Способ определения места повреждения изоляции кабеля

Авторы патента:

G01R31/08 - определение местоположения повреждений в кабелях, линиях передачи энергии или в сетях (схемы защиты электрических линий, машин и приборов H02H)

Владельцы патента RU 2715360:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (RU)

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения изоляции кабеля. Сущность: подают частотно-модулированный испытательный сигнал между оболочкой кабеля и землей. Перемещают датчик вдоль кабеля. Регистрируют сигналы датчиком. Ограничивают амплитуду помех, выделяют сигналы с помощью полосового фильтра частотой f1 и с помощью детектора частотой f2. Частоты выбираются из условия f2⋅N=f1, где N - целое число. Преобразуют сигналы в сигналы с одинаковой частотой и определяют фазовый сдвиг. Технический результат: повышение точности определения места повреждения изоляции кабеля за счет использования частотно-модулированного сигнала, а следовательно, обеспечения постоянной выходной мощности генераторной части и повышения помехоустойчивости сигнала. 1 ил

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения изоляции кабеля.

Известен способ определения места повреждения кабеля, включающий подачу испытательного синусоидального сигнала частотой f от высокостабильного задающего генератора между оболочкой кабеля и землей, перемещение датчика вдоль кабеля, регистрацию в приемной части испытательного сигнала частотой f и сравнение его с сигналом такой же частоты от высокостабильного опорного генератора, предварительно синхронизированного с задающим, определение сдвига фаз между сигналами, по величине которого судят о месте повреждения кабеля. (Патент на изобретение №2361229, Россия, МПК G01R 31/08. «Способ определения места повреждения кабеля» / Кандаев В.А., Елизарова Ю.М.).

Недостатком данного способа является необходимость использования высокостабильных задающего и опорного генераторов, предварительно синхронизированных друг с другом. Применение таких специализированных генераторов значительно увеличивает стоимость аппаратуры, а задача синхронизации генераторов не является простой и требует дополнительного решения. Причем, небольшая нестабильность задающего и опорного генераторов способна привести к значительной погрешности при поиске места повреждения изоляции кабеля.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения места повреждения кабеля, включающий подачу испытательного амплитудно-модулированного сигнала, перемещение датчика вдоль кабеля, регистрацию сигналов, преобразование выделенных сигналов в сигналы с одинаковой частотой и определение фазового сдвига, по значению которого судят о месте повреждения кабеля, амплитудно-модулированный сигнал подают между оболочкой кабеля и землей, в приемной части выделяют сигналы с верхней f1 и нижней f2 боковыми частотами, преобразование этих сигналов в сигналы с одинаковой частотой осуществляют по условию mf1=nf2=const, где m и n - целые числа. (Патент №2207582, МПК G01R 31/08. Способ определения места повреждения кабеля. / Кандаев В.А., Свешникова Н.Ю.).

Недостатком этого способа является постоянное изменение выходной мощности генераторной части из-за разной амплитуды выходного амплитудно-модулированного сигнала, что усложняет реализацию данного способа определения места повреждения кабеля и увеличивает стоимость аппаратуры, а также низкая помехоустойчивость амплитудно-модулированного сигнала, которая приводит к снижению точности и оперативности определения места повреждения кабеля.

Цель изобретения - повышение точности определения места повреждения изоляции кабеля за счет обеспечения постоянной выходной мощности генераторной части и повышения помехоустойчивости сигнала.

Для достижения этой цели в предлагаемом способе определения места повреждения изоляции кабеля, включающем подачу испытательного сигнала между оболочкой кабеля и землей, перемещение датчика вдоль кабеля, регистрацию сигналов, преобразование выделенных сигналов в сигналы с одинаковой частотой и определение фазового сдвига, по значению которого судят о месте повреждения кабеля, подают частотно-модулированный сигнал, в приемной части ограничивают амплитуду помех, выделяют сигналы с помощью полосового фильтра частотой f1 и с помощью детектора частотой f2, частоты выбираются из условия f2⋅N=f1, где N - целое число.

На фиг. представлена функциональная схема устройства, реализующая измерения по данному способу.

Устройство состоит из генераторной и приемной частей. Генераторная часть 7 содержит задающий генератор 1, делители частоты 2 и 3, частотный модулятор 4, усилитель мощности 5 и согласующее устройство 6, подключенное к изолированной металлической оболочке кабеля 8, имеющей повреждение изоляции 18. Приемная часть 17 содержит датчик-формирователь 9, ограничитель амплитуды 10, избирательный усилитель 11, полосовой фильтр 12 для выделения сигнала частотой f1, делитель частоты на N 13, частотный детектор 14, выделяющий сигнал частотой f2, фазометр 15, индикатор 16.

Процесс определения места повреждения изоляции кабеля состоит в следующем.

С помощью задающего генератора 1 и делителя частоты 2 вырабатывается синусоидальный сигнал несущей частотой f1, с помощью делителя частоты 3 этот сигнал делится на N, таким образом, получается модулирующий сигнал частотой f2, жестко связанный с сигналом несущей. Эти сигналы подаются на частотный модулятор 4, на выходе которого получается частотно-модулированный сигнал. После необходимого усиления с помощью усилителя мощности 5 сигнал через согласующее устройство 6 подается в цепь «оболочка кабеля - земля». Поскольку применяется частотная модуляция, то выходная мощность генераторной части остается постоянной. Сигнал, распространяющийся по кабелю, создает на поверхности земли электромагнитное поле.

