Индукционно-акустический кабелеискатель

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения мест повреждения в силовых кабелях. Технический результат: повышение точности определения мест однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях в месте замыкания. Сущность: индукционно-акустический кабелеискатель содержит переключатель, первый, второй и третий усилители, первый и второй транзисторные ключи, управляющие статическим триггером с двумя устойчивыми состояниями, транзисторный импульсный ключ, ко входу которого подключен выход статического триггера, и гнезда для головных телефонов, установленные в одном корпусе, индукционный и акустический выносные датчики, головные телефоны. Выход третьего усилителя выполнен с возможностью подключения к головным телефонам через гнезда. Переключатель выполнен с первым и вторым входами и первым, вторым и третьим выходами Транзисторный импульсный ключ выполнен с первым и вторым входами и первым и вторым выходами. В корпусе кабелеискателя дополнительно установлены задающий генератор с регулируемой частотой посылки импульсов, выход которого подключен ко второму входу транзисторного импульсного ключа, измеритель расстояния до места повреждения цифровой, вход которого подключен к первому выходу транзисторного импульсного ключа, и измеритель времени цифровой, вход которого подключен ко второму выходу транзисторного импульсного ключа, блок сброса показаний с кнопкой «Сброс», первым и вторым выходами. Измеритель времени цифровой содержит цифровой индикатор времени, который подключен к первому выходу блока сброса показаний. Измеритель расстояния до места повреждения цифровой содержит цифровой индикатор расстояния, который подключен ко второму выходу блока сброса показаний. При этом вход третьего усилителя подключен ко второму выходу переключателя, который выполнен с возможностью поочередного подключения входа третьего усилителя к выходу индукционного выносного датчика, подключенного к первому выходу переключателя, и к выходу акустического выносного датчика, подключенного ко второму выходу переключателя. Вход первого усилителя подключен к первому выходу переключателя, а вход второго усилителя подключен к третьему выходу переключателя. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения мест повреждения в силовых кабелях.

Известен индукционный искатель повреждений в подземных кабельных линиях ИП-7, содержащий статический генератор звуковой частоты 1020 Гц и приемно-усилительное устройство в составе приемной ферритовой антенны, низкочастотного резонансного усилителя, настроенного на резонансную частоту 1020 Гц, батареи питания и высокоомных головных телефонов. Конструктивно усилитель выполнен в виде переносной трости, к нижнему концу которой крепится под углом 45° ферритовая антенна, а в верхней части трости расположен низкочастотный резонансный усилитель, батареи питания, гнезда для подключения головных телефонов и головные телефоны (Искатель повреждений в подземных кабельных линиях ИП-7. Техническое описание и инструкция по эксплуатации - Одесса, 1980., Г.А. Кириллов. Поиск отказов в кабельных линиях электропередачи / Учебное пособие. М: Мин-во обороны СССР, 1991.)

Однако такой индукционный искатель ИП-7 обеспечивает только отыскание межфазных замыканий при малых переходных сопротивлениях в месте замыкания и не обеспечивает отыскание однофазных замыканий на оболочку силового кабеля, а также межфазных замыканий при больших переходных сопротивлениях из-за очень малого тока замыкания в месте повреждения силового кабеля и не позволяет точно определить место повреждения силового кабеля.

Кроме этого при определении места повреждения силового кабеля индукционным искателем повреждений ИП-7 по минимуму или максимуму прослушиваемого звукового сигнала в головных телефонах на выделении максимального или минимального звукового сигнала, определяющего место повреждения кабеля, негативно сказывается физиологическая особенность человеческого уха, не всегда способного выделить полезный звуковой сигнал на фоне помех при больших переходных сопротивлениях из-за очень малого тока замыкания в месте повреждения силового кабеля, что не позволяет фиксировать звуковой сигнал от этого тока в головных телефонах, а, следовательно, точно определить место повреждения кабеля.

Известен также акустический прибор АКП-1 для приема акустических колебаний, создаваемыми электрическими разрядами, возникающими в месте повреждения силового кабеля при подаче в него импульсов высокого напряжения от генератора высоковольтных импульсов ГВИ (не входящего в состав акустического прибора АКП-1), содержащий переносную трость, в нижней части которой расположен узел акустического датчика, а в верхней части узел усилителя с гнездами для головных телефонов и головные телефоны (Акустический прибор АКП-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Кировоград, 1980., Г.А. Кириллов. Поиск отказов в кабельных линиях электропередачи / Учебное пособие. М.: Мин-во обороны СССР, 1991.).

Акустический прибор АКП-1 используется только для отыскания однофазных замыканий фазы на оболочку силового кабеля, имеющих большое переходное сопротивление в месте замыкания он не обеспечивает достаточной точности определения места повреждения кабеля (однофазных замыканий фазы на оболочку силового кабеля), так как при определении места повреждения по максимуму звукового сигнала в головных телефонах акустическим прибором АКП-1 оператору не всегда удается зафиксировать этот максимум сигнала точно над местом повреждения, поскольку на точности фиксации этого максимума сигнала негативно сказывается физиологическая особенность человеческого уха, не всегда способного выделить полезный звуковой сигнал на фоне помех.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятым авторами за прототип является кабелеискатель, содержащий переключатель, первый, второй и третий усилители, первый и второй транзисторные ключи, управляющие статическим триггером с двумя устойчивыми состояниями, транзисторный импульсный ключ, ко входу которого подключен выход статического триггера, измеритель времени аналоговый с блоком оперативной памяти аналоговым, напряжение с которого подается на стрелочный индикатор, и гнезда для головных телефонов, установленные в одном корпусе, индукционный и акустический выносные датчики, головные телефоны, при этом вход третьего усилителя выполнен с возможностью подключения через переключатель к индукционному или акустическому датчикам, а выход выполнен с возможностью подключения к головным телефонам (Платонов В.В. Теоретические основы и методы выявления повреждений в силовых кабельных линиях. Дисс. д-ра техн. наук. Новочерк. политехн. ин-т им. Серго Орджоникидзе, г Новочеркасск, 1975 г.).

