Устройство для определения места короткого замыкания электрических цепей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, содержащее первый магнитный .датчик , соединенный выходом через первый усилитель, и первый детектор с первым входом первого индикатора , соединенного вторьюл входом через второй детектор с выходом второго усилителя, первый и второй Генераторы сигналов, соединенные пер-, выми выходами с клекмами для подключения входа и выхода первой электрической цепи соответственно, вторыми выходами - склеммами для подключения входа и выхода второй электрической цепи соответственно, о г л и ч а ю щ е е G я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены второй магнитный датчик, третий и четвертый генераторы сигналов, точник опорного напряжения, первый, второй, третий и четвертый компара-торы , первый и второй регистры, первый и второй дешифраторы элементы ИЛИ, второй индикатор и синхронизатор , соединенный первым, вторым, третьим и четвертым выходами с синхронизирующими входами первого, второго, третьего и четвертого генераторов сигналов соответственно, пятым выходом - с управляющими входами первого и второго регистров, соедйненнь синхронизирующими вхо .дами с соответствукяцими первым, вторым, третьим и четвертым выходами синхрониза тора, первые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов соединены с клеммами для подключения входов первой и второй электрических цепей соответственно, вторые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов соединены с клеммами для подключения выходов i первой и второй электрических цепей соответственно, выходы первого и вто (П рого магнитных датчиков соединены соответственно с первыми входами первого, второго, третьего, четвертого компараторов, соединенных вторыми входами с соответствующими выходами опорного напряжения, выходы первого и второго, трютьего и четвер .того к 1параторов соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров, выходы которых соединены через соответствующие первый и второй дешифраторы с первыми и вторыми входами элементов ИЛИ , соединенных выходами с входами вто ) рого индикатора, вход второго усио: лителя соединен с выходом второго 00 датчика, причем первый и второй магнитные датчики соединены жесткой механической связью и установлены в плоскости перпендикулярной плоскости расположения контролируемых электрических цепей на равном расстоянии от этой плоскости.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

8(Р G Ol R 31/02 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНФ, „.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ (21) 3411925/18-21 (22) 24.03.82 (46) 15.09.83. Бюл. Ф 34 (72) M.А.Поляков, Б.A.ßùóê и Н.А.Муронова (53) 621.317.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 761949, кл. G Ol R 31/02, 1980..

2. Авторское свидетельство СССР

М 813325, кл. .G 01 R 31/02, 1981 (прототип) . (54) (57) УСТР0ЙСТВ0 ДЛЯ 0ПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕСТА К0РОТК0Г0: ЗИМАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, содержащее первый маг« нитный -датчик, соединенный выходом через первый усилитель. и первый де:— тектор с первым входом первого ин-. дикатора, соединенного вторым входом через второй детектор с выходом вто рого усилителя, первый и второй ге- нераторы сигналов, соединенные пер-. выми выходами с клеммами для подключения входа и выхода первой электрической цепи соответственно:,. вторыми выходами — с.клеммами для: подключения входа и выхода второй электрической цепи соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем,.что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возмож. ностей устройства, в него введены ; второй магнитный датчик, третий и четвертый генераторы сигналов., ис- . точник опорного напряжения, первый, второй, третий и четвертый компара-., торы, первый и второй регистры, первый и второй дешифраторы, .элементы ИЛИ, второй индикатор и синхронизатор, соединенный первьм, вторым, третьим и четвертым выходами с

„„SU„„1041963 А синхронизирующими входами первого, второго, третьего и четвертого генераторов сигналов соответственно, пятым выходом — с управляющими входами первого и второго регистров, соединенных синхронизирующими входами с соответствующими первым, вторым, третьим и четвертым выходами синхронизатора, первые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов соединены с клеммами для подключения входов первой и второй электрических цепей соответственно, вторые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов соединены с клеммами для подключения выходов . первой и второй электрических цепей 3 соответственно, выходы первого и вто-. рого магнитных датчиков соединены. соответственно с первыми входами первого, второго, третьего, четвертого компараторов, соединенных вторыми входами с соответствующими вы-. Я ходами опорного напряжения, выходы первого и второго, третьего и четвертого компараторов соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров, выходы которых .соединены через соответствующие первый и второй дешифраторы спервыми и вторыми входами элементов ИЛИ, соединенных выходами с входами второго индикатора, вход второго усилителя соединен с выходом второго датчика, .причем первый и второй магнитные датчики соединены жесткой механической связью и установлены в плоскости перпендикулярной плоскости расположения контролируемых электрических цепей на равном расстоянии от этой плоскости.

