Устройство для определения места повреждения изоляции проводника

(51) 4 С 01 й 31/О НИЯ,. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта(53) 621.317,333,4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 350128, кл. Н 03 В 23/00, 1971.Заварин Г.Д., Мартынов В.А.,Федорцев Б.Ф.Радиоприемные устройства,М.: Военное издат,МО СССР,1973, с.351-352.Первачев С.В., Валуев А.А Чили кин В,М. Статическая динамика радиотехнических следящих систем, М,:. Советское радио, 1973, с. 7,Авторское свидетельство СССР У 750397, кл, С 01 Н 31/08, 1977. 801224751(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРОВОДНИКА(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства путем использованиячастотной зависимости сопротивлениядиэлектрического слоя проводника.Устройство содержит генераторы 1 и2 линейно изменяющейся частоты, входной блок 3 с антенной, синхронноследящие фильтры 4 и 5, амплитудныедетекторы 6 и 7, компаратор 8, блбк9 индикации и поврежденную металлическую изоляцию проводника 10. Введение в устройство двух амплитудныхдетекторов, компаратора и образование новых связей между элементамиустройства, способствует достижениюпоставленной цели. 3 ил.1224Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначенодля определения мест поврежденияизоляции электрических проводниковиндукционным способом и может быть5использовано, например, для определения мест повьппения проводимостиизоляции оболочек кабеля и одиночныхпроводников.Цель изобретения - повышение чув 1 Оствительности устройства путем использования в основе работы устройства частотной зависимости сопротивления диэлектрического слоя покрьггияпроводника.На фиг.1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг.2 - график зависимости ЗДС, наводимой в антенне, от частоты г приразной толщине о изоляции, нафиг.З приведенывременные диаграммыработы элементов схемы устройства.Устройство содержит генераторы 1и 2 линейно изменяющейся частоты(ГЛИЧ), входной блок 3 с антенной,синхронно следящие фильтры 4 и 5амплитудные детекторы б и 7, компаратор 8, блок 9 индикации, поврежденная изоляций проводника 10, заземленного на противоположном конце30Первые выходы первого 1 и второго2 генераторов линейно изменяющейсячастоты объединены и соединены с общей шиной, а вторые выходы объединены и соединены с клеммой для подключения к проводнику 10 с поврежденнойизоляцией. Выход входного блока 3 сантенной соединен со входами первого4 и второго 5 синхронно следящихфильтров, выходы которых соединеныс соответствующими входами амплитуд Оных первого 6 и второго 7 детекторов. Выходы амплитудных дегекторов6 и 7 соединены с первым и вторымвходами компаратора 8, выход которого соединен с первым входом блока 9индикации. Второй вход блока 9 индикации соединен с выходом входногоблока 3 с антеннойУстройство работает следующим образом,5 ОПередающая часть (ГЛИЧ 1 и 2) работает в автоколебательном режиме смомента начала и до конца измерений.Измерения производятся циклами (периодами), В начале каждого цикла ЫГЛИЧ 1 и 2 начинают вырабатывать напряжение синусоидальной Формы одинаковой амплитуды и линейно изменяю 751 2щейся частоты, причем ГЛИЧ 1 вырабатывает напряжение в диапазоне от минимальной 1 до максимальнойт, , ГЬ А частот (Фиг,З б), а ГЛЧЧ 2 - синхронно в диапазоне от г дагав х тт 1 ь (фиг, 3 а), Напряжение от этих двух ГЛИЧ, распространяясь по цепи "изоляция проводника - земля", возбуждает на поверхности земли электромагнитное поле, частота и напряженность которого в каждый момент времени зависит от частот, вырабатываемых генераторами и, толщины диэлектрической оболочки проводника.В антенне наводятся ЭДС с пере" менной частотой и амплитудой, которая усиливается в входном блоке 3 до необходимого уровня и подается на входы синхронно следящих Фильтров 4 и 5, В исходном положении фильтр 4 настроен на частоту г. (Фиг, Зв), а фильтр 5 - на частоту 1(фиг. Зг), так, что при поступлении линейно, частотно-изменяющихся напряжений от генераторов 1 и 2 происходит захват соответствующих частот и отслеживание их вплоть до нового цикла работы, когда генераторы и фильтры переходят в исходное состояние. На выходах синхронно следящих фильтров 4 и 5 вырабатывается напряжение неизменной частоты, но с изменяющейся амплитудой, Закон изменения амплитуды напряжения от времени на выходах синхронно следящих фильтров 4 и 5 соответствует амплитудно-частотной характеристике среды