Таким кабелеискателем можно определять как межфазные замыкания при малых переходных сопротивлениях, так и однофазные замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях.

При больших переходных сопротивлениях в месте однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при периодически повторяющихся подачах в кабель импульсов высокого напряжения от генератора высоковольтных импульсов (ГВИ), возникают, также периодически повторяющиеся, электрические разряды в месте повреждения, которые создают акустические колебания, распространяющиеся в грунте в разные стороны со скоростью, значение которой не известно для различных грунтов, поэтому определение места повреждения по минимуму показаний стрелочного индикатора блока оперативной памяти (БОП) интервала времени между приходом электромагнитной и звуковой волны имеет достаточно большую погрешность, так как показания прибора не фиксируют значение расстояния от оператора, находящегося на кабельной трассе в зоне повреждения силового кабеля, до места повреждения в метрах, а контроль по минимальному значению промежутка времени между моментами прослушивания в головных телефонах звуковых сигналов, индуктируемыми сигналами, снимаемыми с выходов индукционного и акустического выносных датчиков, зависит от физиологических особенностей человеческого уха, не всегда способного выделить это минимальное значение на фоне помех.

Таким образом, при использовании известного кабелеискателя точность определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля низка, что приводит к увеличению времени поиска повреждения и увеличению объема земляных работ по устранению этих повреждений.

Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование кабелеискателя, обеспечивающее сокращение времени на устранение повреждения силового кабеля за счет уменьшения объема выполняемых работ по определению места его повреждения и повышение надежности кабелеискателя.

Технический результат заявленного изобретения - повышение точности определения мест однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях в месте замыкания путем уменьшения погрешности определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях.

Технический результат достигается тем, что в индукционно-акустическом кабелеискателе, содержащем переключатель, первый, второй и третий усилители, первый и второй транзисторные ключи, управляющие статическим триггером с двумя устойчивыми состояниями, транзисторный импульсный ключ, ко входу которого подключен выход статического триггера, и гнезда для головных телефонов, установленные в одном корпусе, индукционный и акустический выносные датчики, головные телефоны, при этом выход третьего усилителя выполнен с возможностью подключения к головным телефонам через гнезда, переключатель выполняется с первым и вторым входами и первым, вторым и третьим выходами, транзисторный импульсный ключ выполняется с первым и вторым входами и первым и вторым выходами, а в корпусе кабелеискателя дополнительно устанавливаются задающий генератор с регулируемой частотой посылки импульсов, выход которого подключается ко второму входу транзисторного импульсного ключа, измеритель расстояния до места повреждения цифровой, вход которого подключается к первому выходу транзисторного импульсного ключа, и измеритель времени цифровой, вход которого подключается ко второму выходу транзисторного импульсного ключа, блок сброса показаний с кнопкой «Сброс», первым и вторым выходами, при этом измеритель времени цифровой содержит цифровой индикатор времени, который подключается к первому выходу блока сброса показаний, а измеритель расстояния до места повреждения цифровой содержит цифровой индикатор расстояния, который подключается ко второму выходу блока сброса показаний, при этом вход третьего усилителя подключается ко второму выходу переключателя, который выполняется с возможностью поочередного подключения входа третьего усилителя к выходу индукционного выносного датчика, подключенного к первому выходу переключателя, и к выходу акустического выносного датчика, подключаемого ко второму выходу переключателя, при этом вход первого усилителя подключается к первому выходу переключателя, а вход второго усилителя подключается к третьему выходу переключателя.

Повышение точности определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях в месте замыкания достигается за счет уменьшения погрешности определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля благодаря выполнению переключателя с первым и вторым входами и первым, вторым и третьим выходами, выполнению транзисторного импульсного ключа с первым и вторым входами и первым и вторым выходами и дополнительной установке в корпусе кабелеискателя задающего генератора с регулируемой частотой посылки импульсов, измерителя расстояния до места повреждения цифрового, содержащего цифровой индикатор расстояния, измерителя времени цифрового, содержащего цифровой индикатор времени, и блока сброса показаний с кнопкой «Сброс», первым и вторым выходами.

Установка задающего генератора с регулируемой частотой посылки импульсов и подключение его выхода ко второму входу транзисторного импульсного ключа, позволяет настраивать частоту задающего генератора в соответствии со скоростью распространения звуковой волны в грунте, (определенной заранее известным геофизическим методом или взятой из таблиц), на местности прокладки трассы силового кабеля, где производится определение расстояния до места повреждения силового кабеля, и тем самым точно определять место повреждения по показаниям цифрового индикатора расстояния измерителя расстояния цифрового. Частота посылки импульсов задающего генератора должна быть численно равна скорости распространения звуковых волн в грунте, выраженная в м/с, а цифровой индикатор расстояния отградуирован в метрах. Показания цифрового индикатора расстояния пропорциональны расстоянию от второго оператора, находящегося на трассе поврежденного силового кабеля, до места повреждения.

