Устройство для определения мест повреждений кабелей

(51)5 6 01 Я 31/О ОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТНОЕ ТЕНИЯ И К АВ(54) УСТРОЙСТ МЕСТ ПОВРЕЖ (57) Использова техника. Сущно содержит изме радиосигнала, и нала, приемник ля наличия содержащий оп тор, пороговый из показывающ фона, 1 ил,ного вязи является низстройства по условлено возывания схемы я наличия акури малых уров 1 х с уровнем кая по акусти можно совпад стичес нях с НИЕ ИЗОБР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Одесский научный отдел Центральнаучно-исследовательского института с(56) Авторское свидетельство СССРВ 1083134, кл. О 01 Я 31/08, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 1211674, кл. 6 01 Я 31/08. 1974. Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для определения мест повреждений типа "понижение электрической прочности" изоляции кабелей.Известно устройство для определения места повреждения, содержащее электромагнитный и акустический каналы. Электро. магнитный канал включает последовательно соединенные первый блок преобразования; первый предварительный усилитель, первый полосовой фильтр, первый оконечный усилитель, блок ограничения мгновенных значений, блок формирования сигнала блокировки, а также второй ключевой элемент. Акустический канал содержит последовательно соединенные второй блок преобразования, второй предварительный усилитель, второй поло- совой фильтр, второй оконечный усилитель, первый ключевой элемент, пиковый вольтметр. Один из выходов блока формирования сигнала блокировки через второй ключевой элемент соединен с управляющим входом блока ограницения мгновенных значений, другой выход- с управляющим входом первого ключевого элемента. ВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕНИЙ КАБЕЛЕЙ ние: электроиэмерительная сть изобретения: устройство рительный блок, источник риемник акустического сиградиосигнала, блок контроакустического сигнала, тимальный фильтр, детекблок, индикатор, состоящий его прибора, головноготелеОднако это устройство характеризуется недостаточной помехозащищенность по акустическому каналу из-за того, что вне зависимости от введения в устройство - аналог блока ограничения мгновенных значений, а также второго ключевого эле.мента или нет, акустический канал реагирует на все источники акустических сигналов. При этом возможны ложные срабатывания всего устройства в целом.Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущность и достигаемому результату является устройство, содержащее измерительный блок, источник радиосигналов, испытуемый кабель и его цепь с поврежденной изоляцией, приемник радиосигналов, приемник акустических сигналов, в состав устройства входит также блок контроля наличия акустических и радиосигналов,достатком прототипа мехозащищенность у ческому каналу, что об стью ложного срабат ения в блоке контрол ких и радиосигналов и гналов, сопоставимпомех, Это ложное срабатывание будет наблюдаться в местах, удаленных от места повреждения, когда акустический сигнал от электрического пробоя либо вообще отсутствует из-за значительного затухания, либо 5 он по амплитуде настолько мал, что не регистрируется приемником.Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства по акустическому каналу, 10Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем испытуемый кабель и его цепь с поврежденной изоляцией, подключенную к измерительному блоку, к выходу которого подключен источник ради осигнала, а также содержащем приемник радиосигнала и приемник акустического сигнала, введена цепь, реализующая корреляционный интеграл, содержащая оптимальный фильтр, детектор и пороговое 20 устройство, при этом вход оптимального фильтра соединен с выходом приемника акустического сигнала, вцход оптимального фильтра соединен со входом детектора, выход детектора соединен с одним входом по рогового блока, другой вход порогового блока подключен к выходу приемника радиосигналов, а к выходу порогового устройства подключены показывающий прибор и головные телефоны, 30Применение в устройстве цепи, реализующей корреляционный интеграл, позволяет получить сигнал, определяемый зависимостью00 35О. (т) = Х (т-)ст, (1)где 0(т) - принятый сигнал с выхода приемника радиосигналов;Я(т- т ) - ожидаемый сигнал с выхода детектора;40г - временный сдвиг между принятым и ожидаемым сигналами.Выражение (1) описывает оптимальную операцию обнаружения.физический смысл оптимальной опера ции обнаружения состоит в том, что умножение принимаемого сигнала О(1) на ожидаемый сигнал Я(с- т ) обеспечивает подавление помех. не совпадающих с ожидаемым сигналом по времени и по частоте. Прй этом Я(1- т ) - это реакция введенного оптимального фильтра на входное воздействие в виде короткого импульса ( д - функция).