1041963

Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение функциональных воэможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения места короткого замыкания элект- рических цепей, содержащее первый магнитный датчик, соединенный выходом через первый усилитель и первый детектор с первым входом первого индикатора, соединенного вторым входом через второй детектор с выходом второго усилителя, первый и второй генераторы сигналов, соединенные первыми выходами с клеммами для подключения входа и выхода первой электрической цепи соответственно, вторыми выходами — с клеммами для подключения входа и выхода второй электрической цепи соответственно, введены второй магнитный датчик, третий и четвертый генераторы сигналов, источник опорного напряжения, первый, второй, третий и четвертый компараторы, первый и второй регистры, первый и второй дешифраторы, элементы ИЛИ, второй индикатор и синхронизатор, соединенный первым, вторым, третьим и четвертым выходами с синхронизирующими входами первого, второго, третьего и четвертого генераторов сигналов соответственно, пятым выходом — с управляющим входами первого и второго рЕгистров, соединенных синхронизирующими. входами с, соответствующими первым, вторым, третьим и четвертым выходами синхронизатора, первые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов соединены с клеммами для подключения входов первой и второй электрических цепей соответственно, вторые выходы третьего и четвертого генераторов сигналов соединены с клеммами для подключения выходов первой и второй электрических цепей соответственно, выходы первого и второго магнитных датчиков соединены соответственно с первыми входами первого, второго, третьего, четвертого компараторов, соединенных. вторыми входами с соответствующими выходами источника опорного напряжения, выходы первого и второго, третьего и четвертого компараторов соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров, выходы которых соединены через соответствующие первый и второй дешифраторы с первыми и вторыми sxoдами элементов ИЛИ, соединенных выходами с входами второго индикатора, вход второго усилителя соединен с выходом второго датчика, причем первый и второй магнитные датчики соединены жесткой механической связью и установлены в плоскости перпендикулярной плоскости расположеИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может Г быть использовано для определения мест коротких замыканий в электрических цепях.

Известно устройство для обнаружения места короткого замыкания в электрическом монтаже, содержащее источник тока, генератор, первый и второй индикаторы, блок анализа, счетчик, индикатор и элемент совпадения flj .

Недостатками этого устройства являются необходимость подключения к каждому контакту проверяемых цепей и невозможность проследить 15 трассу участка, замыкающего одну цепь с другой.

Наиболее близким к предложенному по техническому решению является устройство для определения места короткого замыкания электрических цепей, содержащее первый магнитный датчик, соединенный выходом через первый усилитель и первый детектор с первым входом первого индикатора, 25 соединенного вторым входом через второй детектор с выходом второго усилителя, первый и второй генераторы сигналов, соединенные первыми выходами с клеммами для подключения входа и выхода первой электрической цепи соответственно, вторыми выходами — с клеммами для подключения входа и выхода второй электрической цепи соответственно )2J .

Недостатком известного устройства З5 являются его ограниченные функциональные,возможностиу с его.помощью нельзя проследить трассу участка, замыкающего одну цепь с другой; индикатор устройства не показывает, . 40 вдоль какой ив проверяемых цепей движется датчик и направление перемещения датчика относительно направления протекающего по цепи токау в случае неточной установки датчика 45 над проверяемой цепью индикатор известного устройства не указывает направление приближения к этой цепи; при движении датчика вдоль участков проверяемых цепей, где проводники расположены параллельно друг другу на малом расстоянии, вследствие компенсации электромагнитных полей встречно направленных токов индикатор покажет отсутствие сигнала на входе датчика (в месте короткого замыкания или вдалеке от проверяемых цепей).

