CZ291043B6 - Způsob detekce přítomnosti elektrického kabelu a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

V elektrick m kabelu se vyvol v proudov² impulz p°es vodiv armov n (B) prost°ednictv m za° zen (100) k injektov n proudu, p°ipojen ho k uzemn n (T), tak e okruh tohoto proudov ho impulzu se v elektrick m kabelu uzav r p°es uzemn n (T), p°i em p° tomnost elektrick ho kabelu v bl zkosti p° jmu se stanov pomoc detektoru (200, 300) detekc sign lu, kter² vznik jako d sledek tohoto proudov ho impulzu. Proudov² impulz se z sk v vyb jen m kondenz toru (C5) a vyvol v se v p°edem stanoven rychlosti, p°i em m °en asov ho intervalu mezi vyvol n m dvou n sledn²ch proudov²ch impulz se prov d prost°edkem, kter² je sou st detektoru (200, 300). Za° zen je tvo°eno jednak za° zen m (100) k injektov n proudu, pro vyvol n proudov ho impulsu p°es vodiv armov n (B) v bod injektov n , kter je p°ipojeno k uzemn n (T) k uzav°en okruhu proudov ho impulzu, a jednak detektorem (200, 300), pro detekov n sign lu p°i pr chodu proudov ho impulzu v bod p° jmu, kter² je odli n² od bodu injektov n .\

Description

Vynález se týká jednak způsobu detekce přítomnosti elektrického kabelu, a kde to je vhodné i jeho identifikace, a to elektrického kabelu, který obsahuje vodivé armování a vodivé jádro, které je elektricky izolováno od vodivého armování, jež je běžným způsobem připojeno k uzemnění, a jednak se týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Když jsou elektrické kabely nakupeny dohromady a vytvářejí svazek kabelů protahující se na velkou vzdálenost, není déle možné vizuálně sledovat jednotlivé kabely v tomto svazku. Jedna běžná technika pro identifikování daného kabelu v zakončeních svazku spočívá ve spojení dohromady armování a jádra tohoto kabelu na jednom zakončení tohoto svazku tak, že vytváří vodivou smyčku, a pak z druhého zakončení svazku, a v detekci zda mezi armováním a jádrem testovaného kabelu prochází či neprochází proud. Tato technika vyžaduje aby byl proveden elektrický kontakt s jádrem a armováním kabelu v místě detekce, a to zabraňuje aby byl kabel po tuto dobu identifikace použit. Tento nedostatek zabraňuje použití této techniky pro identifikační účely zejména v jaderných elektrárnách, kdy jsou dotyčné kabely důležité z hlediska bezpečnosti a nesmí být odpojeny, například kabely připojující ovládací vybavení k senzorům, jež měří parametry podstatné pro bezpečnost dané jaderné elektrárny. Tyto kabely, jež jsou důležité pro bezpečnost, rovněž sledují různé dráhy, procházející příslušnými zónami, mezi kterými není pravděpodobné, že by se rozšiřoval oheň. Nepovažuje se proto za nutné chránit specificky jeden z těchto kabelů proti ohni. Naopak, když existuje pravděpodobnost, že by všechny tyto kabely mohly být poškozeny ohněm v jediné zóně, pak je nezbytné proti ohni chránit nejméně jeden z nich. Známá technika, výše popsaná pro identifikování kabelů, však nemůže detekovat přítomnost daného kabelu v těch či oněch provozních prostorách, a následně neumí stanovit, která dráha je sledována daným kabelem, aby se rozhodlo, zda by měl anebo neměl být chráněn proti ohni.

V minulosti proto bylo navrženo zařízení na detekci podzemních kabelů (spis DE č. 3 216 263), které obsahuje generátor pro připojení k zasypanému kabelu a detektor vhodný pro indikování přítomnosti kabelu, když je detektor v jeho přítomnosti. Signál emitovaný kabelem je signál nízkofrekvenční sinusové vlny při frekvenci několika stovek Hz. a použití tohoto přístroje zůstává omezeno na detekci kabelů na krátké vzdálenosti a v prostředích, jež podléhají malému rádiovému rušení. Navíc, při instalaci v provozu, může tento přístroj představovat určité riziko, protože nízká použitá frekvence může rušit signály předávané ovládacími a měřicími typy kabelů, a může dokonce poškodit sdružená elektronická zařízení.

Prvním cílem tohoto vynálezu je umožnit detekci přítomnosti, či nepřítomnost, daného kabelu a to na dálku, bez rušení provozu tímto kabelem propojených instalací.

Dalším cílem vynálezu je, kde to je vhodné, identifikovat daný kabel rychle a snadno.

