в момент прихода импульса с компаратора 8.

Таким образом, в счетном устройстве блока индикации фиксируется число, определяющее частоту „ и пропорциональную ей толщину диэлектрика.

Если при передвижении оператора вдоль трассы, снабженного предлагаемым устройством, на индикаторе фиксируется одно и то же число, то толщина диэлектрического покрытия проводника не меняется. В случае умень- щения толщины S диэлектрика в индикаторе фиксируется меньшее число f с f (фиг.2). По показаниям индикатора судят о толщине диэлектрического покрытия по длине проводника (кабеля).

Таким образом, в основе работы предлагаемого устройства лежит частотная зависимость сопротивления диэлектрического слоя проводника, находящегося в земле. Поскольку диэлектрический слой проводника характеризуется некоторым емкостным сопротивлением (земля - диэлектрик - проводник), то условия распространения различных частот от токопроводя- щего проводника до приемной части устройства не одинаковы. Графики зависимости ЭДС, наводимой в антенне, от частоты имеют ярко выражен- ньй изгиб на частоте f . На частоо

тах, больших частоты { , емкостным сопротивлением /2jTf С диэлектрического слоя можно пренебречь, поэтому ЭДС в антенне не зависит от частоты генератора. На частотах, меньших частоты f емкостное сопротивление

диэлектрического слоя по сравнению с полным сопротивлением цепи проводник земля велико и зависит от частоты, поэтому оно оказывает экранирующее действие и с уменьшением

частоты уменьшается наводимая в антенне ЭДС (фиг.2).

При изменении толщины изоляции проводника изменяется емкость диэлектрического слоя С- и частота f .

Таким образом, применение предлагаемого устройства при профилактических осмотрах кабельных линий позволяет оценить повреждение изоляции

кабеля на раннем этапе, когда работоспособность его еще не нарушена, что существенно сокращает перерывы в действии связи, поскольку ремонтные работы можно производить на дей-

ствующих линиях.

Формула изобретения

Устройство для определения места повреждения изоляции проводника, Содержащее два генератора, входной блок с антенной, два фильтра и блок индикации, первые выходы первого и второго генераторов объединены и соединены с общей шиной, а вторые выходы объединены и соединены с клеммой для подключения к объекту контроля, выход входного блока с антенной соединен с входами первого и . второго фильтров, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в него введены два амплитудных детектора, компаратор, причем выходы первого и второго фильтров соедине- ны с соответствующими входами амплитудных детекторов, выходы которых соединены с первым и вторым входами компаратора, выход компаратора сое- динеи с первым входом блока индикации, второй вход блока индикации соединен с выходом входного блока с антенной, а в качестве генераторов и фильтров использованы генераторы линейно изменяющейся частоты и син

хронно следящие фильтры.

.

л,/« /1лT,;ir

Фа,гг

ucflo unnyMcoff пропорционально /о

гс

.

фиг.у

вттИПИ Заказ 1948/46Тираж 728Подписное

Прси подств.-полиграф, пред-е, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства путем использования частотной зависимости сопротивления диэлектрического слоя проводника. Устройство содержит генераторы 1 и 2 линейно изменяющейся частоты, входной блок 3 с антенной, синхронно следящие фильтры 4 и 5, амплитудные детекторы 6 и 7, компаратор 8, блик 9 индикации и поврежденную металлическую изоляцию проводника 10. Введение в устройство двух амплитудных детекторов, компаратора и образование новых связей между элементами устройства .способствует достижению поставленной цели. 3 ил. сл CJfffutt/t Лнпяиту м /е устройство фиянпрн Ляпмтары ьо IND 4 сл