Установка измерителя расстояния цифрового и подключение его входа к первому выходу транзисторного импульсного ключа позволяет производить отсчет расстояния до места повреждения силового кабеля по цифровому индикатору расстояния непосредственно в единицах длины. Это исключает возможную ошибку второго оператора, находящегося на трассе повреждения силового кабеля, прослушивающего звуковые сигналы в головных телефонах и на слух определяющего минимальное значение промежутка времени между моментами прослушивания в головных телефонах звуковых сигналов, индуктируемых сигналами, возникающими в месте повреждения силового кабеля в результате электрического разряда вследствие посылки в силовой кабель периодически повторяющихся импульсов высокого напряжения от генератора высоковольтных импульсов (к существу изобретения не относится) и снимаемыми с выходов индукционного и акустического выносных датчиков, и снижает, таким образом, погрешность определения места повреждения силового кабеля и, следовательно, повышает точность определения места повреждения.

Установка измерителя времени цифрового с цифровым индикатором времени и подключение его входа ко второму выходу транзисторного импульсного ключа, позволяет производить отсчет по цифровому индикатору времени, который подключен к первому выходу блока сброса показаний, значения минимальной разности времени между моментами прихода сигналов от индукционного и акустического датчиков в миллисекундах. Это исключает возможную ошибку второго оператора, прослушивающего звуковые сигналы в головных телефонах и на слух определяющего минимальное значение промежутка времени между моментами прослушивания звуковых сигналов, индуктируемых сигналами, возникающими в месте повреждения силового кабеля в результате электрического разряда вследствие посылки в силовой кабель периодически повторяющихся импульсов высокого напряжения от генератора высоковольтных импульсов (к существу изобретения не относится) и снимаемых с выходов индукционного и акустического выносных датчиков и позволяет ему дополнительно к показаниям цифрового индикатора расстояния измерителя расстояния цифрового фиксировать и уточнять место повреждения силового кабеля, что снижает, таким образом, погрешность определения места повреждения силового кабеля и, следовательно, повышает точность определения места повреждения.

Место повреждения определяется по минимальному значению промежутка времени между моментами прихода сигналов, снимаемых с выходов индукционного и акустического выносных датчиков и фиксируемых на цифровом индикаторе времени измерителя времени цифрового и по минимальному показанию расстояния от второго оператора, находящегося на трассе поврежденного силового кабеля, до места повреждения силового кабеля, фиксируемого на цифровом индикаторе расстояния цифрового измерителя расстояния.

Блок сброса показаний обеспечивает при нажатии вторым оператором кнопки «Сброс» разблокирование цифрового индикатора расстояния путем подачи на него сигнала со своего второго выхода и цифрового индикатора времени путем подачи на него сигнала со своего первого выхода. Это осуществляется после снятия с цифровых индикаторов показаний и анализа полученной информации вторым оператором, находящимся на трассе поврежденного силового кабеля. Это позволяет второму оператору сравнить полученные показания с предыдущими, определить на основании этого направление дальнейшего перемещения по трассе поврежденного силового кабеля, включить цифровые индикаторы расстояния и времени для дальнейшей индикации расстояния и времени соответственно, и таким образом ускорить процесс поиска повреждения и повысить точность определения места повреждения силового кабеля.

Подключение входа третьего усилителя ко второму выходу переключателя, выполненного с возможностью поочередного подключения входа третьего усилителя к выходу индукционного выносного датчика, подключенного к первому выходу переключателя, и к выходу акустического выносного датчика, подключенного ко второму выходу переключателя, подключение входа первого усилителя к первому выходу переключателя, а входа второго усилителя - к третьему выходу переключателя обеспечивают автоматизацию прохождения и преобразования сигналов от индукционного и акустического выносных датчиков к цифровым индикаторам времени и расстояния, что исключает негативное влияние возможной ошибки второго оператора на точность определения места повреждения силового кабеля.

Сокращение времени на устранение повреждения силового кабеля достигается повышением точности определения мест однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях в месте замыкания путем уменьшения погрешности определения места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях и, соответственно, снижением объема земляных работ по определению и устранению этих повреждений силового кабеля.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого индукционно-акустического кабелеискателя, на фиг. 2 - поврежденный силовой кабель с местом повреждения, генератор высоковольтных импульсов, индукционно-аккустический кабелеискатель с индукционным и акустическим выносными датчиками и головными телефонами.

Индукционно-акустический кабелеискатель содержит переключатель П 2, первый У-1 4, второй У-2 20 и третий У-3 19 усилители, первый ТК-1 7 и второй ТК-2 18 транзисторные ключи, управляющие статическим триггером СТ 8 с двумя устойчивыми состояниями, транзисторный импульсный ключ ТИК 9, ко входу которого подключен выход статического триггера ТС 9, и гнезда 6 для головных телефонов 5, установленные в одном корпусе 17, индукционный ИД 3 и акустический АД 1 выносные датчики, головные телефоны 5. Выход третьего усилителя У-3 19 выполнен с возможностью подключения к головным телефонам 5 через гнезда 6.

