Устройство для определения места повреждения изоляции электрического проводника Советский патент 1982 года по МПК G01R31/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА

ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРОВОДНИКА Изобретение относится к измерениям расстояний до мест повреждения электрических проводников тока индукционным способом и может быть использовано для определения мест повышения проводимости изоляции жил, экранов и металлических оболочек кабелей, одиночных проводников, в том числе трубопроводов. Известно устройство для определения места замыкания жилы на оболочку кабеля, содержащее два генератора разных частот и кабелеискатель, причем оба генератора соединены с поврежденной жило При повреждении изоляции жилы от земли часть одиночного тока стекает с поврежденной жилы через поврежденную оболочку в землю. Электромагнитное поле одиночного тока в земле воздействует на приемные антенны кабелеискателя. По этому известное устройство неприменимо для определения места повреждения изоля ции жилы от земли, а также пля определения места повреждения изоляции одиночных проводников, например трубопроводов и оболочек каб.елей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения места повреждения изоляции электрического проводника, содержащее два генератора, частотно-зависимый электрический контур, две дифференциально включенные приемные антенны, усилитель, два полосовых фильтра и два индикатора, причем оба генератора соединены с первым выводом поврежденного электрического проводника, электрический контур соединен со вторым выводом поврежденного проводника, две антенны соединены со входом усилителя, выход которого через соответствующие полосовые фильтры соединен с двумя индикаторами 2 . Недостатками известного устройства Являются низкая чувствительность к повышению проводимости изоляции и низкая производительность контроля, обусловлен-1 ная необходимостью частого, тщателънего симметрирования приемника относитепьно контрольного тока в точках обсле дуемой трассы проводника. Кроме того, для выполнения симметри рования путем наклона антенн оператор вынужден останавливаться через каждые .несколько метров, вследствие чего скорость прохода трассы снижается. Особенно усложняется применение устройства при ра мещении его на транспортном средстве. Низкая чувствительность устройства объясняется тем, что при слабых токах утечки в месте Повреждения, например, при большом переходном сопротивлении проводник-земля, показания индикатора измерительного тока по своей величине сравнимы с флюктуационными показаниями индикатора контрольного тока во время движения приемника, Флюктуационные показания индикатора возникают вследствие случайных колебаний антенн во время переноски приемника В результате оператор может пройти место повреждения, не заметив его. Цель изобретения - повышение произ- водитепьности контроля и чувствительнос ти устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее измеритель ный и контрольный генераторы, выходы которых соединены с первым выводом объекта контроля, второй вывод которого соединен через блок электрического контура с общей шиной, две дифференциально включенные приемнъю антенны, соединенные со входом блока усилителя, выход которого соединен со входами блоков полосовых фильтров соответственно измерительной и контрольной частот, два блока индикаторов, введены второй блок усилителя, третий блок индикатора, вторые бло ки полосовых фильтров соответственно измерительной и контрольной: частот, четыре блока выпрямителей, два блока делителей напряжения соответственно измерительной и контрольной частот, блок вычитания, причем выход одной из приемных антенн соединен со входом второго блока усилителя, выход которого соединен со входами вторых полосовых фильтров соответственно измерительной и конт рольной частот, выходы которых соединены со входами соответственно первого и второго блоков выпрямителей, выход первого блока выпрямителя соединен с пер- вым входом первого блока делителя, выход второго блока выпрямителя соединен с первым входом второго блока делителя. ВЫХОД первого полосового фильтра измерительной частоты соединен со входом третьего блока выпрямителя, выход которого соединен с первым блоком индикатора и со вторым входом первого блока делителя, выход первого полосового фильтра контрольной частоты соединен со входом четвертого блока выпрямителя, выход которого соединен со вторым блоком индикатора и со вторым входом второго блока делителя, выходы блоков делителей соединены с соответствующими входами блока вычитания, выход которого соединен со входом третьего блока индикатора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит измерительный 1 и контрольный 2 генераторы, блок 3 электрического контура (двухполюсник), приемные антенны 4 и 5, резисторы 6 и 7, блоки усилителей 8 и 9, полосовые фильтры 10 и 11 измерительной частоты, полосовые 4вц1ьтры 12 и 13 контрольной частоты, блоки индикаторов 14 и 15, блоки выпрямителей lU - 1У, делитель 20 напряжения по измерительной частоте, делитель 21 напряжения по контрольной частоте, блок 22 вычитания и блок третьего индикатора 23. Устройство работает следующим образом. В начале между объектом контроля и землей включают измерительный 1 и контрольный 2 генераторы, а на противоположном конце между объектом контроля и землей включают трехэлементный пассивный двухполюсник 3, имеющий полюс на измерительной частоте и нуль на контрольной. Для отыскания места повреждения используют приемник с приемными антеннами 4 и 5. Наклоном антенн приемник симметрируют относительно контрольного тока, текущего в объекте контроля и земле, добиваясь минимума показания индикатора 15. Проходя по трассе с переносным приемником, ориентируют антенны до уменьшения сигнала контрольной частоты в индикаторе 15. В исправном отрезке проводника как контрольный, так и измерительный ток под обеими антеннами одинаков. Поэтому при балансе приемника по контрольному току он сбалансирован и по измерительному, и сигнала в индикаторах 14 и 23 нет. 59 В месте повреждения часть измерительного и контрольного токов стекает с объекта контроля в землю. Благодаря включению в конце объекта контроля час тотног-зависимой нагрузки относительные уменьшения токов в проводнике в месте повреждения различны на контрольной и измерительной частоте. Поэтому при балансе приемника по контрольному току он разбалансирован по измерительному. По максимуму этого разбаланса судят о месте пощэеждения. Однако при проходе трассы с приемником, вследствие случайньтх колебаний антенн, происходит флюктуационная раэбалансировка приемника по контрольному измерительному току. Абсолютные значения напряжений разбаланса на входе усилителя 8 по измерительному и контрольному токам усиливаются им и поступают через соответствующие полосовые фильтры 10 и 12 на выпрямители 16 и 18 и индикаторы 14 и 15. Одновременно с этим ЭДС с антенны 5 через второй усилитель 9 и соответствующие полосовые фильтры 11 и 13 поступает на выпрямители 17 и 19. В результате усиления в усилителях 8 и 9, затухания в фильтрах 10, 12, 1 и 13, выпрямления в выпрямителях 16, ,18, 17 и 19, на выходах последних поЯвляются выпрямленные напряжения. Напряжения с выходов выпрямителей 16 и 17 поступают на два входа делите ля 20 напряжения, а напряжения с выходов выпрямителей 18 и 19 поступают на два входа делителя 21 напряжения. В делителе 2О (21) напряжения производится деление абсолютного напряжения разббшанса на ЭДС во второй антенне, в результате чего на выходе делителей 2О и 21 напряжения появляются ана логовые величины относительных напряжений разбаланса. Следовательно, над исправным отрезком проводника, т.е. ког да штанга с антеннами наклонена к оси испытуемого проводника, относительные напряжения разбаланса по измерительному и контрольному токам на выходах делителей 20 тл 2.1. напряжения одинаковы. Относительные напряжения разбаланса в виде аналоговых величин поступают с выходов делителей 20 и 21 напряжения на выходы блока 22 вычитания. Так как над исправным отрезком про водника относительные напряжения разбаланса равны, то следовательно, инди4катор 23 на выходе блока 22 вычитания показывает нуль., При балансе по контрольному току над исправным отрезком проводника напряжения разбаланса равны нулю, следовательно в данном случае третий индикатрр 23 устройства показывает нуль. Таким образом, как при балансе по контрольному току, так и при разбалансе над исправным отрезком проводника третий индикатор 23 устройства показывает нуль. Благодаря этому снимается требова ние постоянной балансировки штанги с приемными антеннами относительно проводника с током. В месте повреждения относительные уменьшения токов в проводнике на изме-. рительной и контрольной частоте не совпадают. Таким образом, как при балансе по контрольному току, так и при разбалансе, в месте повре)Кдения относительные напряжения разбаланса по измерительному и контрольному токам не равны друг другу и показание третьего индикатора 23 отлично от нуля. По максимуму показания индикатора 23 судят о месте повреждения. Положительный эффект от применения устройства получается в результате того, что в блоке 22 вычитания сравниваются не абсолютные, а относительные напряжения разбаланса по измерительному и контрольному токам. С учетом действия всех трех индикаторов приемника использование устройства осуществляется следующим образом. Оператор, проходя или проезжая с Приемником по трассе проводника, наблюдает за всеми тремя индикаторами. Если показания индикаторов 14 и 15 отличны от нуля и разные, а индикатор 23 показывает нуль, антенны находятся над исправным отрезком проводника, но пространственно не отсимметрированы относительно проводника. При этом оператору нет необходимости останавливаться для симметрирования антенн. Если показание индикатора 23 отлично от нуля, антенны находятся над местом повреждения. Оператор останавливается, симметрирует антенны относительно проводника, добиваясь исчезновения тока в индикаторе 15, а по показанию индикатора 14 ориентировочно определяет значение переходного сопротивления проводник-земля в месте повреждения.

