Устройство для определения мест повреждений кабельных линий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК ПАТЕНТУ л 3 О Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Назаров Владимир Васильевич(4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ- ПОВРЕЖДЕНИЙ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ(57) Использование: относится к электротехнике иможет быть использовано в устройствах для генерирования тока звуковой частоты, используемых припоиске трассы или определении места поврежде 19) КС (11) 2005306 С 1 (51) 5 0 01 К 31 08 Н 03 К 3 00КОЗ КЗ 02 ния кабельной пинии индукционным методом Сущность изобретенитс устройство содержит блок питания, блок управления, силовой блок блок контроля, шесть реле с соответствующими контактами, три диода стабилитрон, индикатор тока, двухполупериодный выпрямитель, четыре резистора, кнопку возврата, трансформатор тока кнопку "Пуск", делитель напряжения, дроссель, датчик приемник индикатор повреждения. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствахдля генерирования тока звуковой частоты,используемых при поиске трассы или определения места повреждения кабельной линии индукционным методом.Известен генератор электрических колебаний для поиска мест повреждений всиловых кабелях, содержащий источник питания, блоки управления, выходы которыхчерез переключатель соединены с входомусилителя мощности, и выходной согласующий трансформатор (" Энергетик", 1979, М11, с, 28).Это устройство характеризуетсл низкой 15надежностью из-за возможности повреждения элементов усилителя мощности приподключениях к кабельным линиям, на которых сохранился остаточный заряд послепрожигания, внезапного исчезновения напряжения питания и переходных режимов,из-за скачкообразного включения напряжения на переходы силовых транзисторов усилителя мощности. Кроме того, устройствообладает значительными габаритами и массой.Известен также генератор для определения мест повреждений кабельных линий,содержащий блок питания, силовой блок,выходной трансформатор, переключатель, 30первую и вторую выходные клеммы, задающий генератор, усилитель, элемент ИЛИ,реле с замыкающим и размыкающим контактами, кнопку, трансформатор тока, выходы задающего генератора подключены к 35входам силового блока, шина питания силового блока соединена с выходом блока питания, выходы силового блока подключенык первичной обмотке выходного трансформатора, выводы вторичной обмотки выходного трансформатора соединены снеподвижными контактами переключателя,подвижный контакт которого соединен спервой выходной клеммой, первичная обмотка трансформатора тока включена между второй выходной клеммой и одним изнеподвижных контактов переключателя,вторичная обмотка трансформатора токаподключена к входам усилителя, выход которого соединен с одним из выходов элемента ИЛИ, другой вход которого соединенчерез кнопку с выходом блока питания иточкой соединения шин питания усилителяи силового блока, выход элемента ИЛИ подключен к обмотке реле (а, с, СССР М 551132339, кл. Н 03 КЗ/02, 1982),Так как питание задающего генератора,силового блока усилителя и элемента ИЛИосуществляется на одном низком напряжении питания, для обеспечения требуемой выходной мощности устройство обладает чрезмерными массогабаритными параметрами, Кроме того, сохраняя надежность при разряде остаточного заряда после прожигания кабеля, устройство может повреждаться при внезапном исчезновении напряжения питания и переходных режимах, так как элементы выходных цепей работают в предельно допустимых режимах и не защищены от анормальных режимов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения мест повреждений кабельных линий, содержащее блокпитания, силовой блок с выходным трансформатором и переключателем, первую и вторую нагрузочные клеммы, блок управления, выходы которого подключены к входам силового блока, шины питания силового блока соединены с выходом источника питания, на выходе силового блока включен выходной трансформатор, выводы вторичной обмотки которого соединены с неподвижными контактами переключателя. Подвижный контакт переключателя соединен с первойвыходной клеммой(а,с. СССР М 678649, кл, Н 03 К 3/00, 1977).Основным недостатком лвляется то, что питание всех элементов устройства осуществляется от низковольтного блока питания, обладающего значительными массогабаритными показателями, Иэ-за необходимости выдачи большой мощности этот женедостаток присущ и силовому блоку. Работа элементов устройства в предельно допустимых режимах снижает его надежность, и при отсутствии защиты выходных цепей от токов короткого замыкания, перегрузок)внезапного исчезновения напряжения питания, переходных режимов при скачкообразном включении напряжения на переходы силовых транзисторов силового блока может произойти повреждение устройства.