Переключатель П 2 выполнен с первым и вторым входами и первым, вторым и третьим выходами. Транзисторный импульсный ключ ТИК 9 выполнен с первым и вторым входами и первым и вторым выходами. В корпусе 17 кабелеискателя дополнительно установлены задающий генератор с регулируемой частотой посылки импульсов ЗГРЧ 10, выход которого подключен ко второму входу транзисторного импульсного ключа ТИК 9, измеритель расстояния до места повреждения цифровой ИРЦ 15, вход которого подключен к первому выходу транзисторного импульсного ключа ТИК 9, и измеритель времени цифровой ИВЦ 11, вход которого подключен ко второму выходу транзисторного импульсного ключа ТИК 9, блок сброса показаний БСП 13 с кнопкой «Сброс» 14, первым и вторым выходами. Измеритель времени цифровой ИВЦ 11 содержит цифровой индикатор времени ЦИВ 12, который подключен к первому выходу блока сброса показаний БСП 13. Измеритель расстояния до места повреждения цифровой ИРЦ 15 содержит цифровой индикатор расстояния ЦИР 16, который подключен ко второму выходу блока сброса показаний БСП 13. Вход третьего усилителя У-3 19 подключен ко второму выходу переключателя П 2, который выполнен с возможностью поочередного подключения входа третьего усилителя У-3 19 к выходу индукционного выносного датчика ИД 3, подключенного к первому выходу переключателя П 2, и к выходу акустического выносного датчика АД 1, подключенного ко второму выходу переключателя П 2. Вход первого усилителя У-1 4 подключен к первому выходу переключателя П 2, а вход второго усилителя У-2 20 подключен к третьему выходу переключателя П 2.

Определение мест повреждения силового кабеля 22 с помощью заявленного индукционно-акустического кабелеискателя осуществляется двумя операторами - первым, находящимся в электролаборатории, и вторым - находящимся на трассе силового кабеля.

В случае повреждения силового кабеля срабатывает устройство релейной защиты и автоматики (РЗиА) (не относится к существу изобретения), которое автоматически отключает поврежденный силовой кабель от электрической сети.

Один из операторов электролаборатории известным методом определяет характер повреждения силового кабеля: однофазное замыкание на оболочку силового кабеля или межфазное замыкание. Каждый вид повреждения может быть с большим или малым переходным сопротивлением в месте замыкания.

Затем с помощью любого импульсного искателя повреждений известным способом определяется зона повреждения на трассе силового кабеля 22. Далее известным геофизическим методом или по геофизическим таблицам определяется скорость распространения звука в определенной импульсным искателем (не относится к существу изобретения) зоне повреждения силового кабеля 22.

В зависимости от характера повреждения силового кабеля 22 предлагаемый индукционно-акустический кабелеискатель может работать в одном из четырех режимов.

1. Первый (основной) режим - режим определения места повреждения силового кабеля (однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля с большим переходным сопротивлением) индукционно-акустическим методом.

2. Второй (основной) режим - режим определения места повреждения силового кабеля (межфазного замыкания с малым переходным сопротивлением) индукционным методом.

3. Третий (резервный) режим - режим определения места повреждения силового кабеля (однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля с большим переходным сопротивлением) индукционно-акустическим методом при выходе из строя одного или нескольких элементов цепей прохождения сигналов от переключателя через первый и второй усилители на измерители времени и расстояния цифровые.

4. Четвертый (резервный) режим - режим определения места повреждения силового кабеля (однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля с большим переходным сопротивлением) акустическим методом при выходе из строя одного или нескольких элементов цепей прохождения сигналов от переключателя через первый и второй усилители на измерители времени и расстояния цифровые, а также канала индукционного выносного датчика.

При однофазном замыкании на оболочку силового кабеля при малом переходном сопротивлении в месте замыкания предлагаемое устройство не применяется.

В случае однофазного замыкания на оболочку силового кабеля 22 с большим переходным сопротивлением в месте замыкания устройство работает в первом (основном) режиме определения места повреждения силового кабеля индукционно-акустическим методом. В этом случае первый оператор, находящийся в электролаборатории, подключает генератор высоковольтных импульсов ГВИ 21 к поврежденной фазе и оболочке силового кабеля 22 (фаза А на фиг. 2). Второй оператор перемещается в зону повреждения силового кабеля 22 с индукционно-акустическим кабелеискателем и переключателем П 2 подключает выход индукционного выносного датчика ИД 3 через первый вход и первый выход переключателя П 2 ко входу первого усилителя У-1 4, выход акустического выносного датчика АД 1 через второй вход и третий выход переключателя П 2 - ко входу второго усилителя У-2 20, а затем устанавливает частоту задающего генератора регулируемой частоты ЗГРЧ 10 в соответствии с заранее определенной скоростью распространения звука в грунте - установленная в Гц частота должна быть численно равна скорости распространения звука в грунте в м/с, например, при скорости распространения звука в грунте 1500 м/с должна быть установлена частота задающего генератора ЗГРЧ 10-1500 Гц. После этого он докладывает о готовности первому оператору. Первый оператор включает генератор высоковольтных импульсов ГВИ 21 и дает команду второму оператору на поиск места повреждения. По этой команде второй оператор включает электропитание заявляемого кабелеискателя, включая его в работу. Перемещаясь по трассе силового кабеля 22, второй оператор удерживает над трассой поврежденного кабеля 22 индукционный выносной датчик ИД 3 и периодически устанавливает акустический выносной датчик АД 1 на землю для фиксации акустических колебаний. При этом он постоянно контролирует поступающие с выходов индукционного ИД 3 и акустического АД 1 выносных датчиков через переключатель П 2 и третий усилитель У-3 19 на входы головных телефонов 5 путем прослушивания соответствующих им звуковых сигналов.