Podstata vynálezu

Výše uvedených cílů se dosahuje způsobem detekce přítomnosti elektrického kabelu, a kde to je vhodné i jeho identifikace, kde detekovaný elektrický kabel obsahuje vodivé armování a vodivé jádro, které je elektricky izolováno od vodivého armování, které je běžným způsobem připojeno k uzemnění, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v elektrickém kabelu se

- 1 CZ 291043 B6 vyvolává proudový impulz přes vodivé armování prostřednictvím zařízení k injektování proudu, připojeného k uzemnění, takže okruh tohoto proudového impulzu se v elektrickém kabelu uzavírá přes uzemnění, přičemž přítomnost elektrického kabelu v blízkosti příjmu se stanoví detekcí signálu v tomto bodě pomocí detektoru, který vytváří tento proudový impulz.

Podstatou způsobu podle tohoto vynálezu je dále to, že proudový impulz se získává vybíjením kondenzátoru, a vyvolává se v předem stanovené rychlosti, přičemž měření časového intervalu mezi vyvoláním dvou následných proudových impulzů se provádí prostředkem, který je součástí detektoru.

Pro tento způsob je dále podstatné též to, že časový interval mezi vyvoláním každého proudového impulzu je delší než 1 sekunda, a že proudové impulzy se injektují přímo do vodivého armování a jsou ve vodivém armování vyvolány prostřednictvím indukce.

Dále je pro tento způsob podstatné i to, že proudový impulz je detekován buď prostřednictvím měřicí svorky, kterou prochází elektrický kabel, který má být identifikován, nebo je proudový impulz detekován prostřednictvím cívky, která je umístěna v blízkosti elektrického kabelu. Ve výhodném provedení je přitom cívka umístěna uvnitř elektrického stínění tvořeného aluminiovou fólií.

Pro způsob podle tohoto vynálezu je pak konečně podstatné též to, že proudový impulz trvá méně než 10 sekund a že maximální proud indukovaný v kabeluje menší než 25 A.

Uvedených cílů je dosahováno též prostřednictvím zařízení pro detekci přítomnosti elektrického kabelu, a kde to je vhodné i pro jeho identifikaci, kde detekovaný elektrický kabel obsahuje vodivé armování a vodivé jádro, které je elektricky izolováno od vodivého armování, které je běžným způsobem připojeno k uzemnění, podle tohoto vynálezu, jehož podstatou je to, že je tvořeno jednak zařízením k injektování proudu, pro vyvolání proudového impulzu přes vodivé armování v bodě injektování, které je připojeno k uzemnění k uzavření okruhu proudového impulzu, a jednak detektorem pro detekování signálu při průchodu proudového impulzu v bodě příjmu, který je odlišný od bodu injektování.

Podstatou zařízení je též to, že detektor obsahuje rám cívky, umístěný uvnitř elektrického stínění, tvořeného aluminiovou fólií, a to, že je navrženo k detekci přítomnosti elektrického kabelu v provozních prostorách elektrárny, zejména jaderné elektrárny, nebo k jeho identifikaci.

Povaha emitovaného proudového impulzu umožňuje vyhnout se rušení instalací, jež jsou v provozu a připojeny k danému kabelu, a činí možnou detekci a identifikaci daného elektrického kabelu i přes jeho velkou délku, dokonce i v prostředí jež je elektricky rušeno, jako je vnější prostředí v jaderné elektrárně.

Přehled obrázků na výkresech

Další charakteristiky a přednosti vynálezu se stanou zřejmými z následujícího popisu neomezujícího příkladu konkrétního provedení tohoto vynálezu odvolávajícího se na doprovodné výkresy, na nichž:

Obr. 1 a 2 - znázorňují dvě varianty ztvárnění způsobu tohoto vynálezu k identifikaci kabelu.

Obr. 3 - znázorňuje schéma obvodu zařízení injektování proudu v souladu s tímto vynálezem.

-2 CZ 291043 B6

Obr. 4 - znázorňuje schéma zařízení detektoru v souladu s tímto vynálezem pro identifikaci kabelu.

Obr. 5a6- znázorňují dvě jiné varianty ztvárnění způsobu tohoto vynálezu kdetekci přítomností kabelu na dálku.

Obr. 7 - znázorňuje schéma detektoru v souladu s tímto vynálezem pro detekci přítomnosti kabelu na dálku.

Obr. 8 - znázorňuje schéma předzesilovače, jenž je obsažen v detektoru, znázorněném na obr. 7.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 2 je kabel znázorněn jen zčásti. Vodivé jádro A kabelu je navrženo k předávání informací v elektrické podobě, zatímco vodivé armování B kabelu slouží k zajištění elektromagnetického odstínění. V tomto vynálezu by měl být pojem armování chápán široce a může stejně dobře označovat rezervní elektrický vodič kabelu, jenž nemá žádnou funkci elektromagnetického odstínění. Stejně tak široce by měl být pojímán pojem vodivé jádro, jako označující jakýkoli elektrický vodič daného kabelu.