Целью изобретения является повышение надежности генератора для определения мест повреждений кабельных линий в различных анормальных режимах,Для достижения цели в устройство, содержащее блок питания, блок управления,силовой блок с трансформатором и переключателем,. введены дополнительно элементы защиты от анормальных режимов, образующие новые связи с элементами прототипа,Введение этих элементов отвечает критерию "новизна",Питание оконечного каскада (усилителя мощности) силового блока осуществляетсянепосредственно выпрямленным сетевымнапряжением, что создает условия для питания блока управления и элементов защиты от маломощного трансформатора, так как основная мощность, выдаваемая генератором в контролируемую кабельную линию, потребляется непосредственно из сети.Следовательно, благодаря увеличению питающего напряжения усилителя мощности уменьшаются его выходные токи, что позволило использовать для получения требуемой мощности только по одному транзистору в каждой цепи и также снизило массогабаритные показатели эа счет уменьшения числа выходных транзисторов и радиаторов (охладителей) к ним. Предлагаемое выполнение схемы силового блока позволило повысить выходную мощность устройства до 1 кВт(в 5 - 6 раз превышающую мощность известных устройств). Одновременно обеспечена практически полная защита генератора от всех возможных анормальных режимов.Проведенный анализ патентной литературы показал, что известные устройства для определения мест повреждений линий (а,с. СССР М 262262, 522542, 572729, 661720, 678649, 750398, 915228, 1132339, кп, Н 03 К 3/00, Н 03 К 3/02; Шэлыт Г. Н. Определение мест повреждений в электрических сетях, М,; Энергоиздат, 1982, с, 310; Шалыт Г, Н Щедрин М. Б, Разновидности индукционного метода определения мест повреждений силовых кабельных линий, - Труды ВНИИЭ, 1977, вып, 52, с, 3 - 21; Щедрин М. Б. "Генератор звуковой частоты для трассового поиска мест повреждений силовых кабелей" - Труды ВНИИЭ, 1977, вып, 52, с, 21 - 31; Энергетик, 1979, И. 11, с. 28: Промышленная энергетика, 1975, М 7, с, 9 - 11) не обеспечивают полной защиты выходных элементов силового блока генератора,На чертеже представлена схема устройства.Устройство состоит из блока 1 питания, блока 2 управления, силового блока 3 с трансформатором 4 и переключателем 5, блока 6 контроля, содержащего первое реле 7 с нормально разомкнутым контактом 8, второго реле 9 с нормально разомкнутым контактом 10, третьего реле 11 с нормально разомкнутым контактом 12. первого диода 13, стабилитрона 14, второго диода 15, третьего диода 16, индикатора 17 тока, двухполупериодного выпрямителя 18, первого резистора 19, второго резистора 20, третьего резистора 21, четвертого резистора 22, кнопки 23 возврата, трансформатора 24 тока, кнопки 25 пуска, четвертого реле 26 с нормально замкнутым контактом 27, пятогозамкнутый контакт 10 и делитель 34 напряжения к первому входу силового блока 3 с подключенными на его выходе и соединенными параллельно трансформатором 4 и переключателем 5 и входу блока 6 контроля, К первому выходу блока 1 питания подключены также соединенные последовательно второе реле 9, зэшунтированное первым диодом 13, стабилитрон 14, первый резистор 19 и нормально разомкнутый кон 20 такт ЗЗ, зашунтированный кнопкой 23 возврата. Параллельно второму реле 9 и стабилитрону 14 включен нормально разомкнутый контакт 12, параллельно первому резистору 19 подключены соединенные последовательно второй диод 15, третье реле 11 и второй резистор 20, параллельно нормально разомкнутому контакту 12 и второму диоду 15 подсоединен нормально замкнутый контакт 27, параллельно третьему реле 2530 11 подключены соединенные последовательно третий диод 16, индикатор 17 тока и третий резистор 21, а параллельно индикатору 17 тока и третьему резистору 21 подсоединен выход двухполупериодного выпрямителя 18, вход которого подключен к соединенным параллельно четвертому резистору 22 и трансформатору 24 тока. Параллельно второму выходу блока 1 питания подключены четвертое реле 26 и соединен 35 40 ные последовательно кнопка 25 пуска, зашунтированная первым нормально разомкнутым контактом 29, нормально разомкнутый контакт 8 и пятое реле 28, Третий выход блока 1 питания соединен с вторым входом силового блока 3, выход которого через дроссель 35 подключен к выходным клеммам устройства, Клеммы выхода генератора соединены через дроссель 35 и нормально замкнутый контакт 31. К выходу датчика 36 подключен вход приемника 37, к выходу которого присоединен вход индика. тора 38 повреждения.