Генератор высоковольтных импульсов ГВИ 21 подает импульсы высокого напряжения в поврежденный силовой кабель 22, в результате чего в месте повреждения МП 23 силового кабеля 22 возникает электрический разряд. В результате электрического разряда возникают электромагнитная и звуковая волны, распространяющиеся от места повреждения МП 23 силового кабеля 22 во все стороны.

При включении индукционно-акустического кабелеискателя в работу статический триггер СТ 8 автоматически устанавливается в первое (закрытое) устойчивое состояние.

Электромагнитная волна, распространяющаяся по сравнению со звуковой волной мгновенно, воспринимается индукционным выносным датчиком ИД 3. Сигнал с выхода индукционного выносного датчика ИД 3 одновременно поступает через первый вход и второй выход переключателя П 2 на вход третьего усилителя У-3 19 и через первый вход и первый выход переключателя П 2 - на вход первого усилителя У-1 4, с выхода которого усиленный сигнал поступает на вход первого транзисторного ключа ТК-1 7, а с его выхода усиленный сигнал поступает на первый вход статического триггера СТ 8, переводя его во второе (открытое) устойчивое состояние. При этом с выхода статического триггера СТ 8 усиленный первым усилителем У-1 4 сигнал поступает на первый вход транзисторного импульсного ключа ТИК 9, который открывается, своим выходным сигналом запускает измеритель времени цифровой ИВЦ 11 и открывает канал прохода импульсов установленной частоты от задающего генератора регулируемой частоты ЗГРЧ 10 на измеритель расстояния до места повреждения цифровой ИРЦ 15, который начинает осуществлять отсчет расстояния от второго оператора до места повреждения 23 силового кабеля 22, преобразуя импульсы установленной частоты в значение расстояния, фиксируемое на цифровом индикаторе расстояния ЦИР 16 в метрах.

Звуковая волна от места повреждения МП 23 до акустического выносного датчика АД 1 (т.е. до места положения второго оператора на трассе поврежденного кабеля) приходит по сравнению с электромагнитной волной с запаздыванием на время

где t - время запаздывания, tзв - время прихода звуковой волны, tэм - время прихода электромагнитной волны, - расстояние от второго оператора до места повреждения кабеля, vзв - скорость распространения звука в грунте.

Эта звуковая волна воспринимается установленным на землю вторым оператором акустическим выносным датчиком АД 1, который преобразует звуковую волну в электрический сигнал и одновременно подает его через второй вход и второй выход переключателя П 2 на вход третьего усилителя У-3 19 и через второй вход и третий выход переключателя П 2 на вход второго усилителя У-2 20, с выхода которого усиленный сигнал поступает на вход второго транзисторного ключа ТК-2 18, а с его выхода усиленный сигнал поступает на второй вход статического триггера СТ 8, находящегося во втором (открытом) устойчивом состоянии, переводя его в первое (закрытое) устойчивое состояние. При этом с выхода статического триггера ТС 8 на первый вход транзисторного импульсного ключа ТИК 9 поступает сигнал, закрывающий транзисторный импульсный ключ ТИК 9. После закрытия транзисторного импульсного ключа ТИК 9 индикация отсчета времени на цифровом индикаторе времени ЦИВ 12 измерителя времени цифрового ИВЦ 11 и индикация отсчета расстояния от места повреждения до второго оператора на цифровом индикаторе расстояния ЦИР 16 измерителя расстояния цифрового ИРЦ 15 прекращается, а показания на цифровых индикаторах времени ЦИВ 12 и расстояния ЦИР 16 самоблокируются до поступления последующих импульсов от ГВИ 21, воспринимаемых индукционным ИД 3 и акустическим АД 1 выносными датчиками, и нажатия вторым оператором кнопки «Сброс» 14 блока сброса показаний БСП 13.

До следующего электрического разряда, возникающего вследствие подачи очередного импульса от генератора высоковольтных импульсов ГВИ 21, также прекращается звуковой сигнал в головных телефонах 5. Частоту подачи импульсов от ГВИ 21 устанавливает первый оператор, согласуя ее со вторым оператором.

Для анализа последующих замеров при передвижении второго оператора по трассе силового кабеля 22 в сторону места его повреждения МП 23 с целью уточнения его местоположения второй оператор нажимает кнопку «Сброс» 14 блока сброса показаний БСП 13, при этом цифровые индикаторы времени ЦИВ 12 и расстояния ЦИР 16 разблокируются, и их работа продолжается, как описано выше.

При движении второго оператора в сторону к месту повреждения МП 23 силового кабеля 22 показания цифровых индикаторов времени ЦИВ 13 и расстояния ЦИР 16 уменьшаются, а при удалении от места повреждения - увеличиваются. Таким образом, место повреждения МП 23 силового кабеля 22 определяется по минимальному значению показаний цифрового индикатора времени ЦИВ 12, а также по минимальному показанию цифрового индикатора расстояния цифрового ЦИР 16. Это показание не должно быть более одного метра, т.е. примерной глубины залегания силового кабеля 22.