Vodivé armování B je v určitém bodě připojeno k uzemnění T, přičemž přes armování B je emitován elektrický impulz pomocí zařízení 100 na injektování proudu, jež je připojeno k uzemnění 14. Detektor 200 je použit v bodě příjmu, situovaném těsně u dráhy impulzu k detekci signálu představujícího tento impulz. Umístěním detektoru 200 na dráhu impulzu je možné identifikovat kabel níže popsaným způsobem.

Proudový impulz může být emitován přímým injektováním do vodivého armování B kabelu přes elektrický kontakt 10 mezi vodičem připojeným k zařízení 100 na injektování proudu a vodivým armováním B, jak to znázorňuje obr. 1. Alternativně, proud může být emitován bez přímého elektrického kontaktu, ale pomocí indukce, použitím indukční svorky 13, připojené k zařízení 100 a ovinuté okolo kabelu. Emise bez přímého kontaktu činí možným indukovat proud, jenž se mění pomaleji ve vztahu kčasu, než může být provedeno pomocí přímého injektování. Přednostně to může být použito k vyhnutí se rizikům rušení elektrických instalací připojených ke kabelu, přes který dochází k emisi. Indukční svorka 13 je přednostně vyrobena pomocí proud měřícího prvku, majícího dvě polokruhové větve, zavěšené dohromady na jednom zakončení a vhodné pro zformování kruhu, když je v uzavřené poloze. Tato indukční svorka 13 je instalována na kabelu pomocí roztažení svých ramen od sebe.

Přednostně je signál, představující impulz, detekován bez provedení přímého elektrického kontaktu s vodivým armováním B kabelu, což se provádí indukcí pomocí cívky připojené k detektoru 200. Tato cívka může být vytvořena rámem cívky, umístěným těsně ke kabelu, avšak pro účely identifikace, se dává přednost použít proud měřicí svorky 213, s kabelem procházejícím kruhem, vytvořeným rameny této měřicí svorky 213. V souladu s výhodnou charakteristikou vynálezu, maximální hodnota proudu indukovaná na kabelu je omezena do 25 A, a trvání impulzu na méně než 10 ps, a přednostně blízko 5 ps, aby se předešlo rušení provozu elektrických instalací připojených k vodivému jádru A kabelu.

Je možné emitovat elektrické impulzy do většího množství kabelů pomocí zařízení 100 na injektování proudu, které je nastaveno na různé rychlosti a/nebo mající obrácené polování, a identifikovat kabely použitím jediného detektoru 200, prostřednictvím měření doby intervalů mezi konsekutivními páry impulzů na daném kabelu. Přednostně jsou přijata předběžná opatření

-3 CZ 291043 B6 k zajištění toho, že časový interval mezi každou následnou emisí proudového impulzu je větší než 1 sekunda, aby se tak předešlo rušení provozu instalací připojených k vodivému jádru A kabelu. Podle další výhodné charakteristiky vynálezu je proudový impulz emitován rychlostí, ležící v rozpětí od 13 impulzů za vteřinu do 23 impulzů za minutu.

Zařízení 100 na injektování proudu, jak je znázorněno schematicky na obr. 3, obsahuje měnič napětí 110, napájený prostřednictvím spojů 111, 112 nízkým napětím ze zdroje 140 stejnosměrného (DC) proudu, jenž je tvořen v uvedeném ztvárnění 6 V baterií, mající kapacitu 2 Ah. Měnič napětí 110 dodává stejnosměrné napětí vysoké hodnoty do bodu 113 (napětí může být okolo 350 V), pro účely nabíjení kondenzátoru C5. připojeného v bodě 113 k měniči napětí 110 a ve spoji 112 k zápornému pólu zdroje 140. V popisovaném ztvárnění není kondenzátor C5 polarizován a má kapacitu 1 pF a napětí instalace 400 V. Přirozeně, mohl by být v sérii zapojen potenciometr s odporem Rl, k úpravě nabíjecího proudu, aplikovaného do kondenzátoru C5 a úpravě množství proudu, jež uchovává.