Приемная часть служит для регистрации этих полей и выявления фазового сдвига в месте повреждения. Величина фазового сдвига является функцией частоты. Электромагнитное поле регистрируется датчиком-формирователем 9. Сформированный сигнал поступает на ограничитель амплитуды 10 для уменьшения амплитуды помех, избирательный усилитель 11, настроенный на полосу частот частотно-модулированного сигнала и усиливающий до необходимого значения данный сигнал, который подается далее на полосовой фильтр 12 и детектор 14. Полосовой фильтр 12 выделяет сигнал частотой f1, после чего с помощью делителя частоты 13 этот сигнал делится на N, таким образом, получается сигнал с частотой f2. Частотный детектор 14 выделяет сигнал частотой f2. Далее сигналы с выхода делителя частоты 13 и частотного детектора 14 подаются на входы фазометра 15, который определяет при перемещении приемника по трассе кабеля сдвиг фаз между сигналами частотой f1 и f2. Эта разность фаз регистрируется индикатором 16. О повреждении изоляции кабеля 18 судят по приращению разности фаз между сигналами, которое происходит в месте повреждения изоляции кабеля.

В данном способе повышается точность определения места повреждения изоляции кабеля за счет использования частотно-модулированного сигнала, а следовательно, обеспечения постоянной выходной мощности генераторной части и повышения помехоустойчивости сигнала.

Способ определения места повреждения изоляции кабеля, включающий подачу испытательного сигнала между оболочкой кабеля и землей, перемещение датчика вдоль кабеля, регистрацию сигналов, преобразование выделенных сигналов в сигналы с одинаковой частотой и определение фазового сдвига, по значению которого судят о месте повреждения кабеля, отличающийся тем, что подают частотно-модулированный сигнал, в приемной части ограничивают амплитуду помех, выделяют сигналы с помощью полосового фильтра частотой f1 и с помощью детектора частотой f2, частоты выбираются из условия f2⋅N=f1, где N - целое число.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для диагностики состояния и пространственного положения следующих элементов: грозозащитного троса, силовых проводов, элементов конструкции опоры, подвесного зажима и анкерного крепежа грозозащитного троса, крепежа изоляторов, гирлянды изоляторов, гасителей вибрации и другого оборудования.

Способ определения положения отражённого испульса // 2713741

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в области электроэнергетики, где локационные методы определения дальности до объекта используются для определения расстояния до повреждений на линиях электропередачи.

Фильтр присоединения с интегрированным датчиком контроля конденсатора связи // 2713161

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля состояния конденсаторов связи на энергообъектах, может быть использовано для определения начала процесса разрушения конденсатора связи и своевременной его замены.

Способ дистанционного определения места замыкания фазы на землю // 2704394

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для дистанционного определения места короткого замыкания фазы на землю на ЛЭП, находящихся под рабочим напряжением.

Устройство определения участка трёхпроводной воздушной линии электропередачи с обрывом фазного провода // 2703945

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от обрыва фазного провода воздушной линии электрической сети с изолированной, компенсированной или резистивно заземленной нейтралями напряжением 6-10-20 кВ.

Индикатор пробоя изолятора и изолятор с таким индикатором // 2702961

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам, применяемым на воздушных линиях электропередачи (ВЛ). Сущность: индикатор пробоя изолятора имеет элемент крепления на изоляторе или на элементе электроустановки и содержит сигнальный элемент и разрушаемый под действием электрического тока элемент.

Способ определения места дефекта электропроводящих элементов кабеля // 2701754

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативного контроля технического состояния электропроводящих элементов электрического кабеля или провода.

Селективная автоматизированная система диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий // 2700809

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электроустановках, на электрических станциях и подстанциях, электрических сетях и сетях связи для определения состояния изоляции и прогнозирования ресурса изоляции.

Система диагностики вычислительной сети // 2700559

Изобретение относится к системам диагностики вычислительной сети. Технический результат направлен на расширение арсенала средств того же назначения.

Способ дистанционного определения координат коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи // 2715364

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения местоположения повреждений в линиях передачи энергии или в сетях, в частности, для дистанционного определения координат места возникновения коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи. Способ дистанционного определения координат коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи заключается в пропускании излучения от исследуемого объекта через оптическую систему в солнечно-слепом диапазоне, обнаружении выходного сигнала детектора излучения, определении расстояния от детектора излучения до источника излучения. При этом детектор излучения в виде радиометра с узкопольной оптической системой размещают на стационарном посту наблюдения относительно подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи, определяют географические координаты места размещения радиометра и фиксируют их в запоминающем устройстве, определяют географические координаты опор подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи и фиксируют их в запоминающем устройстве. Затем перемещают поля зрения радиометра в пространстве по криволинейной траектории, обеспечивающей нахождение в его пределах только одного из проводов подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи, фиксируют угловые положения оптической оси радиометра, на которых им регистрируются сигналы, указывающие на наличие излучения. Далее вычисляют географические координаты источников излучения, отображают вычисленные географические координаты источников излучения, последовательно повторяют операции сканирования, фиксации направлений на источники излучения, вычисления и отображения их координат для остальных проводов подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи. Использование изобретения позволяет оперативно определять координаты места возникновения коронного разряда на протяженном участке высоковольтной линии электропередачи с точностью, определяемой угловым размером поля зрения узкопольного радиометра СВУ в горизонтальной плоскости. 3 ил.