В случае межфазного замыкания (например между фазами В и С (фиг. 2) с малым переходным сопротивлением в месте замыкания индукционно-акустический кабелеискатель работает во втором режиме - режиме определения места повреждения силового кабеля индукционным методом. В этом случае первый оператор, находящийся в электролаборатории, импульсным искателем повреждений известным способом определяет зону повреждения силового кабеля на трассе кабеля и подключает генератор звуковой частоты ГЗЧ 24 (не относится к существу изобретения и не входит в предлагаемое устройство) к поврежденным фазам В и С силового кабеля 22 (фиг. 2). Второй оператор перемещается в зону повреждения с индукционно-акустическим кабелеискателем и переключателем П 2 подключает выход индукционного выносного датчика ИД 3 через первый вход и второй выход переключателя П 2 ко входу третьего усилителя У-3 19, и докладывает первому оператору, находящемуся в электролаборатории, о готовности к работе.

После доклада первый оператор, находящийся в электролаборатории, включает генератор звуковой частоты ГЗЧ 24 и дает команду второму оператору, находящемуся на трассе в зоне повреждения силового кабеля 22, начать поиск межфазного замыкания.

Под действием напряжения, снимаемого с выхода генератора звуковой частоты ГЗЧ 24 по поврежденным фазам В и С протекает электрический ток. Этот ток протекает только до места повреждения МП 23 силового кабеля 22, при этом вокруг поврежденных фаз В и С от их начала до места повреждения МП 23 возникает электромагнитное поле. Это электромагнитное поле воспринимается индукционным выносным датчиком ИД 3, преобразуется в нем в электрический сигнал, который подается через первый вход и второй выход переключателя П 2 на вход третьего усилителя У-3 19, усиливается и с выхода третьего усилителя У-3 19 через гнезда 6 подается на вход головных телефонов ТЛФ 5, которые преобразуют усиленный электрический сигнал в звуковой.

Второй оператор, передвигаясь по трассе кабеля с выносным индукционным датчиком ИД 3, прослушивает в головных телефонах ТЛФ 5 звуковые сигналы, создаваемые электромагнитным полем электрического тока, протекающего по поврежденным жилам В и С силового кабеля 22 от генератора звуковой частоты ГЗЧ 24 до места повреждения МП 23. Индикация расстояния и времени на цифровых индикаторах ЦИР 16 расстояния и ЦИВ 12 времени при этом не осуществляется. При передвижении по трассе силового кабеля 22 второй оператор через головные телефоны ТЛФ 5 периодически слышит как минимальные, так и максимальные по громкости звуковые сигналы, зависящие от шага скрутки жил силового кабеля 22. Минимальные и максимальные по громкости звуковые сигналы, зависящие от шага скрутки жил силового кабеля, будут прослушиваться только до места повреждения МП 23 силового кабеля 22 - места межфазного замыкания, а за местом повреждения МП 23 периодическое чередование минимальных и максимальных по громкости звуковых сигналов в головных телефонах ТЛФ 5 прослушиваться не будет, так как ток от генератора звуковой частоты ГЗЧ 24 протекает только до места повреждения МП 23. Исчезновение периодически возникающего максимального и минимального звукового сигнала в головных телефонах ТЛФ 5 является фактом наличия в данном месте повреждения силового кабеля 22 - места межфазного замыкания МП 23. Кроме этого точно над местом повреждения МП 23 в головных телефонах ТЛФ 5 возникнет звуковой сигнал, превышающий максимальный по громкости звуковой сигнал, зависящий от шага скрутки жил силового кабеля 22 и связанный с изменением направления электрического тока через мостик проводимости в месте повреждения МП 23, а затем произойдет резкий спад звукового сигнала, что также является фактом нахождения второго оператора над местом повреждения МП 23 силового кабеля 22.

Таким образом, место повреждения при межфазном замыкании определяется по двум факторам: исчезновение сигнала, связанного с шагом скрутки жил и максимальное увеличение громкости звукового сигнала в головных телефонах ТЛФ 5 точно над местом повреждения МП 23 и резкого его исчезновения за местом повреждения МП 23.

В случае межфазного замыкания с большим переходным сопротивлением в месте замыкания первый оператор известным способом уменьшает переходное сопротивление (путем прожигания изоляции в месте повреждения) до малого значения переходного сопротивления. После этого осуществляется работа предлагаемого кабелеискателя в режиме определения места повреждения МП 23 силового кабеля 22 индукционным методом, как описано выше.

Третий (резервный) режим второй оператор включает при однофазном замыкании с большим переходным сопротивлением в месте замыкания в случае отказа каналов первого и/или второго усилителей У-1 4 и У-2 20 или цифровых измерителей времени ИВЦ 11 и/или расстояния ИРЦ 15.

В этом случае первый оператор, находящийся в электролаборатории, подключает генератор высоковольтных импульсов ГВИ 21 к поврежденной фазе и оболочке силового кабеля (фаза А на фиг. 2). Второй оператор перемещается в зону повреждения силового кабеля с индукционно-акустическим кабелеискателем и переключателем П 2 через первый вход и второй выход переключателя П 2 подключает выход индукционного выносного датчика ДИ 3 ко входу третьего усилителя У-3 19, а через второй вход и второй выход переключателя П 2 подключает ко входу третьего усилителя У-3 19 выход акустического выносного датчика ДА 1.

