Способ обнаружения участков кабеля с пониженным сопротивлением изоляции Советский патент 1986 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при обнаружении мест повреждения изоляции в поврежденных электрических сетях, в частности в кабельных сетях систем светосигнального оборудования аэродромов с большой распределенной индуктивностью.

Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости способа путем исключения колебательного процесса во время измерения, первой производной тока.

На фиг. 1 представлена электрическая схема кабельной сети системы светосигнального оборудования (ССО) аэродрома; на фиг. 2 - схема замещения кабельной сети ССО аэродрома; на фиг. 3 (а, б, в) - вре- менные диаграммы напряжений, токов и первых производных токов.

На фиг. 2 прц чяты следующие обозначения:

- погонное сопротивление кабеля;

Rji - активное эквивалентное сопротивление изолирующего трансформатора;

LO - погонная индуктивность одножильного кабеля;

LT, - индуктивностьизолирующего

трансформатора;

Ст, - емкость изолирующего трансформатора;

- сопротивление изоляции участка кабеля;

/, - длина участка кабеля между изо- лирующими трансформаторами.

Устройство, реализующее способ, содержит участки одножильного кабеля - (кабельная сеть 1), изолирующие трансформаторы 2, светосигнальные лампы 3 накали- вания, регулятор 4 яркости, генератор 5 пилообразных напряжений, индикатор б, одно- вибратор 7, усилитель 8.

Кабельная сеть 1 ССО аэродрома (фиг. 1) состоит из большого числа изолирующих трансформаторов 2, которые разбивают сеть 1 на отдельные участки. К изолирующим трансформаторам 2 подключаются светосигнальные лампы 3 накаливания. Питание кабельной сети 1 осуществляется от регулятора 4 яркости. Смещение потенциала ка- бельной сети 1 осуществляют при помощи генератора 5 пилообразных напряжений, а измерение первой производной тока - при помощи индикатора 6, представляющего собой прибор магнитоэлектрической системы подключенный через одновибратор 7 к выходу усилителя 8, входы которого подключены к вторичной обмотке изолирующего трансформатора 2. Индикатор б, одновибратор 7 и усилитель 8 образуют измерительное устройство.

Определение места с пониженным сопротивлением изоляции осуществляют следующим образом.

От кабельной сети 1 отключают регулятор 4 яркости и подключают к одному из зажимов кабельной сети 1 генератор 5 пилообразных напряжений. Затем отсоединяют приблизительно в середине кабельной сети 1 лампу 3 накаливания от вторичной обмотки изолирующего трансформатора 2, подключив вместо нее индикатор б через одновибратор 7 и усилитель 8, и фиксируют показания индикатора б, которые обратно пропорциональны сопротивлению изоляции участка кабельной сети 1, расположенного за изолирующим трансформатором 2, к которому подключено измерительное устройство. После этого отсоединяют измерительное устройство от вторичной обмотки изолирующего трансформатора 2 и подключают вместо него лампу 3 накаливания. Если показания индикатора 6 оказались малыми, значит сопротивление изоляции кабельной сети 1 за исследованным изолирующим трансформатором 2 хорошее. Далее необходимо повторить перечисленные операции, подключив измерительное устройство к вторичной обмотке изолирующего трансформатора 2, расположенного между генератором 5 пилообразных напряжений и исследованным изолирующим трансформатором. По показаниям индикатора 6 определяют участок кабельной сети с ваименьщим сопротивлением изоляции, после чего его вновь делят на две части путем установки измерительного устройства в середине участка. Последовательно выполняя приведенные операции, находят участок между двумя соседними изолирующими трансформаторами с минимальным сопротивлением изоляции по максимальной разнице показаний индикатора б на границах исследуемого участка кабеля.

