Устройство для обнаружения места и величины утечки тока в проводниках, проложенных в земле Советский патент 1940 года по МПК G01R1/22 G01R31/08 

А, И. Дидебулидзе Устройство для обнаружения в проводниках, про Заявлено 14 января 1939 Опубликовано Уже известны устройства для измерения постоянных токов, основанные на использовании трансформатора, сердечник которого подмагничивается измеряемым постоянным током; в зависимости от изменения магнитной проницаемости материала сердечника меняется величина индуктируемого во вторичной обмотке трансформатора переменного напряжения. В предлагаемом, согласно изобретению, устройстве этот метод использован для обнаружения места и величины утечки токов в подземных кабелях. Особенность его заключается в применении двух пар- однотипных трансформаторов с разъемными сердечниками, предназначенных для надевания на концы исследуемого участка провода, по которому течет постоянный ток, причем первичные обмотки каждой пары этих трансформаторов включены в сеть переменного тока навстречу друг другу, а соединенные последовательно вторичные обмотки служат для включения диференциального измерительного прибора. На чертеже фиг. 1 изображает основную схему, положенную в основу предложенного устройства и состояА, М. Исакадзе. ста и величины утечки д;ока оженных в земле. да в НКПС за Хь 1785. мая 1940 года. щую из двух однотипных трансформаторов, надетых на контролируемый провод и соединенных таким образом, что переменные токи в их вторичных обмотках направлены навстречу друг другу; фиг. 2 - общую схему соединения предложенного, согласно изобретению, устройства; фиг. 3 - другую форму выполнения устройства по схеме мостика Уитстона и фиг. 4- еще одду форму выполнения по схеме мостика Томсона. Как показано на фиг. 1, трансформаторы состоят из двух замкнутых железных сердечников, которые могут раскрываться и надеваться на проводник, зарытый в землпо, для чего проводник откапывается приблизительно на длину 1 м, и пара железных сердечников трансформатора надевается на него на расстоянии около 50 см друг от друга. Соединение обмоток трансформатора происходит следующим образом. Каждая пара трансформаторов состоит из двух первичных обмоток а и а , питаемых общим переменным током и включенных друг другу навстречу, и вторичных обмоток b и Ь, включенных последовательно. Так как первичные обмотки а и а

.включены друг другу навстречу, то во вторичных обмотках 6 и Ь будут ин.дуктнроваться равные э. д. с., но сдвинутые друг относительно друга на 180° и, следовательно, взаимно компенсирующиеся. Поэтому, если мы вторичные обмотки замкнем на гальванометр G, включенный, например, через сопротивление R и выпрямитель d, то гальванометр G покажет полное отсутствие тока в цепи.

Если в проводнике Р, проходящем внутри сердечников трансформаторов, будет протекать постоянный ток, то он создает в сердечнике каждого из трансформаторов дополнительное постоянное подмагничивание, которое в какой-либо момент в одноМ из трансформаторов будет совпадать по направлению с потоком, создаваемым первичной обмоткой, а в другом, наоборот, будет иметь противоположное направление, т. е. в одном он будет складываться, а в другом вычитаться. Таким образом, во вторичных обмотках симметрия э. д. с. нарушится и В них появится ток, величина кото,рого является функцией тока J, протекающего по проводнику Р. Наибольший эффект получится в том случае, когда сердечники трансформаторов при отсутствии тока в проводнике Р находятся вблизи насыщения.

Фиг. 2 показывает полную схему .устройства для обнаружения места утечки тока в проводнике. Оно состоит из двух пар / и // кольцевых трансформаторов, расположенных на расстоянии L, равном 100 м или более друг от друга и питаемых общим переменным током. Вторичная обмотка каждой из систем через выпрямитель di и, соответственно, dz соединяется с соответствующей обмоткой диференциального гальванометра DC. Сопротивлением R здесь служит сопротивление об.мотки диференциального гальванометра.

ЕслИ по проводнику Р в системе / ц Я протекает один и тот же ток, то 30 вторичных цепях систем I и II будут протекать равные токи и стрелка диференциального гальванометра не отклонится.

Если же между пунктамИ, где расположены системы / и //, имеется

утечка тока, выход или вхождение в проводник блуждающих токов, то тогда по участкам проводника Р в зонах систем I н II будут протекать токи разной силы Ji и /2 и во вторичных обмотках будут индуктироваться различные по величине напряжения, вследствие чего стрелка гальванометра отклонится.

По направлению отклонения стрелки гальванометра можно определить притекают ли из земли или, наоборот, вытекают в землю с проводника Р блуждающие токи между пунктами расположения систем I и II, а также - их величину.

Вместо диференциального гальванометра DG может быть использована обычная схема моста Уитстона либо моста Томсона.

Фиг. 3 показывает форму выполнения устройства, в котором использована схема моста Уитстона.

Цепь вторичных обмоток каждой из систем / и // через выпрямители di и с/2 соединяется с соответственным сопротивлением RI или RZ, служащим одним из плеч моста Уитстона.

Величины сопротивлений плеч гиг подобраны таким образом, что мостик уравновещен; поэтому, если в цепях вторичных обмоток в обеих системах I я II токи равны, то мостик будет оставаться в равновесии, а стрелка гальванометра G будет стоять на нуле. Если же между системами /и// блуждающий ток выходит или входит в проводник Р, то токи в системах будут неравны, поэтому равновесие нарушится, что вызовет отклонение стрелки гальванометра.

В зависимости от направления отклонения стрелки гальванометра можно судить о направлении и величине блуждающих токов на участке между пунктами расположения систем / и 7/.

Вместо мостика Уитстона может быть использована схема моста Томсона, как показано на фиг. 4.

Предмет изобретения.

Устройство для обнаружения места и величины утечки тока в проводниках, проложенных в земле, основанное на методе использования изменения

вторичного напряжения в трансформаторе переменного тока при подмагничивании его сердечника измеряемым постоянным током, протекающим по исследуемому проводнику, отличающееся применением четырех однотипных трансформаторов с разъемными сердечниками, предназначенными для

надевания попарно на исследуемый провод на концах проверяемого участка, первичные обмотки которых включены навстречу друг другу в сеть переменного тока, а соединенные последовательно вторичные обмотки служат для включения диференциального измерительного прибора.