Генератор высоковольтных импульсов ГВИ 21 подает импульсы высокого напряжения в поврежденный силовой кабель 22, в результате чего в месте повреждения МП 23 силового кабеля 22 возникает электрический разряд. В результате электрического разряда возникают электромагнитная и звуковая волны, распространяющиеся от места повреждения МП 23 силового кабеля 22 во все стороны.

Электромагнитная волна воспринимается индукционным выносным датчиком ИД 3, который второй оператор держит над кабельной трассой, преобразуется им в электрический сигнал, который с выхода индукционного выносного датчика ИД 3 через первый вход и второй выход переключателя П 2 поступает на вход третьего усилителя У-3 19, усиливается, а затем с выхода третьего усилителя У-3 19 усиленный электрический сигнал через гнезда 6 поступает на вход головных телефонов 5, преобразующих усиленный электрический сигнал в звуковой, который прослушивается вторым оператором.

Пришедшая с запозданием по сравнению с электромагнитной волной звуковая волна воспринимается периодически устанавливаемым вторым оператором на землю акустическим выносным датчиком ДА 1, который преобразует звуковую волну в электрический сигнал и через второй вход и второй выход переключателя П 2 передает его на вход усилителя У-3 19. Усиленный третьим усилителем У-3 19 электрический сигнал через гнезда 6 подается на вход головных телефонов 5, преобразуется ими в звуковой сигнал, который прослушивается вторым оператором. Перемещаясь в сторону предполагаемого места повреждения МП 23 силового кабеля 22, второй оператор периодически устанавливает акустический датчик АД 1 на землю и на слух фиксирует разницу прихода во времени сигналов от индукционного ИД 3 и акустического АД 1 выносных датчиков. По мере приближения к месту повреждения МП 23 разница между моментами прихода сигналов, индуктируемых электромагнитной и звуковой волнами во времени уменьшается. Кроме того, громкость звукового сигнала в головных телефонах 5, полученного путем преобразования сигнала, снимаемого с выхода акустического выносного датчика АД 1, точно над местом повреждения МП 23 будет намного выше, чем вдали от него.

Точное место повреждения МП 23 определяется по минимальной разнице прихода электромагнитного и звукового сигналов во времени или по их слиянию в один сигнал.

Четвертый (резервный режим) второй оператор включает также только для поиска места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля, имеющих большое переходное сопротивление в месте замыкания в случае отказа каналов первого и/или второго усилителей У-1 4 и У-2 20 или цифровых измерителей времени ИВЦ 11 и/или расстояния ИРЦ 15, а также в случае отказа канала индукционного выносного кабеля ДИ 3.

В этом режиме используются только акустический выносной датчик АД 1, третий усилитель У-3 19 и головные телефоны 5. В этом случае первый оператор, находящийся в электролаборатории, подключает генератор высоковольтных импульсов ГВИ 21 к поврежденной фазе и оболочке силового кабеля 22 (фаза А на фиг. 2). Второй оператор перемещается в зону повреждения МП 23 силового кабеля 22 с индукционно-акустическим кабелеискателем и переключателем П 2 подключает выход акустического выносного датчика АД 1 через второй вход и второй выход переключателя П 2 ко входу третьего усилителя У-3 к выходу которого через гнезда 6 подключены головные телефоны ТЛФ 5.

Генератор высоковольтных импульсов ГВИ 21 подает импульсы высокого напряжения в поврежденный силовой кабель 22, в результате чего в месте повреждения МП 23 силового кабеля 22 возникает электрический разряд. В результате электрического разряда возникают электромагнитная и звуковая волны, распространяющиеся от места повреждения МП 23 силового кабеля 22 во все стороны. Акустический выносной датчик АД 1 воспринимает звуковую волну, преобразует ее в электрический сигнал и через второй вход и второй выход переключателя П 2 подает его на вход третьего усилителя У-3 19. Усиленный третьим усилителем У-3 19 электрический сигнал подается через гнезда 6 на вход головных телефонов ТЛФ 5, преобразуется в них в звуковой сигнал, который прослушивается вторым оператором. По мере приближения к месту повреждения МП 23 силового кабеля 22 звуковой сигнал в головных телефонах усиливается и становится максимальным над местом повреждения МП 23 силового кабеля 22.

Возможность работы заявленного индукционно-акустического кабелеискателя в резервных режимах в дополнение к основным повышает надежность его работы.

Предлагаемое изобретение, выполняя функцию известного устройства, принятого за прототип - поиска места повреждения силового кабеля, - в то же время в отличие от него позволяет сократить время на устранение повреждения силового кабеля за счет повышения точности определения мест однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях в месте замыкания путем уменьшения погрешности определения предполагаемого места однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях и, соответственно, уменьшения объема выполняемых земляных работ по определению места его повреждения и устранению повреждения.