Перечисленные ограничения функциональных воэможностей, особенно при сложной конфигурации и отсутствии визуального наблюдения проверяемых цепей, например когда они находятся на внутренних слоях печатных плат нли в жгутах,. приводят к увеличению времени определения места короткого замыкания. 5

1041963 датчиков б и 7 ориентированы параллельно в пространстве, удалены друг от друга на растояние равное нескольким поперечным размерам проводников проверяемого монтажа и от проверяемого проводника — на расстояние К и 2 соответственно (см.фиг.3).

Сигнал с выходов датчиков 6 и 7 усиливается соответственно усилителями 11 и 12, затем детектируется детекторами 9 и 10. Напряжение на выходе детекторов 9. и 10 пропорционально расстояниям R и RZ от датчиков 6 и 7 до проводника с током.

В зависимости от того, на выходе какого из детекторов напряжение в данный момент больше; ток через индикатор 8 протекает в сторону детектора с менывим выходным напряжением..

При этом стрелка индикатора 8 отклоняется оТ центра шкалы и указывает направление перемещения датчиков 6 и 7 в пространстве для их точной установки над проводником с током, которой соответствует равенство е, е-..

Для точной установки датчиков б и 7 над контролируемой цепью 24 их помещают на одинаковом расстоянии от плоскости, в которой расположен проверяемый проводник, затем поворачивают вокруг оси перпендикулярной этой плоскости до получения максимального отклонения стрелки индикатора 8 от центра шкалы и смещают датчики вдоль оси, проходящей через оба датчика, до тех пор, пока стрелка индикатора 8 установится в центре шкалы.

После точной установки датчиков 6, 7 над проводником с током производится анализ участка цепи, над которым находятся датчики 6 и 7, и направления их перемещения над этим проводником. Для чего синхронизатор

5 сигналами с первого, второго, третьего и четвертого выходов поочередно циклически разрешает выработку импульсных сигналов большой скважности на выходах соответственно генераторов 1,2,3, и 4 и запись в регистры 19 и 20 сигналов, поступающих с датчиков б .и 7 через компараторы 16-18 на информационные входы этих регистров. Скважность импульсных сигналов, задаваемых с. выходов генераторов 1-4 сигналов, выбирается таким образом, чтобы переход.ные процессы в катушке индуктивности датчика, возникающие после окончания импульса тока в проверяемом провод- нике, закончились до начала импульса с выхода другого генератора.

Сигнал на,выходе соответствующего компаратора появляется, если ЭДС, наведенная в магнитном датчике 6 или 7, находящемся в электромагнитном поле проводника с током, превысит по ве65 ния контролируемых электрических цепей на равном расстоянии от этой плоскости.

На фиг.l изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — блок-схема подключения электрических цепей с коротким замыканием к генераторам; .на фиг.3 — схема ориентации магнитных датчиков относительно проводника с током, а также относительно друг друга.

Устройство для определения. места короткого замыкания в электрическом монтаже содержит первый 1, второй 2, третий.3, четвертый 4 ге-. нераторы сигналов, синхронизатор 5, :.15 первый 6 и второй 7 магнитные дат-,г чики, .первый индикатор 8, первый 9 и второй 10 детекторы, первый ll .и второй 12 усилители, второй индикатор 13, источник 14 опорных напряжений, первый 15, третий 16, второй 17 и четвертый 18 компараторы, первый 19 и второй 20 регистры., первый 21 и второй 22 дешифраторы, элементы 23 ИЛИ, первую и вторую 5 контролируемые электрические цепи 24, клемму 25 для подключения входа первой контролируемой электрической цепи, клемму 26 для подключения выхода первой контролируемой элект-,, рической цепи, клемму 27 для под- ключения входа второй контролируе-.. мой электрической цепи, клемму 28 для подключения выхода второй элект« рической цепи.,На фиг.2 обозначены промежуточные замыкающие точки 29 и 30..

Устройство работает следующим образом.

Для отыскания места короткого за-.мыкания, проводники, между которыми 40 обнаружено короткое замыкание, под-, ключаются к генераторам 1-4 сигналов так, чтобы токи 3< и 3q генераторов 1 и 2, вырабатывающих сигналы большой скважности, проходили чЕ- 45 рез замыкающий участок и различные участки замыкающих проводников,, .а токи J$, Д4 генераторов 3 и 4, вырабатывающих сигналы большой скважности, проходили каждый только по 50 одному из проводников и не проходили через замыкающий участок (фиг.2).