Měnič napětí 110 obsahuje oscilátor pro napájení primárního vinutí transformátoru TRI, jehož sekundární vinutí je vedením 114 připojeno k záporné svorce zdroje 140, a vedením 115 ke zdvojovači napětí, jenž obsahuje kondenzátor Cl a dvě diody D2, D3, uspořádané tradičním způsobem. Přesněji, katoda diody D3 je připojena ke kondenzátoru Cl a anoda diody D3 je připojena k bodu 113 měniče napětí HO. Anoda diody D2 je připojena ke katodě diody D3, a katoda diody D2 je připojena k záporné svorce zdroje 140 napětí. Kondenzátor Cl má jednu desku připojenu k diodám D2, D3 a svou druhou desku má připojenu k vedení 115, připojenému k sekundárnímu vinutí transformátoru TRI.

Výše uvedený oscilátor, napájející primární vinutí transformátoru TRI, obsahuje specializovaný integrovaný obvod IC1, typu dobře známého kvalifikovanému odborníkovi v dané technice pod odkazem 555. Vývody 2, 6 integrovaného obvodu IC1 jsou spolu spojeny a jsou připojeny k jedné z desek kondenzátoru C2, jehož druhá deska je připojena k záporné svorce zdroje 140. Vývod 4 integrovaného obvodu IC1 je připojen ke kladné svorce zdroje 140. Výstup 3 integrovaného obvodu IC1 je pak připojen k mřížce tranzistoru TI (MOS-FET - pólem řízený tranzistor s hradlem izolovaným oxidem) a přes odpor R2 do vývodů 2, 6, Tranzistor TI spíná mezi záporným pólem zdroje 140 a emitorem bipolámího tranzistoru T2 (typ NPN), jenž působí jako omezovač proudu, mající svou bázi připojenou přes odpor R1 ke kladné svorce zdroje 140. Kolektor tranzistoru T2 napájí primární vinutí transformátoru TRI, jenž je též připojen k záporné svorce zdroje 140. Mezi kolektorem tranzistoru T2 a zápornou svorkou zdroje 140 je zapojen polarizovaný kondenzátor C6. V uvedeném ztvárnění, mají příslušné kondenzátory Cl, C2, C6, a odpory Rl, R2, následující hodnoty: Cl ~ 220 qF, C2 = 100, T|F, C6 - 10 pF, R1 820 ohm a R2 = 1 Mohm. Tranzistor TI je typu známého pod označením BS 170 a tranzistor T2 je typu známého pod označením BD 139.

Anti-interferenční kondenzátor C3 je zapojen mezi kladnou svorkou zdroje 140 a uzemněním T. Záporná svorka zdroje 140 je připojena k uzemnění 14.

V souladu s výhodnou charakteristikou tohoto vynálezu, je proudový impulz, vyslaný přes vodivé armování B kabelu, generován vybitím kondenzátoru C5. K tomu účelu jsou desky kondenzátoru C5 příslušně připojeny ke dvěma uživatelským svorkám 150, 151. Svorka 151 je připojena k zápornému pólu zdroje 140 a takto i k uzemnění 14. Svorka 150 je připojena přes relé K1 k desce kondenzátoru C5, jež je připojena k bodu 113 výstupu měniče napětí 110. Dioda Dl 1 je zapojena mezi svorkami 150, 151 k ochraně kontaktů relé Kl.

Relé K1 spíná pomocí krokového obvodu 120. navrženého k uzavírání relé K1 ve stanovených časových intervalech a připojuje svorku 150 k desce kondenzátoru C5. jež je připojena k bodu 113 výstupu měniče napětí 110.

-4CZ 291043 B6

Krokový obvod 120 obsahuje astabilní oscilátor, vytvořený v popsaném ztvárnění specializovaným integrovaným obvodem IC2, který je stejného typu jako integrovaný obvod IC1. Vývody 2, 6 integrovaného obvodu 1C2 jsou spojeny dohromady a připojeny k desce kondenzátoru C4, jehož druhá deska je připojena k zápornému pólu zdroje 140. Vývod 4 je připojen ke kladné svorce 140. Vývod 3 integrovaného obvodu IC2 je připojen přes odpor R10 k bázi transistoru T3. působícího jako spínač k ovládání relé Kl, a vývod 3 je připojen k vývodům 2, 6 integrovaného obvodu IC2 přes volič 121, spojitelný s odpory R3, R4. R5, R6, R7. R8 s různými rezistencemi. Volič 121 vybírá jeden z odporů R3 až R8, čímž volí hodnotu rezistence mezi vývodem 3 a vývody 2, 6 integrovaného obvodu IC2, a takto volí rychlost, jíž je relé Kl uzavíráno, a rychlost, jíž jsou proudové impulzy emitovány přes vodivé armování B kabelu. Světlo emitující 1 ED dioda LPI, spojená v sérii s odporem R9 mezi vývodem 3 z integrovaného obvodu IC2 a záporným pólem zdroje 140. informuje uživatele pokaždé, když prochází proud přes relé Kl. Odpory R3, R4. R5. R6. R7, R8, mají následující rezistence v popsaném ztvárnění: R3 = 38 k ohm, R4 = 82 k ohm, R5 = 120 k ohm, R6 = 180 k ohm, R7 = 220 k ohm, a R8 = 330 k ohm. V popsaném příkladě je pak kapacita kondenzátoru C4 = 10 pF, odpor R10 =6,8 k ohm, a tranzistor T3 je typu 2N2222,

