CN103675597A - 测试保险丝 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为测试保险丝。一种测试用于监测包围线缆(2)中的第一电导体和第二电导体(3和4)的电绝缘材料(8)的仪器中的保险丝(12)的方法，所述保险丝连接到所述导体，所述方法包括：将关于参考的电信号从源(1)施加到所述保险丝；获得关于所述参考的所述绝缘材料的电阻的值(IR)；确定所述电阻值是否大于保险丝测试电阻阈值，并且如果是的话，引起停止施加所述信号；以及监测所述信号的衰减以便确定：该信号衰减到低于设置的值的时间是否超过设置的时间限制或者低于所述限制，超过设置的时间限制指示保险丝是令人满意的，低于所述限制指示保险丝熔断。

Description

测试保险丝
技术领域
本发明涉及测试保险丝，特别是在用于监测包围线缆中的电导体的电绝缘材料的状况的装置中的保险丝。
背景技术
通过脐带监测装置(UMD)执行对诸如水下(例如海底)井控制系统脐带线缆的电脐带线缆的特征的在线监测，UMD将关于接地的电信号施加到脐带线缆的导体并且使用多种测量技术来查明脐带线缆的特征对于它的预期的剩余寿命是足够的。在这样的UMD中的测量技术采用电子放大器，电子放大器由与带电系统串联的快速熔断保险丝保护免受带电系统上的过高电压。问题在于，如果保险丝已经熔断，则即使绝缘材料已完全失效，UMD相信它连接到具有高电绝缘材料电阻的脐带线缆。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供有测试用于监测包围线缆中的第一电导体和第二电导体的电绝缘材料的仪器中的保险丝的方法，所述保险丝连接到所述导体并且所述方法包括：
将关于参考的电信号从源施加到所述保险丝；
获得关于所述参考的所述绝缘材料的电阻的值；
确定所述电阻值是否大于保险丝测试电阻阈值，并且如果是的话，引起停止施加所述信号；以及
监测所述信号的衰减以便确定该信号衰减到低于设置的值的时间是否超过设置的时间限制或者低于所述限制，超过设置的时间限制指示保险丝是令人满意的，低于所述限制指示保险丝熔断。
根据本发明的另一方面，提供有用于监测包围线缆中的第一电导体和第二电导体的电绝缘材料的仪器，所述仪器包括用于连接到所述导体的保险丝，所述仪器包括：
用于将关于参考的电信号从源施加到所述保险丝的装置；
适合于获得关于所述参考的所述绝缘材料的电阻值的值的装置；
适合于确定所述电阻值是否大于保险丝测试电阻阈值、并且如果是的话引起停止施加所述信号的装置；以及
适合于监测所述信号的衰减以便确定该信号衰减到低于设置的值的时间是否超过设置的时间限制或者低于所述限制的装置，超过设置的时间限制指示保险丝是令人满意的，低于所述限制指示保险丝熔断。
所述线缆可包括水下井控制系统的脐带线缆。
通常使用关于所述参考的施加到所述保险丝的电压的测量和通过所述保险丝的电流的测量，考虑用于测量所述电压的装置的有效电阻和用于测量所述电流的装置的有效电阻，来获得关于所述参考的所述绝缘材料的所述电阻的值。
所述保险丝可以通过包括第一电阻器和第二电阻器的信号分离装置连接到所述导体的每一个。在这种情况下，获得关于所述参考的所述绝缘材料的所述电阻的值通常考虑所述信号分离装置的有效电阻。
所述参考通常是接地。
附图说明
图1是并入本发明的仪器的实施例的示意图；以及
图2是用于在解释绝缘材料电阻的值的计算中使用的电路图。
具体实施方式
将要描述的实施例通常操作如下。提供UMD的仪器将以DC电压形式的并且关于接地的测量信号经由保险丝施加到在脐带线缆中传送AC的、由电绝缘材料包围的两个导体中的每一个。UMD导出在导体和接地之间的绝缘材料的电阻的值，并且如果该值被确定为超过保险丝测试电阻阈值，则引起停止到保险丝的测量信号的施加。如果保险丝是令人满意的并且UMD与脐带线缆电连接，关于接地的绝缘材料的电容将完全充电并且信号衰减将花费一些时间。这个衰减被监测，并且如果衰减到低于设置的限制花费的时间超过阈值，则保险丝测试已通过(即，保险丝是令人满意的并且提供电连接性)。如果保险丝已熔断并且UMD未电连接到脐带线缆，信号将几乎立即衰减，因为电容没有完全充电，根据这个UMD确定保险丝已熔断。
参考图1，附图标记1标明UMD中的DC电压源(通常供给标称50伏特)并且附图标记2标明例如海底碳氢化合物井生产控制系统的海底井控制系统的脐带线缆。至少第一电导体和第二电导体3和4在脐带线缆2中，导体3和4将来自顶边AC源5和顶边变压器6的AC经由海底变压器7供给到海底设备。导体3和4由电绝缘材料8包围并且脐带线缆具有与海水接触并且因此处于接地电位的保护装甲外壳9。DC电压源1可以经由开关10(当闭合时)、电流测量电路11和经由(包括连接到导体3的电阻器13和连接到导体4的等值电阻器14的)信号分离电路连接到导体的保险丝12，在导体3和4与接地之间连接。通常，到接地的连接可以是到外壳9。因为导体3和4连接跨过变压器6的次级绕组和变压器7的初级绕组，就DC而言它们有效地充当单一导体。
关于接地的施加到保险丝12的电压由电压测量电路15测量并且来自电路15的电压测量和来自电路11的电流测量被供给到绝缘材料电阻测量电路16。
测试保险丝12的方法如下。
在开关10闭合的情况下，从源1施加DC电压并且电路11和电路15将电流和电压测量馈送给绝缘材料测量电路16。电路16包括微处理器，微处理器被编程用于计算导体3和4与接地之间的绝缘材料的电阻的值(见下文)。电路16包括阈值检测器并且，响应于绝缘材料电阻的值超过保险丝测试值，来自电路16的输出使开关10开路，从而断开DC的供给，并且能够实现由框17表示的保险丝监测阶段。保险丝监测阶段由算法提供，所述算法由电路16的微处理器执行以便监测由电路15测量的电压的衰减。
如果保险丝12是令人满意的，导体3和4与接地之间的绝缘材料的电容将已完全充电并且电压将花费一些时间来衰减，但是如果保险丝12熔断，电容将不是已充电并且电压将几乎立即衰减。
算法使得检测用于使电压衰减至降到设置的值以下花费的时间并且如果该时间超过设置的时间限制(根据这个时间可以计算导体3和4与接地之间的绝缘材料的电容)，从端口18输出保险丝令人满意的信号，并且如果时间低于设置的限制，从端口19输出保险丝失效(熔断)信号。
通过电路16的微处理器的、导体3和4与接地之间的绝缘材料的电阻的值的计算如下。就DC而言，图2是上述系统的简化的电路图，其中：
IR是导体3和4与接地之间的绝缘材料电阻的值。
RT是电路16测量的总的电阻值，如电路15测量的电压除以电路11测量的电流；
RS是分离电路的已知的有效电阻值，也就是电阻器13和14中的每一个的值的一半；
RV是电压测量电路15的已知的有效电阻值；以及
RC是电流测量电路11的已知的有效电阻值。绝缘材料测量电路16根据以下计算IR：
I R = R T R V + R T R S - R C R V - R C R S - R V R S R C + R V - R T
保险丝12可以经由变压器6的次级绕组的中心抽头连接到导体3和4，而不是连接到信号分离电路。同样，导体3和4可以传送DC而不是AC，在这种情况下信号分离电路是必需的。
在不需要关闭系统、移除保险丝并且隔离地对其测试的情况下，使用本发明的优点是提供如下知识：在带电系统上测试时，UMD中的保险丝是令人满意的。