Оптимальный фильтр согласован толь ко с сигналом определенной формы, т,е, требуется изменения его схемы для согласования с синалом иной формы, Иэ этого следует, что оптимальным фильтром обеспечивается при прочих равных условиях максимальное значение отношения энергии полезного сигнала к спектральной плотности помехи, Таким образом, реакции оптимального фильтра на сигнал, отличный от сигнала, возникающего при электрическом пробое изоляции и отличающийся от сигналов, вызванных другими источниками, не будет,На чертеже приведена структурная электрическая схема заявляемого устройст- ва,устройство содержит измерительный блок 1, к выходу которого подключен источник 2 радиосигнала, приемник 3 акустического сигнала, приемник 4 радиосигнала, цепь, реализующую корреляционный интеграл, которая включает оптимальный фильтр 5 (один из вариантов реализации оптимального фильтра 5, или фильтра Калманэ, приведен в (3), детектор 6 и пороговое устройство 7 (схемные решения блоков 6 и 7 широко известны, их вариант реализации можно найти, например в (4), Показываю-. щий прибор 8 и головные телефоны 9 представляют собой индикатор, который вместе с блоками 5, 6, 7 входят в состав блока контроля наличия акустического и радиосигнала. Вход оптимального фильтра 5 соединен с выходом приемника 3 акустического сигнала, выход оптимального фильтра 5 соединен со входом детектора 6, выход которого соединен с одним входом порогового устройства 7, другой выход порогового устройства 7 подключен к выходу приемника 4 радиосигналов, к выходу порогового устройства 7 подключены показывающий прибор 8 и головные телефоны 9.Работа устройства заключается в следующем.При нахождении оператора с предлагаемым устройством на достаточно большом расстоянии от места электрического пробоя, отсутствие акустического сигнала на входе приемника 3 акустических сигналов объясняется затуханием этого сигнала. Наличие на входе приемника 3 акустической помехи не приведет к срабатыванию устройства, поскольку оптимальный фильтр 5 рассчитан и согласован только с акустическим сигналом от электрической искры, спектр которой отличается от спектра акустических помех промышленных предприятий, транспорта и др,При перемещении оператора в зону повреждения, когда акустический сигнал электрической искры воспринимается приемником 3 акустических сигналов, на выходе оптимального фильтра 5 появляется сигнал Я(с - т ), который детектируется деЗаказ 4273 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент ород, ул,Гагарина, 10 тектором 6 и попадает на первый вход порогового устройства 7. На второй вход пороговогоустройства 7 поступает сигнал 0(1) сприемника радиосигналов 4, На выходе порогового устройства 7 появляется сигнал,описываемый зависимостьюОвых(1) = 3 0(т) Я(т- т )бт,свидетельствующий о вхождении оператора в зону повреждения. По мере приближения к месту повреждения показанияпоказывающего прибора 8 увеличиваются,увеличивается и уровень громкости в головных телефонах 9. Максимум будет наблюдаться в месте повреждения, определенномс погрешностью, не превышающей размерыкотлована, необходимого для устраненияданного повреждения, т,е. 0,51 м.Положительный эффект от использования предлагаемого устройства заключаетсяв том, что:- эа счет повышения помехозащищенности по акустическому каналуувеличивается вероятность безошибочного (примерно. 100 О) уточнения места электрического пробоя изоляции при сопоставимых значенияхпо уровню полезного сигнала и помехи;- снижается трудоемкость работ приуточнении повреждений, поскольку отпадает необходимость в земляных работах в связи с отсутствием ложного срабатыванияустройства; Трудоемкость снижается примерно в 7,8 раз, т.к. при работе с устройством прототипом требуется проводить шурфование грунта в процессе поиска повреждения (от трех до восьми шуфров), 5 При работе с предлагаемым устройствомземляные работы проводятся только в месте повреждения. Формула изобретения 10 Устройство для определения мест повреждений кабелей, содержащее измерительный блок к контролируемому кабелю, выход измерительного блока соединен с входом источника радиосигналов, прием ник акустического сигнала, выход которогосоединен с первым входом блока контроля наличия акустических и радиосигналов, второй вход которого соединен с выходом приемника радиосигнала, о т л и ч а ю щ е е с я 20 тем, что. с целью повышения помехозащищенности устройства, блок контроля наличия акустических и радиосигналов содержит оптимальный фильтр, детектор, пороговый блок, индикатор, при этом первый вход бло ка контроля наличия акустических и радиосигналов соединен через последовательно соединенные оптимальный фильтр и детектор с первым входом порогового блока, второй вход которого соединен с вторым 30 входом блока контроля наличия акустических и радиосигналов, выход порогового блока соединен с входом индикатора.