Přednostně, jak je znázorněno, je spínač 141 spojen v sérii s kladným pólem zdroje 140. LED dioda LD2 je spojena v sérii s odporem R11 mezi kladným pólem zdroje 140 a jeho záporným pólem po proudu od spínače 141, pro účel informování uživatele, zdali je zapnuto zařízení 100 k injektování proudu. Když je zdroj 140 tvořen baterií, pak injektor přednostně dále obsahuje, jak je znázorněno, indikátor 130 stavu baterie, zapojený tradičním způsobem pomocí specializovaného integrovaného obvodu IC3 (typu 8211), a odporů R12. R13, R14, R15, spolu s LED diodou LD3.

V závislosti na použitém emisním modu, je svorka 150 připojena buď přímo k danému kabelu, anebo jinak k proud měřícímu vinutí, jak je popsáno výše.

Obr. 4 znázorňuje schéma detektoru 200, který je vytvořen v souladu s tímto vynálezem. Detektor 200 obsahuje zesilovací obvod 210 proudu, napájeného zdrojem 214 přes spínač 215. Zesilovací obvod 210 přijímá signál k zesílení přes vstupy 211, 212, jak je dodáván výše uvedenou měřicí svorkou 213. Přednostně pak měřicí svorka 213 obsahuje jediný závit, jenž je realizován (jak ukázáno) pomocí proud měřícího kruhu.

Měřicí svorka 213 je připojena vstupem 212 k zápornému pólu zdroje 214, a vstupem 21 1 k bázi bipolámího tranzistoru T4 (typu NPN). Signál aplikovaný na bázi tranzistoru T4 má omezený vrchol pomocí Zenerovy diody D4, spojené paralelně s odporem R16 mezi bází tranzistoru T4 a záporným pólem zdroje 214. Kolektor tranzistorul4 je spojen přes odpor R17 s kladným pólem zdroje 214, a emitor tranzistoru T4 je připojen k jedné desce rozpojujícího kondenzátoru C6, jehož druhá deska je připojena k zápornému pólu zdroje 214. Emitor tranzistoru T4 je rovněž připojen kbázi prvního tranzistoru T5, spojeného v kaskádě s tranzistorem T6. Přesněji, tranzistor T6, jenž je typu PNP, má svůj emitor připojen ke kladnému pólu zdroje 14. svou bázi má připojenou ke kolektoru tranzistoru T5 (typu NPN), a svůj emitor má připojen přes odpor R18 k zápornému pólu zdroje 214. Zesílený signál je dodáván vedením 216 z emitoru tranzistoru T5. Pro účel indikace mají v popsaném případě odpoiy R16, R17. R18, následující hodnoty: R16 = 22 kohm, R17 = 27 kohm, R18 = 1 kohm. Zenerova dioda D4 je 12 V dioda, kondenzátor C6 má kapacitu 10 r|F, a tranzistory T4, T5 jsou typu BC 547.

Zesílený signál dodaný do vedení 216 je zaveden do vývodu 13 specializovaného integrovaného obvodu typu CD 4066. Tento obvod obsahuje čtyři spínače 221, 222, 223, 224, jež jsou ovládány pro spínací účely pomocí aplikace kladného napětí, jež je větší, než daný práh příslušných vývodů 13, 5, 6, 12. Spínač 221 přijímá přes vývod 13 signál dodávaný emitorem

-5CZ 291043 B6 tranzistoru T5, a když napětí tohoto signálu překročí daný práh, odpovídající detekci proudového impulzu emitovaného injektorem proudu do kabelu, procházející měřicí svorkou 213. chová se jako spínač uzavřeného obvodu mezi vývody 1 a 2. Vývod 1 spínače 221 je připojen přes odpor R19 ke kladnému pólu zdroje 214, a vývod 2 je připojen k zelené LED diodě LD4, pro informaci uživateli, že proudový impulz, emitovaný injektorem proudu, byl detekován a že kabel, na němž bylo injektování provedeno je tentýž, jako kabel u kterého prochází proud měřicí svorkou 213. Přednostně, když se rozsvítí LED dioda LD4, je současně vydáván zvukový signál jak popsáno níže.

