RU178687U1

RU178687U1 - Electrical and Cable Insulation Damage Finder

Info

Publication number: RU178687U1
Application number: RU2017107648U
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Мухортов; Алексей Петрович Цыцорин; Владимир Анатольевич Гусев; Тамара Михайловна Карасева
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Многопрофильная компания Энерготрейд", ООО "МПК Энерготрейд"
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2018-04-17

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для испытания изоляции на электрическую прочность и определения места повреждения силовых кабелей напряжением до 6 кВ в подземных выработках и на поверхности угольных шахт. Предложено устройство для поиска повреждения изоляции электрооборудования и кабелей, содержащее импульсный повышающий трансформатор, накопительные конденсаторы, высоковольтный преобразователь, источник питания (аккумуляторная батарея) с зарядным устройством, устройство управления и индикации. Техническим результатом полезной модели является повышение надежности использования устройства. Это достигается применением новой электрической схемы, в которой цепь индикации связана с высоковольтной линией косвенно, а не напрямую. Тем самым обеспечивается защита устройства от подачи высокого напряжения на корпус при срабатывании без нагрузки. 2 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and is designed to test insulation for electric strength and to determine the location of damage to power cables with voltage up to 6 kV in underground workings and on the surface of coal mines. A device is proposed for searching for damage to insulation of electrical equipment and cables, containing a pulse step-up transformer, storage capacitors, a high-voltage converter, a power source (battery) with a charger, a control and indication device. The technical result of the utility model is to increase the reliability of the use of the device. This is achieved by applying a new electrical circuit in which the display circuit is connected indirectly, rather than directly, to the high-voltage line. This ensures the protection of the device from the supply of high voltage to the case when triggered without load. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для испытания изоляции на электрическую прочность и определения места повреждения силовых кабелей напряжением до 6 кВ в подземных выработках и на поверхности угольных шахт.The utility model relates to the field of electrical engineering and is designed to test insulation for electric strength and to determine the location of damage to power cables with voltage up to 6 kV in underground workings and on the surface of coal mines.

Известно устройство для определения повреждения изоляции кабеля, содержащее импульсный повышающий трансформатор с источником питания и накопительным конденсатором, к вторичной цепи которого подключены индикатор повреждения изоляции и жилы испытуемого кабеля. Устройство содержит также индикатор величины амплитуды импульсного напряжения, подключенный к первичной обмотке трансформатора параллельно накопительному конденсатору, и ограничительный резистор, подключенный к выходам вторичной цепи трансформатора. Во вторичную цепь трансформатора включены параллельно резистор, дополнительный конденсатор и индикатор повреждения изоляции (свидетельство на полезную модель №23202, приоритет от 24.09.2001 г, опубликован в 2002 г. бюл. №15).A device is known for determining damage to the insulation of a cable, comprising a pulse step-up transformer with a power source and a storage capacitor, to the secondary circuit of which an indicator of insulation damage and the conductors of the cable under test are connected. The device also contains an indicator of the magnitude of the amplitude of the pulse voltage connected to the primary winding of the transformer parallel to the storage capacitor, and a limiting resistor connected to the outputs of the secondary circuit of the transformer. A resistor, an additional capacitor and an indicator of insulation damage are connected in parallel to the secondary circuit of the transformer (Utility Model Certificate No. 23202, priority dated September 24, 2001, published in 2002, Bulletin No. 15).

Существенным недостатком известного устройства является невозможность определения с необходимой точностью место повреждения изоляции на трассе кабельной линии и электрического пробоя поврежденной изоляции кабельной линии импульсным испытательным напряжением.A significant disadvantage of the known device is the inability to determine with the necessary accuracy the location of the insulation damage on the cable line path and the electrical breakdown of the damaged cable line insulation by a pulse test voltage.

Известно также устройство для испытания и определения места повреждения изоляции кабелей, взятое за прототип, включающее импульсный повышающий трансформатор, к первичной обмотке которого через переключатель подключены источник питания в виде импульсного генератора со схемой удвоения напряжения и накопительный конденсатор, а к выходам вторичной цепи трансформатора подключен ограничительный резистор, и они соединены с испытуемым кабелем, и индикатор величины импульсного выходного напряжения и электрического пробоя. Также устройство снабжено дополнительным диодом, конденсатором и резистором (патент №61435, приоритет от 11.09.2006 г., опубликовано 27.02.2007).There is also known a device for testing and determining the location of damage to cable insulation, taken as a prototype, including a pulse step-up transformer, to the primary winding of which a power source is connected in the form of a pulse generator with a voltage doubling circuit and a storage capacitor, and a limiting transformer is connected to the outputs of the secondary circuit of the transformer resistor, and they are connected to the test cable, and an indicator of the magnitude of the pulse output voltage and electrical breakdown. Also, the device is equipped with an additional diode, capacitor and resistor (patent No. 61435, priority dated September 11, 2006, published February 27, 2007).