Устройство работает следующим образом,При подключении нагрузки к выходным клеммам устройство находится в исходном 45 50 55(выключенном) состоянии, Если подключение генератора к кабелю было произведено при наличии некоторого остаточного заряда реле 28 с первым 29, вторым 30 нормально разомкнутыми контактами и третьим нормально замкнутым контактом 31, шестого реле 32 с нормально разомкнутым контактом ЗЗ, делителя 34 напряжения, дросселя 35, датчика 36, приемника 37 и индикатора 38 повреждения, Вход блока 1 питания подключается к сети переменного тока, а к его первому выходу присоединен блок 2 управления, подключенный через нормально рэ2005306 г 40 но замкнутым контактом, делительнапряжения, причем выход блока управления подключен к входу блока контроля и первому входу силового блока через нормально разомкнутый контакт второго реле 45 и делитель напряжения, к первому выходублока питания подключены соединенные последовательно второе реле, эашунтированное первым диодом, стабилитрон, первый резистор и нормально разомкнутый 50 контакт шестого реле, зашунтированныйкнопкой возврата, параллельно второму реле и стабилитрону подключен нормально разомкнутый контакт третьего реле, параллельно первому резистору подключены соединенные последовательно второй диод,кабеля, его разряд и произойдет через элементы 31 и 35.Подключение устройства к нагрузке осуществляется через переключатель 5, обеспечивая протекание через кабель оптимального тока. При этом вокруг контролируемого кабеля образуется магнитное поле; которое фиксируется датчиком 36, усиливается, и по показаниям индикатора 38 повреждения устанавливают место повреждения, за которым не фиксируется накладываемый сигнал,Схема защитц устройства выполнена таким образом, что в случае возникновения короткого замыкания за выходными клеммами или перегрузки, которая превышает установку защиты, срабатывает третье реле 11, нормально разомкнутый контакт 12 которого шунтирует обмотку второго реле 9, вызывая размыкание нормально разомкнутого контакта 10 этого реле, При этом про,исходит срабатывание первого реле 7, нормально разомкнутый контакт 8 которого размыкает цепь питания пятого реле 28, второй нормально разомкнутый контакт 30 реле 28 отключает конденсаторы блока 1 питания от сети, а третий нормально замкнутый контакт 31 этого реле шунтирует выход генератора, обеспечивая разряд кабеля. Однако нормально разомкнутый контакт 33 реле 32 замкнут, пока напряжение на этих конденсаторах не понизится до величины, при которой повторная подача напряжения будет безопасна для транзисторов силового блока, даже если перегрузка не была устранена. Только после размцкания нормально разомкнутого контакта 33 возможно нажатием на кнопку 23 возвратить схему генераФормула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ М ЕСТ ПО ВРЕЖДЕ НИЙ КА БЕЛ Ь Н ЫХ Л ИНИЙ, состоящее из блока управления, силового блока с подключенными на выходе трансформатором и переключателем и блока питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности определения мест повреждений кабельных линий в различных анормальных режимах, в устройство введены первое реле с нормально разомкнутым контактом, второе реле с нормально разомкнутцм контактом, третье реле с нормально разомкнутым контактом, первый диод, стабилитрон, второй диод, первый резистор, второй резистор, кнопка возврата, кнопка пуска, четвертое реле с нормально замкнутым контактом, пятое реле с первым, вторым нормально разомкнутыми контактами и третьим нормаль 5 10 15 20 25 30 35 тора в исходное состояние, то есть обеспечить третье реле 11, которое разомкнет нормально разомкнутый контакт 12, что позволит сработать второму реле 9, замыкающему свой нормально разомкнутый контакт 10, вызвав срабатывание первого реле 7, которое нормально разомкнутым контактом 8 подготовит цепь для повторного включения устройства кнопкой 25 пуска. Кроме того, последовательное соединение второго реле 9 и стабилитрона 14 позволяет исключить включение устройства при напряжении 180 В и ниже, что предотвращает снижение токов базы транзисторов силового блока 3 менее допустимых значений, обеспечивая их работу в режиме насыщения.В случае даже кратковременного исчезновения питающего напряжения замыкается нормально замкнутый контакт 27 реле 26 и весь цикл защиты далее повторяется как и при срабатывании реле 11. При этом обратное включение генератора(как и после других режимов) производится в последовательности, обеспечивающей опережающую подачу тока (замыкание контакта 10, контроль состояния которого осуществляется блоком 6) в базы транзисторов силового блока, относительно момента включения напряжения на их коллектор-эмиттерные переходы.Таким образом, устройство надежно работает в широком диапазоне рабочих токов и напряжений, не повреждаясь при нарушении нормальных эксплуатационных режимов,(56) Авторское свидетельство СССР й. 1132339, кл, Н 03 К 3/02, 1982,Авторское свидетельство СССР М 678949, кл. Н 03 К 3/00, 1977. третье реле и второй резистор, параллельно разомкнутому контакту третьего реле и второму диоду подсоединен нормально замкнутый контакт четвертого реле, кото2005306 Корректор Н К оставитель В. Назехред М.Моргентал актор Т арев каз 3432 Подписн Тираж НПО "Поиск" Роспате3035, Москва, Ж, Рауш аб., 4 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Пр рое подключено к второму выходу блока питания, к которому также подсоединены последовательно кнопка пуска, зашунтированная первым нормально разомкнутым контактом пятого реле, нормально разомкнутый контакт первого реле и пятое реле, а клеммы выхода генератора соединены через нормально замкнутый контакт пятого реле.