Топографический способ определения места изменения сопротивления изоляции кабельной линии Советский патент 1993 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам топографического (непосредственного) определения места изменения сопротивления изоляции кабелей (информационных, силовых), укладываемых в воду, грунт или другую среду. Наиболее оно употребимо к кабелям, прокладываемым по морскому дну, и может быть использовано к.любым кабелям, укладываемым в воду.

Цель изобретения - повышение точности нахождения места изменения сопротивления изоляции на кабеле и уменьшение времени его поиска.

Цель достигается тем, что на кабель при укладке наносят метки длины с помощью магнитной записи или другим методом, при

появлении снижения сопротивления изоляции вычисляют расстояние до места изменения сопротивления изоляции, а при его поиске на кабеле последовательно считывают с кабеля метки длины и находят метку, соответствующую вычисленному расстоянию до места снижения сопротивления изо- ляции, тем самым определяя место изменения сопротивления изоляции непосредственно на кабеле.

Признак Вычисление расстояния до места понижения сопротивления изоляции известен в прототипе, где позволяет с помощью топографической карты определить место повреждения. В предлагаемом способе совместно с признаками на кабель при укладке наносят метки длины с помощью

00

кэ

о

О О

магнитной записи или другим методом и при его поиске на кабеле последовательно считывают с кабеля метки длины и находят метку, соответствующую вычисленному расстоянию до места снижения сопротивления изоляции обеспечивается точное и быстрое определение места понижения сопротивления изоляции уже не по карте, а непосредственно на кабеле.

Таким образом, предлагаемый способ проявляет свойства определения места понижения сопротивления изоляции непосредственно на кабеле (в море), вне зависимости от точности укладки, точности нахождения кабеля, рельефа дна и точности ориентации судна.

Поясним предложенный способ. При укладке кабеля в море (или другую среду) на него через определенный интервал наносят метки длины. Метки длины (расширенная информация о текущей длине кабеля) - это числа, представляющие собой расстояние от начала кабеля до того места на кабеле, в которое ставится метка Числа наносятся на кабель, например, таким же образом, как ato делается при записи чисел на магнитную ленту ЭВМ Интервал нанесения меток равен той погрешности, с которой хотят определить место снижения сопротивления изоляции. Метка должна удовлетворять тре- бованиям несмываемости. достоверности, долговечности. Большинство кабелей, укладываемых о воду (или другую среду),-представляют собой медную (алюминиевую) жилу в изоляции, армированную стальными прутками для прочности, упругости или находящуюся в стальной броне. В частности, можно наносить эти метки с помощью магнитной записи на армирующие прутки (или броню), как на магнитный носитель, в виде цифровой магнитной записи, с помощью магнитных записывающих головок. Тем самым решается вопрос о простоте (полной автоматизации) нанесения меток при укладке кабеля; информация на кабеле удовлет- воряет требованиям долговечности, несмываемости.

После укладки периодически контролируют общее сопротивление изоляции кабе- ля. При снижении сопротивления изоляции рассчитывают расстояние от начала кабеля до места снижения, например, способом определения места снижения сопротивления изоляции в цепи постоянного тока (или другим дистанционным методом). Для этого подключают к кабелю источник постоянного напряжения, измеряют с помощью вольтметра напряжение одного из полюсов источника по отношению к земле, измеряют с помощью вольтметра полное питающее напряжение источника, измеряют полное сопротивление изоляции кабельной линии, определяют отношение напряжения одного из полюсов источника к полному напряжению источника и во время укладки в относительных единицах снимают эталонный график распределения напряжения на элементах кабеля по отношению к земле и затем при понижении общего сопротивления изоляции производят измерения тех же двух напряжений и отношения по формуле

Ui/U

Unocne/U - (1до/и Rnoc/ie

Vio

Rnor

рассчитывают относительное напряжение в искомом месте понижения сопротивления изоляции,

где Ui/U относительное напряжение в искомом месте изменения сопротивления изоляции;

Unornp/U , иДо/и отношение напряжения полюса питающего источника относительно земли (или 1)д0) к полному напряжению источника L) (или U1 ), при которых измерялось Unm.np (или Удо) соответственно до и после появления снижения сопротивления изоляции

Ндо. Япосле - общее сопротивление изоляции до и после возникновения изменения.

и по ранее снятому эталонному графику распределения относительного напряжения, по кабелю определяют расстояния от начала кабеля дэ места понижения и находят это место на топографической карте укладки кабеля.

При поиске рассчитанного места снижения сопротивления изоляции уже непосредственно на кабеле (в море) с кабеля считывают нанесенные при укладке метки длины с помощью считывающих магнитных головок и находят метку на кабеле, соответствующую вычисленному расстоянию до места снижения и т.о. точно определяют место снижения сопротивления изоляции на кабеле.

В отличие от прототипа в предлагаемом способе отсутствует ошибка определения места снижения сопротивления изоляции от неточности укладки кабеля в море, ошибка из-за рельефа дна, т.е. несоответствие расстояния по карте и длины кабеля, ошибка из-за неточности прибытия судна в найденное по карте место.

Уменьшение времени поиска места понижения сопротивления изоляции обусловлено тем, что в предлагаемом способе это время определяется только временем прибытия судна к данной метке на кабеле. В прототипе же этот процесс более длителен. Здесь для достижения приемлемой точности локализации повреждения, определенном по карте, производят рубку кабеля в море на два куска, а затем, измеряя сопротивление изоляции, определяют, в каком месте снижения сопротивления изоляции (слева или справа от места рубки). После этого место рубки сваривают и перемеща- ются по направлению к месту предполагаемого снижения сопротивления изоляции, вновь рубят кабель и т.д.. пока не определят место снижения с приемлемой точностью. Очевидно, что время поиска при этом суще- ственно возрастает.