Emitor tranzistoru T5 je připojen přes odpor R20 ke spínacímu vývodu 6 spínače 223. Vývod 8 spínače 223 je připojen ke spínacímu vývodu 5 spínače 222 a vývod 9 spínače 223 je připojen k zápornému pólu zdroje 214 tak, že při detekci signálu, jenž působí rozsvícení LED diody LD4, se spínač 223 chová jako spínač uzavřeného obvodu mezi vývody 8, 9, čímž spojuje vývod 5 spínače 222 se záporným pólem zdroje 214. Spínač 222 se pak chová jako spínač přerušeného okruhu mezi vývody 3 a 4. Vývod 4 spínače 222 je připojen ke kladnému pólu zdroje 214 a vývod 3 spínače 222 je přes odpor R21 připojen k anodě červené LED diody LD5, jejíž katoda je připojena k zápornému pólu zdroje 214. Kvůli odporu R22, připojujícímu vývod 5 ke kladnému pólu zdroje 214, v nepřítomnosti žádné detekce signálu, představujícího impulz aplikovaný na vodivé armování B kabelu, a tudíž při nerozsvícení LED diody LD4, se spínač 222 chová jako spínač uzavřeného obvodu mezi vývody 3 a 4, což způsobí rozsvícení červené LED diody LD5. Když je signál představující impulz aplikovaný na kabel detekován, pak se ve vedení 216 na vývodu 13 spínače 221 objeví kladné napětí, vyšší než daný práh a ovládá ho tak, že se chová jako spínač uzavřeného obvodu mezi vývody 1 a 2. Dále, toto kladné napětí, dodané do vedení 216. je aplikováno přes odpor R20 do vývodu 6 spínače 223. Spínač 223 se pak chová jako spínač uzavřeného okruhu mezi vývody 8 a 9, čímž spojuje vývod 5 spínače 222 se záporným pólem zdroje 214. Spínač 222 se pak chová jako spínač přerušeného okruhu mezi vývody 3 a 4, a anoda LED diody LD5 je prakticky ve stejném potenciálu jako záporný pól zdroje 214.

K anodě rudé LED diody LD5 je vedením 241 připojen astabilní multivibrátor 240. Tento multivibrátor 240 je připojen k piezoelektrickému signalizačnímu zařízení 242, pro emitování zvukového signálu, když je potenciál katody rudé LED diody LD5 blízko toho, jež má záporný pól zdroje 214. Konkrétněji, multivibrátor 240 obsahuje dvě hradla 243, 244 (NOR) s dvojím vstupem 234, 244, mající každé první vstup připojen vedením 241 k anodě LED diody LD5, přičemž výstup hradla 243 je připojen k druhému vstupu hradla 244, a výstup hradla 244 je připojen, v sérii s piezoelektrickým signalizačním zařízením 242, k záporné svorce zdroje 214. Kondenzátor C7 je připojen jednou svojí deskou k výstupu hradla 244 a svojí druhou deskou, přes odpor R23 k výstupu hradla 243 a k druhému vstupu hradla 244, a přes odpor R24 ke druhému vstupu hradla 243. Při nulovém signálu, jako výsledku detekce proudového impulzu aplikovaného na vodivé armování B kabelu, se rozsvěcí LED dioda LD5 a anoda této LED diody LD5 má potenciál, jenž je dost vysoký k zabránění provozu multivibrátoru 240, a tak zabránění vysílání zvukového signálu.

Pro ilustraci, odpory R19, R20. R21, R22, R23. R24 v popsaném ztvárnění mají následující rezistence: R19 = 470 k ohm, R20 - 180 k ohm, R21 = 470 k ohm, R22 = 1 M ohm, R23 = 100 k ohm a R24 = 180 k ohm. Kondenzátor C7 pak má kapacitu 1 ηF.

V souladu s přednostní charakteristikou tohoto vynálezu, obsahuje detektor 200 prostředek k měření časového intervalu mezi emisemi dvou následných proudových impulzů. Tudíž, je možno emitovat simultánně přes pluralitu kabelů ve svazku pomocí plurality zařízení 100 injektování proudu, jak je popsáno výše, každé nastavené na rozdílnou rychlost emise pomocí svého voliče 121 a přitom použít jediného detektoru 200 k měření časových intervalů mezi vysláním dvou následujících signálů na testovaný kabel za účelem jeho identifikace.

-6CZ 291043 B6

Je rovněž možné, emitovat proudové impulzy obrácených polarit na kabel a spojit v jednom pouzdru dva nezávisle napájené detektory 200 (tj., mající odlišná elektrická uzemnění), jež jsou spojeny v protilehlých konfiguracích se zakončeními měřicí svorky 213.