Недостатком известного устройства является то, что источником питания является импульсный генератор с ручным приводом, который заряжается путем вращения рукоятки вручную, применяемый бумажный конденсатор имеет большие габариты, в электрической схеме цепь индикации связана напрямую с высоковольтной линией, вследствие чего она выходила из строя при срабатывании прибора (разряде) без нагрузки и при короткозамкнутых щупах. Кроме того, генератор в сборе с ручным приводом имеет достаточно большой вес - 2,6 кг, что ухудшает техническую характеристику устройства, т.к. он является переносным.A disadvantage of the known device is that the power source is a pulsed generator with a manual drive, which is charged by manually turning the handle, the paper capacitor used is large in size, in the electrical circuit the display circuit is connected directly to the high-voltage line, as a result of which it malfunctioned when the device was triggered (discharge) without load and with short-circuited probes. In addition, the generator assembly with a manual drive has a sufficiently large weight of 2.6 kg, which affects the technical characteristics of the device, because It is portable.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности использования устройства. Это достигается применением новой электрической схемы, в которой цепь индикации связана с высоковольтной линией косвенно, а не напрямую, как в прототипе, тем самым обеспечивается защита устройства от подачи высокого напряжения на корпус при срабатывании без нагрузки.The technical result of the utility model is to increase the reliability of the use of the device. This is achieved by the use of a new electrical circuit in which the display circuit is connected indirectly and not directly with the high-voltage line, as in the prototype, thereby protecting the device from supplying high voltage to the housing during operation without load.

Предложено устройство для поиска повреждения изоляции электрооборудования и кабелей (далее Устройство), содержащее импульсный повышающий трансформатор, накопительные конденсаторы, высоковольтный преобразователь, источник питания (аккумуляторная батарея) с зарядным устройством, устройство управления и индикации.A device is proposed for searching for insulation damage of electrical equipment and cables (hereinafter referred to as the Device), comprising a pulse step-up transformer, storage capacitors, a high voltage converter, a power source (battery) with a charging device, a control and indication device.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство, на фиг. 2 - функциональная схема.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a device; FIG. 2 is a functional diagram.

Устройство переносное, периодически применяемое (фиг. 1) выполнено в металлическом корпусе с откидной крышкой. На лицевой панели размещены: высоковольтный разъем 1, индикаторы импульсного напряжения и пробоя изоляции 2, заземляющий зажим 3, разъем для подключения зарядного кабеля 4, кнопка включения 5, кнопка разряда 6, кнопки 7 и 8 уменьшения и увеличения напряжения импульса. На панели также расположены табличка 9 с названием прибора и надписи, поясняющие назначение элементов.A portable device that is periodically used (Fig. 1) is made in a metal case with a hinged lid. On the front panel there are: a high-voltage connector 1, indicators of pulse voltage and breakdown of insulation 2, a grounding clamp 3, a connector for connecting a charging cable 4, a power button 5, a discharge button 6, buttons 7 and 8 for decreasing and increasing the pulse voltage. The panel also has a plate 9 with the name of the device and inscriptions explaining the purpose of the elements.

Функциональная схема устройства приведена на фиг. 2. Устройство имеет автономное питание от герметичной необслуживаемой аккумуляторной батареи емкостью 4,5 Ач и напряжением 12 В. Напряжение от батареи через повышающий высоковольтный преобразователь (ВП) подается на накопительные конденсаторы С1 и С2. Конденсаторы С1 и С2 присоединены к первичной обмотке импульсного повышающего трансформатора Т через полупроводниковые ключи К1 и К2. Вторичная обмотка трансформатора Т подключается к испытываемым электрооборудованию или кабельной линии. Устройство управления и индикации УУ осуществляет контроль заряда конденсаторов С1 и С2, реализует интерфейс управления, осуществляет индикацию текущего и установленного напряжения, производит измерения для определения пробоя. Для определения электрического пробоя испытуемой изоляции во вторичную цепь трансформатора Т включен резистор R1, напряжение с которого поступает на устройство управления.A functional diagram of the device is shown in FIG. 2. The device has autonomous power supply from a sealed maintenance-free battery with a capacity of 4.5 Ah and a voltage of 12 V. Voltage from the battery through the boost high-voltage converter (VP) is supplied to the storage capacitors C1 and C2. Capacitors C1 and C2 are connected to the primary winding of a pulse boost transformer T through semiconductor switches K1 and K2. The secondary winding of the transformer T is connected to the tested electrical equipment or cable line. The UU control and indication device monitors the charge of the capacitors C1 and C2, implements the control interface, displays the current and installed voltage, makes measurements to determine the breakdown. To determine the electrical breakdown of the tested insulation, a resistor R1 is included in the secondary circuit of the transformer T, the voltage from which is supplied to the control device.