распространения: от токопроводящего изолированного проводника до приемной части устройства. Указанная амплитудно-частотная характеристика имеет две характерные области в диапазоне изменения частоты генераторов (фиг.2) область 1, практически не зависящую от частоты, при частотах, больших частоты Г, амплитудно-частотной характеристики и область О линейно изменяющуюся в диапазоне от Г . до 1, , Частота 1 однозначно связана с толщиной о изоляциифНа выходах амплитудных детекторов 6 и 7 за один цикл работы выде" ляется напряжение, изменяющееся во времени по закону амплитудно-частотной характеристики среды распространения (Фиг 3 д и Зе), причем на выходе детектора 6 напряжение изменя" ется, переходя из области 1 в об ласть 1, а на выходе детектора 7 наоборот, из области 1 в область 11 (фиг,2), Таким образом, за один цикл работы устройства изменяющиеся напряжения на выходах детекторов 6 и 7 обязательно станут равными в момент времени, зависящий от значения частоты Е , а следовательно, и от толщины диэлектрика. Равенство этих напряжений фиксируется компаратором 8, с выхода которого управляющий им пульс воздействует на блок 9 индикации. В качестве блока 9 индикации может использоваться стандартный измеритель интервалов времени или частотомер. Запуск счетного устройства блока 9 индикации производит в начале каждого цикла работы по приходящему с выхода входного блока 3 частотно изменяющемуся сигналу, а окончание счета производят в момент прихода импульса с компаратора 8.Таким образом, в счетном устройстве блока индикации фиксируется число, определяющее частоту Е, и пропорциональную ей толщину о диэлектрика.Если при передвижении оператора вдоль трассы, снабженного предлагаемым устройством, на индикаторе фиксируется одно и то же число, то толщина диэлектрического покрытия проводника не меняется. В случае уменьщения толщины О ( д диэлектрика в индикаторе фиксируЕтся меньшее число ЕЕ (фиг.2). По показаниямо оиндикатора судят о толщине диэлектрического покрытия по длине проводника (кабеля).Таким образом, в основе работы предлагаемого устройства лежит частотная зависимость сопротивления диэлектрического слоя проводника, находящегося в земле. Поскольку диэлектрический слой проводника характеризуется некоторым емкостным сопротивлением (земля - диэлектрик - проводник), то условия распространения различных частот от токопроводящего проводника до приемной части устройства не одинаковы. Графики зависимости ЗДС, наводимой в антенне, от частоты имеют ярко выраженный изгиб на частоте Е . На частоотах, больших частоты Е. , емкостным сопротивлением /2 р 1 С диэлектричес 111224751 ЗО индикации, первые выходы первого ивторого генераторов объединены и соединены с общей шиной, а вторые выходы объединены и соединены с клеммой для подключения к объекту контроля, выход входного блока с антенной соединен с входами первого и .40 втоРого фильтров, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства,в него введены два амплитудных детектора, компаратор, причем выходы 4 первого и второго фильтров соединены с соответствующими входами амплитудных детекторов, выходы которыхсоединены с первым и вторым входамикомпаратора, выход компаратора сое 50динен с первым входом блока индикации, второй вход блока индикациисоединен с выходом входного блокас антенной, а в качестве генераторови фильтров использованы генераторылинейно изменяющейся частоты и синхронно следящие фильтры. 1 О 15 20 25 кого слоя можно пренебречь, поэтому ЗДС в антенне не зависит от частоты генератора. На частотах, меньших частоты ( емкостное сопротивление диэлектрического слоя по сравнению с полным сопротивлением цепи проводник - земля" велико и зависит от частоты, поэтому оно оказывает экранирующее действие и с уменьшением частоты уменьшается наводимая в антенне ЭДС (фиг,2).При изменении толщины 8 изоляции проводника изменяется емкость диэлектрического слоя С и часто 3та ЕТаким образом, применение предлагаемого устройства при профилактических осмотрах кабельных линий позволяет оценить повреждение изоляции кабеля на раннем этапе, когда работоспособность его еще не нарушена, что существенно сокращает перерывы в действии связи, поскольку ремонтные работы можно производить на действующих линиях. Формула изобретения Устройство для определения места повреждения изоляции проводника, содержащее два генератора, входной блок с антенной, два фильтра и блок