Устройство для измерения расстояния до места повреждения в кабеле Советский патент 1980 года по МПК G01R31/08 

торого соединен с второй входной кламмой, отрицательные полюса источника опорного напряжения, блока дифференцирования и интегратора соединены с общей шиной, выход амплитудного детектора через преобразователь напряжение-частота соединен с вторым входом элемента совпадения, выход которого соединен, с входом бло ка цифровой индикации, а двухполюсны элемент с релейной характеристикой соединен с соответствующими выводами поврежденных жил исследуемого кабеля. На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства; на фиг. 2 - времен ные диаграммы, поясняющие.его работу. Устройство содержит источник опор ного напряжения 1, блок сравнения 2, триггер 3, интегратор 4, преобразова тель ток-напряжение 5, блок дифференцирования 6, амплитудный детектор 7, преобразователь напряжение-часто та 8, элемент совпадения 9, блок цифровой индикации 10, двухполюсный элемент с релейной характеристикой 11и входные клеммы 12 и 13. Исследуемый кабель обозначен цифрой 14. Устройство работает следующим образом. Соответствующие вЬшоды поврежденных жил 15 и 16 исследуемого кабеля 14 соединяются с входными клеммами 12и 13 устройства.К противоположным выводам поврежденных жил 15, 16 исследуемого кабеля 14 подключается двухполюсный элемент с релейной характеристикой 11. На вход интегратора 4 поступает сигнал с выхода триггера 3, который находится, например, в состоянии,соответствующем отрицательному значению выходного напряжения триггера 3 Выходное напряжение интегратора 4 Uj U- -:p-t, изменякндееся по линейному закону, через входную клемму 12 подается в исследуемый кабель 14 (здесь - выходное U-,- напряжение триггера 3,(1п постоянная времени интегратора 4), а также на один из входов блока сравнения 2. Когда значение J достигает значения напряжения UQ, подаваемого на второй вход блока сравнения 2 с выхода источника опорного напряжения 1, выходной сигнал блока сравнения 2 подтвердит ис ходное состояние триггера 3 (значение идвыбирается равным пороговому напряжению двухполюсного элемента с релейной характеристикой 11). В это момент времени IQ напряжение на полюсах двухполюсного элемента с реле ной характеристикой-11 еще не дости ло значения. Up и ток через него равен нулю. При этом через сопротивления R, RX участков поврежденных жил 15 и 16 исследуемого кабеля 14 от входны клемм 12 и 13 до места повреждения 17 и сопротивления утечки R-y в месте повреждения 17 исследуемого кабеля 14 течет ток iу, создаваемый напряжением. Значение этого тока преобразуется в значение напряжения с помощью преобразователя ток-напряжение 5,выходное напряжение которого УП изменяется по линейному закону. Напряжение Up и, следовательно, напряжение УП продолжают линейно нарастать до момента времени t, когда напряжение на полюсах двухполюсного элемента с релейной характеристикой 11 достигает напряжения переключения Од. В этот момент t дифференциальное сопротивление двухполюсного элемента с релейной характеристикой 11 резко уменьшается и, следовательно, изменяется скорость нарастания тока в исследуемом кабеле 14, а также скорость изменения напряжения Uf на выходе преобразователя „ток-напряжение 5 (пунктирная линия на фиг. 2,б).При этом на выходе блока дифференцирования б появится импульс Уд, переключающий триггер 3 в состояние, которое соответствует положительному значению U-J-. В момент t;| полярность выходного напряжения триггера 3 меняется,и выходное напряжение интегратора 4 линейно убывает до момента t2 равенства УП напряжению UQ. В момент t2 по сигналу с выхода блока сравнения 2триггер 3 устанавливается вновь в состояние - У-|-, полярность его выходного напряжения меняется, а напряжение на выходе интегратора 4 начинает вновь линейно нарастать.Когда напряжение на полюсах двухполюсного элемента с релейной характеристикой 11 достигнет значения и, сигнал с выхода блока дифференцирования 6 переключит триггер 3 в состояние + UY и описанный процесс повторится. При этом на выходе триггера 3формируются импульсы, период следования которых пропорционален значению K.f. Значение полупериода Т следования этих импульсов определяется из выражения (и„,-ио) , где и - максимальное значение выходного напряжения интегратора 4 в моменты t, t и т.д., откуда Т - () « /UTОчевидно, что значение RX можно определить по отношению падения напряжения на нем к значению тока i . в моменты t, t и т.д. (значению максимального тока в исследуемом кабеле 14) RK ). (г Выходное напряжение преобразоваты времени пропорцирнально значе V,-4,R--4V,-YJR/R,, где R - коэффициент преобразователя VoK-напряжение 5. Выходное напряжение последнего поступает на вход амплитудного детектора 7, а напряжение Uf) на его выходе пропорционально максимальному значению Up. Напряжение с выхода амплитудного детектора 7 преобразуется в частоту fx с помощью преобразователя напряжениечастота 8, функция преобразования которого определяется как f; ( коэффициент преобразования преобразователя напряжение частота 8, К. 2 коэффициент преобразования амплитудного детектора 7 . На входы элемента совпадения 9 поступают сигналы с выходов триггера 3 и преобразователя напряжениечастота S. Интервал времени Т заполняется импульсами, следующими с частотой f)(,пpи этом количество импульсов N в блоке цифровой индикации 10 ,. т пч-УоПп-К.Ях Ь Y.. .RV Если значение R соответствует значе нию километрического сопротивления жилы, исследуемого кабеля 14, то зн чение N пропорционально расстоянию Х до места повреждения. Устройство позволяет измерять с высокой точностью расстояние до мес та повреждения при повреждении всех жил кабеля, а также при повреждении однопроводного кабеля. Формула изобретения Устройство для измерения расстояния до места повреждения в кабеле, содержсццее источник опорного напряжения, блок сравнения, интегратор и входные клеммы, соединенные с соответствующими выводами поврежденных жил исслёдуемого кабеля, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьлиения точности измерения, в него введены триггер, блок дифференцирования, преобразователь токнапряжение, амплитудный детектор, преобразователь напряжение-частота элемент совпадения, блок цифровой индикации и двухполюсный элемент с релейной характеристикой, причем по ложительный полюс источника опорного напряжения соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с первой входной и с выходом интегратора,вход которого соединен с первым входом элемента совпадения и с выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения, а второй вход триггера соединен с выходом блока дифференцирования,вход которого соединен с входом амплитудного детектора и с выходом преобразователя ток-напряжение, вход которого соединен с второй входной клеммой, отрицательные полюса источника опорного напряжения, блока дифференцирования и интегратора, соединены с общей шиной, выход амплитудного детектора через преобразователь напряжение-частота соединен с вторым входом элемента совпадения, выход которого соединен с входом блока цифровой индикации, а двухполюсный элемент с релейной характеристикой соединен с соответствующими выводами поврежденных жил исследуемого кабеля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кушнир В.М. и др. Измерения в технике связи. М., Связь, 1976, с. 389. 2.Авторское свидетельство СССР № 602887, кл. G 01 R 31/08, 18.06.74 (прототип).