Принцип работы устройства заключается в следующем. При включении устройства конденсаторы С1 и С2 заряжаются до нормируемого напряжения, задаваемого кнопками 7 и 8, и, при длительном нажатии на кнопку 6 «Разряд», разряжаются через первичную обмотку импульсного трансформатора Т. Во вторичной обмотке трансформатора Т в процессе разряда конденсаторов С1 и С2 наводится ЭДС и испытуемая изоляция в течение 10^-4 - 10^-3 с будет находиться под нормируемым импульсным напряжением. После разряда конденсаторов С1 и С2 напряжение на испытуемой изоляции автоматически разряжается через вторичную обмотку импульсного трансформатора Т.The principle of operation of the device is as follows. When the device is turned on, capacitors C1 and C2 are charged to the normalized voltage specified by buttons 7 and 8, and, when the button “Discharge” is pressed for a long time, 6, are discharged through the primary winding of the pulse transformer T. In the secondary winding of the transformer T, during the discharge of capacitors C1 and C2 EMF is induced and the tested insulation will be under normalized impulse voltage for 10 ^-4 - 10 ^-3 s. After the discharge of capacitors C1 and C2, the voltage at the tested insulation is automatically discharged through the secondary winding of the pulse transformer T.

Заряд аккумуляторной батареи (АБ) от сети переменного тока 220 В 50 Гц осуществляется с помощью зарядного устройства ЗУ. Подключение ЗУ к сети осуществляется через разъем 4 на передней панели устройства с помощью стандартного кабеля. При кратковременном нажатии на кнопку 5 «Вкл/Бат» на индикаторе отображается текущий заряд АБ в процентах от максимального.The battery (AC) is charged from the AC 220 V 50 Hz using a charger. The charger is connected to the network via connector 4 on the front panel of the device using a standard cable. When you briefly press the 5 “On / Baht” button 5, the indicator shows the current battery charge as a percentage of the maximum.

Индикация пробоя при испытании импульсным напряжением основана на сравнении зарядного и разрядного импульсных токов в испытуемой, например, кабельной линии. Если изоляция испытуемого кабеля не повреждена, т.е. изоляция выдерживает импульсное испытательное напряжение, то зарядные и разрядные токи в испытуемом кабеле равны и протекают в противоположных направлениях. При этом суммарный ток будет равен нулю, а индикатор «Пробой» не загорится и покажет отсутствие тока утечки через изоляцию.The breakdown indication during a pulse voltage test is based on a comparison of the charge and discharge pulse currents in the test, for example, cable line. If the insulation of the cable under test is not damaged, i.e. Since the insulation can withstand a pulsed test voltage, the charging and discharge currents in the cable under test are equal and flow in opposite directions. In this case, the total current will be zero, and the Breakdown indicator will not light up and will indicate the absence of leakage current through the insulation.

При электрическом пробое или коротком замыкании протекает апериодический ток, вызванный разрядом накопительной емкости С1 и С2. При этом загорится индикатор «Пробой», показывая наличие пробоя в изоляции. Во многих случаях повреждение изоляции электроустановки можно определить по наличию искрового разряда в месте повреждения.During electrical breakdown or short circuit, an aperiodic current flows due to the discharge of the storage capacitance C1 and C2. At the same time, the Breakdown indicator will light up, indicating the presence of a breakdown in the insulation. In many cases, damage to the insulation of an electrical installation can be determined by the presence of a spark discharge at the site of damage.

Claims

A device for searching for damage to insulation of electrical equipment and cables, including a pulsed step-up transformer, power supply, storage capacitor, an indicator of the magnitude of the pulsed output voltage and electrical breakdown, characterized in that in the electrical circuit the indication circuit is indirectly connected to the high-voltage line, which protects the device from high voltage on the case when triggered without load, a rechargeable battery with a charger is used as a power source, the storage capacitor is a battery of electrolytic capacitors, in addition, it is equipped with a high-voltage converter and a control and display device with an electronic display.