Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения места повреждения изоляции кабеля

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.