Claims (10)

1.一种测试用于监测包围线缆中的第一电导体和第二电导体的电绝缘材料的仪器中的保险丝的方法，所述保险丝连接到所述导体并且所述方法包括：
将关于参考的电信号从源施加到所述保险丝；
获得关于所述参考的所述绝缘材料的电阻的值；
确定所述电阻值是否大于保险丝测试电阻阈值，并且如果是的话，引起停止施加所述信号；以及
监测所述信号的衰减以便确定：所述信号衰减到低于设置的值的时间是否超过设置的时间限制或者低于所述限制，所述超过设置的时间限制指示所述保险丝是令人满意的，所述低于所述限制指示所述保险丝熔断。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述线缆包括水下井控制系统的脐带线缆。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中使用关于所述参考的施加到所述保险丝的电压的测量和通过所述保险丝的电流的测量，考虑用于测量所述电压的装置的有效电阻和用于测量所述电流的装置的有效电阻，来获得关于所述参考的所述绝缘材料的所述电阻的值。
4.如任何前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述保险丝通过包括第一电阻器和第二电阻器的信号分离装置连接到所述导体中的每一个。
5.如权利要求4所述的方法，其中获得关于所述参考的所述绝缘材料的所述电阻的值考虑所述信号分离装置的有效电阻。
6.如任何前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述参考是接地。
7.用于监测包围线缆中的第一电导体和第二电导体的电绝缘材料的仪器，所述仪器包括用于连接到所述导体的保险丝，所述仪器包括：
用于将关于参考的电信号从源施加到所述保险丝的装置；
适合于获得关于所述参考的所述绝缘材料的电阻的值的装置；
适合于确定所述电阻值是否大于保险丝测试电阻阈值、并且如果是的话引起停止施加所述信号的装置；以及
适合于监测所述信号的衰减以便确定所述信号衰减到低于设置的值的时间是否超过设置的时间限制或者低于所述限制的装置，所述超过设置的时间限制指示所述保险丝是令人满意的，所述低于所述限制指示所述保险丝熔断。
8.如权利要求7所述的仪器，适合于使得：使用关于所述参考的施加到所述保险丝的电压的测量和通过所述保险丝的电流的测量，考虑用于测量所述电压的装置的有效电阻和用于测量所述电流的装置的有效电阻，来获得关于所述参考的所述绝缘材料的所述电阻的值。
9.如权利要求7或8所述的仪器，其中所述保险丝通过包括第一电阻器和第二电阻器的信号分离装置连接到所述导体中的每一个。
10.如权利要求9所述的仪器，适合于使得：获得关于所述参考的所述绝缘材料的所述电阻的值考虑所述信号分离装置的有效电阻。
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