V popsaném ztvárnění tvoří prostředek pro měření časového intervalu mezi emisí dvou následných proudových impulzů tradiční časovač 230, napájený z elektrického zdroje 236 a obsahující znovu nastavovací spínač 232, spínač 231, pro volbu provozního modu časovače, a dva vstupy 234, 235, pro elektrické spojení dohromady a ke spuštění měření, jež se zastavuje přerušením elektrického kontaktu mezi vstupy 234, 235. Tyto vstupy 234, 235 jsou připojeny k příslušným vývodům 10 a 11 spínače 224. přičemž jeho spínací vývod 12 je za prvé připojen vedením 216 k emitoru tranzistoru T5. a za druhé, přes odpor R25, k záporné svorce zdroje 214.

Obr. 5 a 6 znázorňují detektor 300. který je též v souladu s tímto vynálezem, a který je použitelný pro detekci přítomnosti nějakého kabelu na dálku, tj. pro detekování jeho přítomnosti ve vzdálenosti několika metrů od bodu příjmu.

Namísto proud měřící svorky 213 podle předcházejícího ztvárnění, používá detektor 300 rám cívky 313, jenž definuje výše specifikovaný bod příjmu, a v popsaném příkladě má 10 000 závitů drátu s průměrem 0,1 mm. Průměr rámuje 230 mm a jeho tloušťka je 15 mm. Rám cívky 313 je přednostně upevněn na zakončení prstencově nastavitelné teleskopické podpory tak, že je možné uspořádat rám ve vztahu k místu, jímž kabel prochází v poloze, jež maximalizuje jeho citlivost. Rám cívky 313 je rovněž přednostně opatřen elektrickým odstíněním 313a, vytvořeným hliníkovou fólií, jež je několik setin milimetru tlustá, a pokrývá jak přední plochy rámu, tak též jeho okraj. V uvedeném ztvárnění je navinut drát na podporu z plastického materiálu mezi dvě rovinné koncové plochy plastického materiálu, z nichž každá je tlustá asi 1 mm. Výše uvedená hliníková fólie je připojena k vnějším plochám koncových desek a leží ve vzdálenosti od svinutého drátu, jež je zvolena tak, aby byly uvnitř hliníkové fólie redukovány ozvěny na minimum. Použití hliníkového elektrického odstínění 313a, jež je prostupné frekvencím, jež jsou užitečné pro detekční účely, tj.. frekvence řádově okolo 100 kHz v tomto příkladě, ale jež působí jako síto pro vyšší frekvence, činí možným detekovat užitečný signál velmi malé amplitudy, dokonce i ten s menší amplitudou, než má podzemní šum.

Na obr. 7 je znázorněno schéma obvodu detektoru 300. Tento detektor 300 je identický s detektorem 200. popsaným výše a znázorněným na obr. 4, s výjimkou zesilovacího obvodu 210, jenž je v tomto případě nahrazen zesilovacím obvodem 310, jenž obsahuje aktivní filtr 320, navržený k filtrování šumu v důsledku hlavního vedení, a zesilovač napětí, vytvořený pólem řízeným tranzistorem T7 (FET). Společné komponenty na obr. 4 a 7 mají identické vztahové značky a nejsou proto znovu popisovány.

Cívka 313 má jeden svůj konec připojen k uzemnění a svůj druhý konec má přes předzesilovač 400 připojen ke vstupu 314 aktivního filtru 320 a k zařízení pro nastavování citlivosti, jež tvoří odpor R30, spojený v sérii s potenciometrem Pl, majícím jedno zakončení připojené k uzemnění a sloužícím k nastavení citlivosti. V popsaném ztvárnění je R30 = 2,7 k ohm a Pl - 400 k ohm.

Jak je patrné z obr. 8, předzesilovač 400 obsahuje tranzistor 405, jehož emitor je připojen k uzemnění přes potenciometr 413, jehož kolektor je spojen přes spínač 407 v sérii s odporem 406 se spojovacím bodem 408 s kladným proudovým potenciálem, a jehož báze je připojena přes polarizovaný kondenzátor 402 k cívce 313. Odpor 401 je spojen paralelně s konci cívky 313. Odpor 403 a nepolarizovaný kondenzátor 404 jsou zapojeny paralelně mezi bází a kolektorem tranzistoru 405. LED dioda 410 je spojena v sérii s odporem 411 mezi uzemněním a odporem 406, k indikování toho, že předzesilovač 400 je zapnut, když je spínač 407 uzavřen. Předzesílený signál je brán přes polarizovaný kondenzátor 409 z kolektoru 405 a aplikován prostřednictvím připojovacího bodu 412 na vstupu 314 aktivního filtru 320. V daném příkladu je tranzistor 405

-7CZ 291043 B6 typu NPN a je známý jako BE 238 C. Hodnota odporu 401 je 100 k ohm, odpor 403 má velikost 1 M ohm, odpor 406 má hodnotu 10 k ohm, odpor 411 má hodnotu 1 k ohm a odpor potenciometru 413 činí 3,3 k ohm. Potenciometr 413 se užívá k nastavení předzesilovacího zisku. Kondenzátor 402 má pak kapacitu 10 pF, kondenzátor 404 má kapacitu 4,7 pF, a kondenzátor 409 má kapacitu 2,2 pF.