Использование блоков деления и вычитания и третьего индикатора позволяет устранить необхош1мость частых остановок оператора для симметрирования антенн относительно контролируемого про водника. В результате повьпцается производительность контроля, появляется возможность размещения приемника уст-, ройства на транспортном средстве.

Формула изобретения

Устройство для определения места повреждения изоляции электрического

проводника, содержащее измерительный и контрольный генераторы, выходы которых соединены с первым выводом объекта контроля, второй вывод которого соединен через блок электрического контура с общей шиной, две дифференциально включенные приемные антенны, соединенные, со входом блока усилителя, выход которого соединен со входами блоков полосо вых фильтров соответственно измеритель ной и контрольной частот, два блока индикаторов, отличающееся , что, с целью повышения чувствительности устройства и производительности контроля, в него введены второй блок усилителя, третий блок индикатора, вторые блоки полосовых фильтров соответственно измерительной и контрольной частот, четыре блока выпрямителей, два блока делителей напряжения соответственно изме

рительной и контрольной частот, блок вычитания, причем выход одной из приемных антенн соединен со входом второго блока усилителя, выход которого соединен со входами вторых полосовых фильтров соответственно измерительной и контрольной частот, выходы которых соединены :со входами соответственно первого и второго блоков йыпрямителей, выход n jвого блока выпрямителя соединен с первым входом первого блока делителя, выход второго блока выпрямителя соединен с первым входом второго блока делителя, выход первого полосового фильтра измерительной частоты соединен со входом третьего блока выпрямителя, выход которого соединен с первым блоком индикатора и со вторым входом первого блока д&лителя, выход первого полосового фильтра контрольной частоты соединен со входом четвертого блока выпрямителя, выход которого соединен со вторым блоком индикатора и со вторым входом второго блока делителя, выходы блоков делителей соединены с соответствующими входами блока вычитания, выход которого соединен со входом третьего блока индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 4О6174, кл. QOlR 31/О8, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 750397 кл. GOl R 31/08, 1980 (прототип).