На фиг.2 контролируемые цепи раэ" делены на четыре участка: клемма 25.— точка 29, точка 29 - клемма 26, то ю-. ка 30 - клемма 27, точка 30 - клемма 28, — и показан замыкающий учас- ток - точка 29 — точка 30. Магнит-ные датчики 6 и 7, представляющие собой катушки индуктивности .на фер-;; ритовых кольцевых сердечниках с эа4 60 зором, выходящим в торцовую плоскость цилиндрического магнитного экрана, перемещаются над любым участком замыкающих цепей. При этом продольные оси зазоров сердечников

1041963 личине напряжение на выходе источника 14 опорного напряжения, что позволяет отстроиться от наводок и помех. Поскольку к источнику 14 опорного напряжения. подключены различные входы компараторов, то они

5 попарно (первая пара - компараторы 15 и 16, вторая - компараторы 17 и 18) реагируют на различную полярность входного сигнала, которая зависит от положения датчиков 7 и 6 относительно проверяемого проводника с током. Код, накопленный.в регистрах 19 и 20 за один цикл работы синхронизатора 5, несет информацию о номерах и направлении токов, протекающих в контролируемой электрической цепи 24. Этот код дешифрируется дешифраторами 21 и 22 и в дешифрированном виде через логические элементы 23 ИЛИ поступает 29 на индикатор 13. При этом участку.

-25-29 (см.фиг.2) соответствует обнаружение датчиками токов J и Jg участку 29- 26 " J< и 3g участку

30-27 - ) и )4, участку 30-28 -J 25 и 34, участку 29-30 - Jq и 3g

Значение направления. протекания тока в проверяемом проводнике монтажа относительно входных зажимов электрических цепей при определенном положении датчика позволяет определить направление перемещения датчиков вдоль проводников относительно этих зажимов,;т.е. направление двиместу короткого

В конце цикла синхронизатор 5 сигналом по пятому выходу устанавливает регистры 19 и 20 в исходное состояние.

При прохождении датчиков над участками, где замкнутые проводники расположены параллельно друг другу на малом расстоянии, хотя бы один иэ удаленных друг от друга датчиков 6 и 7 будет находиться в точке пространства, где электромагнитное поле токов нескомпенсировано. Это приводит к занесению информации od этом токе хотя бы в один из регистров 19 или 20 и поступлению ее на индикатор 13 через соответствующий дешифратор 21 или 22 и логические элементы 23 ИЛИ. Если на датчики 6 и 7 эа цикл работы синхронизатора 5 поступает сигнал от более чем двух генераторов, это свидетельствует о том, что датчики находятся над параллельно расположеннымн йроводниками, принадлежащими разным участкам проверяемых цепей. Например (см.фиг.2), в месте близкого расположения проводников, принадлежащих участкам 25-29 и 30-27 будут обнаружены токи Э,. J$ 3 4, а на петлеобразном участке цепи 25-26, в районе точки 29, будут обнаружены.токи Jq Jg J .

Использование генераторов, образующих четыре контура протекания тока через проверяемые цепи, и обнаружение этих токов с помощью двоих удаленных друг от друга датчиков позволяет устройству индицировать направление приближения датчиков к проводникам цепи, номер участка .це-, пи, над которым перемещаются датчики, и направление их движения относительно токов протекающих по этим цепям, проследить трассу замыкающего участка от одной цепи к другой, уменьшить вероятность необнаружения петлеобразных участков цепей.

Таким образом, расширяются функциональные возможности устройства и сокращается время отыскания места короткого замыкания в электрическом монтаже, особенно при отсутствии возможности визуального наблюдения проверяемых цепей.

1041963

Я1иг. i авиа. 2

Составитель В.Дворкин

Редактор Л.Веселовская Техред К.Мыцьо КорректоР lO.Ìàêàðåíêî

Заказ 7121/46 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПНП Патент, г..ужгород, ул. Проектная, 4