Индукционно-акустический кабелеискатель, содержащий переключатель, первый, второй и третий усилители, первый и второй транзисторные ключи, управляющие статическим триггером с двумя устойчивыми состояниями, транзисторный импульсный ключ, ко входу которого подключен выход статического триггера, и гнезда для головных телефонов, установленные в одном корпусе, индукционный и акустический выносные датчики, головные телефоны, при этом выход третьего усилителя выполнен с возможностью подключения к головным телефонам через гнезда, отличающийся тем, что переключатель выполнен с первым и вторым входами и первым, вторым и третьим выходами, транзисторный импульсный ключ выполнен с первым и вторым входами и первым и вторым выходами, а в корпусе кабелеискателя дополнительно установлены задающий генератор с регулируемой частотой посылки импульсов, выход которого подключен ко второму входу транзисторного импульсного ключа, измеритель расстояния до места повреждения цифровой, вход которого подключен к первому выходу транзисторного импульсного ключа, и измеритель времени цифровой, вход которого подключен ко второму выходу транзисторного импульсного ключа, блок сброса показаний с кнопкой «Сброс», первым и вторым выходами, при этом измеритель времени цифровой содержит цифровой индикатор времени, который подключен к первому выходу блока сброса показаний, а измеритель расстояния до места повреждения цифровой содержит цифровой индикатор расстояния, который подключен ко второму выходу блока сброса показаний, при этом вход третьего усилителя подключен ко второму выходу переключателя, который выполнен с возможностью поочередного подключения входа третьего усилителя к выходу индукционного выносного датчика, подключенного к первому выходу переключателя, и к выходу акустического выносного датчика, подключенного ко второму выходу переключателя, при этом вход первого усилителя подключен к первому выходу переключателя, а вход второго усилителя подключен к третьему выходу переключателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области контроля состояния изоляторов. Техническим результатом является обеспечение маркировки полимерных изоляторов воздушной линии электропередачи и автоматизированного контроля состояния изоляторов по току пробоя и току утечки.

Изобретение относится к области контроля состояния изоляторов. Техническим результатом является обеспечение маркировки полимерных изоляторов воздушной линии электропередачи и автоматизированного контроля состояния изоляторов по току пробоя и току утечки.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения линий электропередачи (ЛЭП), в устройствах контроля погасания дуги ЛЭП, измерительных органах дистанционной защиты.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для оценки фактического положения и состояния подземных коммуникаций. Технический результат: повышение надежности и достоверности диагностики подземных коммуникаций.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения местоположения повреждений (ОМП) в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения местоположения повреждений (ОМП) в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к беспилотным аппаратам для контроля состояния или выполнения ремонтных работ на линиях электропередач. Способ захвата провода линии электропередач рабочим органом исполнительного блока устройства для дистанционного контроля, оснащенного для доставки его к месту работы летно-подъемным средством, включает открытие рабочего органа - магнитной головки - при взлете, используя подъемную силу летно-подъемного средства, при посадке на провод для закрытия магнитной головки - силу тяжести летно-подъемного средства, воздействующие на механизм открытия-закрытия в результате перемещений летно-подъемного средства относительно исполнительного блока.

Изобретение относится к области преобразовательной электротехники и предназначено для формирования акустических импульсов при поиске мест повреждения в силовых кабельных линиях.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для установления места снижения сопротивления изоляции в обмотках электрических машин, электроустановок и др.

Заявляемое изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к вопросам диагностики и мониторинга электрооборудования, позволяющим контролировать техническое состояние конденсаторов связи класса напряжения 110-500 кВ.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для одностороннего определения расстояния до места повреждения на линиях трехфазного тока. Сущность: измеряют время между появлением фронта волны тока или напряжения без нулевой составляющей и появлением волны тока или напряжения нулевой составляющей. Расстояние до места повреждения определяют как отношение измеренного времени к разности обратных значений скоростей волны тока или напряжения нулевой составляющей и волны тока или напряжения без нулевой составляющей. Технический результат: повышение точности определения места повреждения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения мест повреждения в силовых кабелях. Технический результат: повышение точности определения мест однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях в месте замыкания. Сущность: индукционно-акустический кабелеискатель содержит переключатель, первый, второй и третий усилители, первый и второй транзисторные ключи, управляющие статическим триггером с двумя устойчивыми состояниями, транзисторный импульсный ключ, ко входу которого подключен выход статического триггера, и гнезда для головных телефонов, установленные в одном корпусе, индукционный и акустический выносные датчики, головные телефоны. Выход третьего усилителя выполнен с возможностью подключения к головным телефонам через гнезда. Переключатель выполнен с первым и вторым входами и первым, вторым и третьим выходами Транзисторный импульсный ключ выполнен с первым и вторым входами и первым и вторым выходами. В корпусе кабелеискателя дополнительно установлены задающий генератор с регулируемой частотой посылки импульсов, выход которого подключен ко второму входу транзисторного импульсного ключа, измеритель расстояния до места повреждения цифровой, вход которого подключен к первому выходу транзисторного импульсного ключа, и измеритель времени цифровой, вход которого подключен ко второму выходу транзисторного импульсного ключа, блок сброса показаний с кнопкой «Сброс», первым и вторым выходами. Измеритель времени цифровой содержит цифровой индикатор времени, который подключен к первому выходу блока сброса показаний. Измеритель расстояния до места повреждения цифровой содержит цифровой индикатор расстояния, который подключен ко второму выходу блока сброса показаний. При этом вход третьего усилителя подключен ко второму выходу переключателя, который выполнен с возможностью поочередного подключения входа третьего усилителя к выходу индукционного выносного датчика, подключенного к первому выходу переключателя, и к выходу акустического выносного датчика, подключенного ко второму выходу переключателя. Вход первого усилителя подключен к первому выходу переключателя, а вход второго усилителя подключен к третьему выходу переключателя. 2 ил.

Наверх