На чертеже показано предлагаемое устройство, реализующее этот способ. Устройство топографического определения места понижения сопротивления изоляции кабельной линии состоит из:

1 блок промера кабеля, состоящий из маркера 2 и считывающего устройства 3, причем маркер и считывающее устройство расположены друг от другл на расстоянии I базовое,

А - стирающий блок подготавливающий кабель к записи метки длины при маркировке кабеля.

5- основной маркирующий блок, запо- минающий информацию о текущей длине кабеля.

6- микропроцессорный блок управления, управляющий работой маркирующего блока, блоком примера длины кабеля, сти- рающим блоком;

7- блок индикации режима работы и наносимой (считываемой) метки длины кабеля

8- блок ввода режима работы для зада- ния режима работы системы

9- блок измерения сопротивления изоляции и определения расстояния до места понижения, реализующий один из дистанционных методов.

Устройство работает следующим образом. При укладке кабель промеряют блоком примера 1 с помощью маркера 2 и считывающего блока 3, расположенных друг от друга на расстоянии I базовое. Промер происходит так: маркер 2 ставит метку на движущийся кабель, при достижении меткой считывающего блока 3 маркер снова ставит метку и т.д.; to. ведется подсчет измерительных меток блоком 3. Через задан- ную длину кабеля маркирующий блок 5 записывает на кабель расширенную информацию о текущей длине кабеля в метрах кодами (например, магнитным способом). Для того, чтобы измерительные метки не

смешивались с расширенной информацией о текущей длине кабеля, их стирает стирающий блок 4. Маркировка кабеля ведется во время его укладки. При утом на блоке индикации отображается текущая длина укладываемого кабеля. После укладки кабеля ведут контроль за сопротивлением его изоляции, подключая концы кабеля через определенные промежутки времени к блоку 9 измерения сопротивления изоляции и определения расстояния до места понижения.

При ухудшении сопротивления изоляции кабеля одним из дистанционных методов определяют расстояние от начала кабеля до места, в котором оно произошло, с помощью блока 9.

Для определения этого места непосредственно на кабеле устройство работает в режиме считывания меток: с кабеля считывают расширенную метку длины блоком считывания 3 и далее блоком промера 1 находят именно то место, в котором произошло понижение изоляции. Блок 6 при этом декодирует информацию о длине и выводит ее на блок информации 7. Система сигнализирует, если находит нужное место кабеля.

При использовании способа резко уменьшается время поиска места понижения, снижается трудоемкость и повышается точность локализации.

Формула изобретения

Топографический способ определения места изменения сопротивления изоляции кабельной линии, заключающийся в вычислении расстояния до места изменения сопротивления изоляции, для чего подключают к кабелю источник постоянного напряжения, измеряют с помощью вольтметра напряжение одного из полюсов источника по отношению к земле, измеряют с помощью вольтметра полное питающее напряжение источника, измеряют полное сопротивление изоляции кабельной линии, определя ют отношение напряжения одного из полюсов источника к полному напряжению источника и во время укладки в относительных единицах снимают эталонный график распределения напряжения на элементах кабеля по отношению к земле и затем при изменении сопротивления изоляции производят те же измерения двух напряжений и их отношения, рассчитывают относительное напряжение в искомом месте изменения сопротивления изоляции по формуле

Ui/U

ипослв/и ЯДо - Uno/U1

до

-R

после

где Ui/U относительное напряжение в искомом месте изменения сопротивления изоляции:

Unocne/U отношение напряжения полюса источника относительно земли Unocne к рабочему напряжению сети U . при котором измерялось Unocne, после понижения сопротивления изоляции;

Удо/и1 - то же, до изменения сопротивления изоляции при рабочем напряжении U ;

Ядо. Рпогле - общее сопротивление изоляции до и после возникновения изменения,

и по ранее снятому эталонному графику распределения относительного напряжения на элементах кабеля определяют расстояние до места изменения сопротивления изоляции, и по топографической карте местности,

где уложен кабель, определяют место повреждения кабеля на карте, отличаю:, щ и и с я тем. что. с целью повышения точности нахождения места изменения сопротивления изоляции на кабел е и уменьшения времени его поиска, на кабель при укладке наносят метки длины с помощью магнитной записи или другим методом/при появлении снижения сопротивления изоляции вычисляют расстояние до места изменения сопротивления изоляции, а при его поиске на кабеле последовательно считывают с кабеля метки длины и находят метку, соответствующую вычисленному расстоянию до места изменения сопротивления изоляции, тем самым определяя место изменения сопротивления изоляции непосредственно на кабеле.

Использование: в измерительной технике, в частности в способах топографического определения места измен сопротивления изоляции кабелей, укладываемых в воду, грунт или другую среду. Сущность изобретения, способ позволяет с повышенной точностью определять место понижения сопротивления изоляции кабельной линии. Для этого кабель при укладке маркируют магнитным или другим методом, для чего записывают через определенные расстояния на кабель в кодах информацию о текущей длине кабеля, а при поиске места понижения сопротивления изоляции считывают информацию о текущей длине кабеля и по ней определяют место понижения. 1 ил Ё