Ток на входе кабельной сети при подаче линейно изменяющегося напряжения определяется

f dU , и f. .at

IBX (/ЭК8 -т- С.ЭКВ и )

atНизКнз

где Сэкв - суммарная емкость на землю всех

элементов кабельной сети; а - скорость нарастания напряжения

на жиле кабеля;

- сопротивление утечек на землю в местах повреждения изоляции; и - линейно изменяющееся напряжение. Первая производная от тока /вх равна

ditx.

rft з

Отсюда видно, что она прямо пропорциональна скорости нарастания напряжения на входе кабельной сети и обратно пропорциональна сопротивлению утечек через изоляцию . Таким оразом, по значению производной тока -4 можно однозначно судить

о значениях сопротивления изоляции в электрической сети. Измеряя указанные первые производные тока в различных точках кабельной сети, можно всякий раз определять сопротивление участка сети, расположенного за точкой измерения, считая от точки подключения генератора 5 пилообразных напряжений. Ввиду того, что нельзя напряжение увеличивать до бесконечности, подdUдерживая производную -г- постоянной, ис-

пользуют в качестве источника смещения потенциала генератор 5 пилообразных напряжений, у которого участки линейно нарастающего потенциала периодически сменяются участками его резкого снижения (фиг. 3, а). При работе такого генератора на протяженную кабельную сеть в ней возникают колебания напряжений в точках изменения знака производной напряжения, которые в свою очередь вызывают появление переменного тока в элементах рассматриваемой кабельной сети.

При заряде кабеля (фиг. 3, а) с /i до /2 осуществляется повышение напряжения строго по линейному закону. При этом ем- костная составляющая тока заряда (фиг. 3, б) остается постоянной (4 С const),

а активная составляющая (/ц ) изменяется по линейному закону. Она и выделяется с помощью измерительного устройства (участок /1-/а).

На участке разряда кабеля (участок , фиг. 3) наблюдается колебательный процесс за счет емкостей и индуктивностей кабеля.

При этом токи в кабеле (фиг. 3, б) и их первые производные (фиг. 3, в) во многом превышают значения, наблюдаемые во время заряда кабеля. Поэтому согласно данному способу измерение полезного сигнала

jzJ.

... ii,.

|...,...,

фШ;

производится на участке времени (фиг. 3), когда первая производная тока di/df постоянная. Если производить измерение на всем периоде времени , полезный сигнал выделиь не удается, так как он значительно меньще по сравнению со значениями в переходной период.

Таким образом, применение данного способа позволяет без проведения земляных работ определить участок кабельной сети ССО аэродрома с пониженным сопротивлением изоляции без повреждения проверяемого кабеля и соседних кабелей, расположенных вблизи, что сокращает время в 3-5 раз на восстановление исправного состояния кабельной сети.

0

0

5

5

Формула изобретения

Способ обнаружения участков кабеля с пониженным сопротивлением изоляции, состоящий в том, что принудительно периодически смещают потенциалы участков кабеля по отнощению к земле по линейному закону от минимального значения до максимального и обратно, измеряют первую производную тока по участкам кабеля, определяют поврежденный участок кабеля по максимальной из измеренных значений первых производных тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, линейный закон смещения потенциала кабеля по отношению к земле поддерживают только при положительном или только при отрицательном знаке его первой производной, измерение первой производной тока осуществляют при постоянстве первой производной смещения потенциала кабеля по значению и по знаку, а определение поврежденного участка кабеля осуществляют по значению максимального изменения первой производной тока на границах исследуемого участка кабеля.

,.

,...,

Фиг.2

Rrn +Lf

Coin+Cm

i

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано при обнаружении мест повреждения изоляции в поврежденных электрических сетях. в частности в кабельных сетях систем светосигнального оборудования аэродромов с большой распределенной индуктивностью. Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости - достигается путем исключения колебательного процесса во время измерения первой производной тока. Для этого, согласно способу, закон смещения потенциала кабеля по отношению к земле поддерживают только при положительном или только при отрицательном знаке его первой производной, порядок измерения которой определяется данным способом. Устройство для реализации способа содержит: участки одножильного кабеля - кабельную сеть 1, изолирующие трансформаторы 2, светосигнальные лампы 3, регулятор 4 яркости, генератор 5 пилообразных напряжений, индикатор 6, одновибратор 7 и усилитель 8. Изобретение позволяет без проведения земляных работ определить участок кабельной сети аэродрома с пониженным сопротивлением изоляции без повреждения самих кабелей. 3 ил. (Л / / УУ X J/ J/ J Н8Н Hg г« Ф ФххФ Ф ххТ t . Ov- хч7с: I . - 8 Ю 4 фиг. 7

tj 2

фиг.З