Aktivní filtr 320 obsahuje provozní zesilovač 330, typu známého pod značkou TL 081, mající jednak invertující vstup 2, připojený ke společnému bodu 316 mezi dvěma odpory R31, R32, a jednak neinvertující vstup 3, připojený ke společnému bodu 317 mezi odporem R33 a kondenzátorem C30. Odpor R33 má svůj druhý konec připojen jednak k Zenerově diodě Z10, jejíž katoda je připojena k uzemnění, a jednak k vedení 318, mezi nímž a společným bodem 316 je zapojen odpor R32. Výstup ze zesilovače 330 je připojen na společný bod 319. mezi nímž a společným bodem 316 je zapojen odpor R31. Na společný bod 319 je dále přes kondenzátor C32 připojena mřížka FET tranzistoru T7, a přes odpor R34 druhá deska kondenzátoru C30. která je připojena na jednu desku kondenzátoru C31, jehož druhá deska je připojena na jeden konec cívky 313. Mřížka FET tranzistoru T7 je pak též připojena přes mezní odpor R35 k uzemnění. Kolektor FET tranzistoru T7 je připojen přes odpor R36 ke kladnému pólu zdroje 214 proudu, a emitor FET tranzistoru T7 je přímo připojen jednak k bázi transistoru T5 a jednak přes kondenzátor C6 k uzemnění.

V popsaném zapojení je tranzistor T7 typu známého pod označením BF 245, odpor R36 má hodnotu 27 k ohm, odpor R35 má velikost 1 M ohm, odpor R31 má hodnotu 32 k ohm, odpor R32 má velikost 47 k ohm, kondenzátor C31 má kapacitu 1 r|F, kondenzátor C30 má kapacitu 470 ηΡ, odpor R34 má hodnotu 10 k ohm a kondenzátor C32 má kapacitu 10 ηΡ.

Během injektování proudového impulzu na zvolený kabel se používá detektor 300 (injektování může být provedeno přímo do jednoho z vodičů, jak je znázorněno na obr. 5, či nepřímo pomocí indukce, jak je znázorněno na obr. 6), prostřednictvím zařízení 100, jenž se používá ve smyslu postupu výše popsaného. Cívka 313 detektoru 300 je umístěna například v provozních prostorách, v nichž je žádoucí ověřit přítomnost daného kabelu.

Proudový impulz emitovaný na kabel je přijímán na dálku pomocí cívky 313, potom je zesilován, čímž je způsobeno, že se rozsvítí LED dioda LD4, když je amplituda signálu dodávaného cívkou 313 dostatečná, to jest, když je cívka 313 dostatečně těsně u vodivého armování B daného kabelu, podél něhož se šíří elektrický impulz vysílaný zařízením 100.

Tento vynález činí možným sledovat dráhy kabelů a identifikovat kabely, které jsou v provozu, protože proudový impulz emitovaný přes vodivé armování B daného kabelu neruší instalace připojené k vodivému jádru A kabelu. Výhodné je řešení podle tohoto vynálezu použít pro identifikování a sledování drah kabelů, zejména v jaderných elektrárnách.

Claims (10)

1. Způsob detekce přítomnosti elektrického kabelu, a kde to je vhodné i jeho identifikace, kde detekovaný elektrický kabel obsahuje vodivé armování (B) a vodivé jádro (A), které je elektricky izolováno od vodivého armování (B), které je běžným způsobem připojeno k uzemnění (T), vyznačující se tím, že v elektrickém kabelu se vyvolává proudový impulz přes vodivé armování (B) prostřednictvím zařízení (100) k injektování proudu, připojeného k uzemnění (T), takže okruh tohoto proudového impulzu se v elektrickém kabelu uzavírá přes uzemnění (T), přičemž přítomnost elektrického kabelu v blízkosti příjmu se stanoví detekcí signálu v tomto bodě pomocí detektoru (200, 300), kteiý vytváří tento proudový impulz.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že proudový impulz se získává vybíjením kondenzátoru (C5).

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že proudový impulz se vyvolává v předem stanovené rychlosti, přičemž měření časového intervalu mezi vyvoláním dvou následných proudových impulzů se provádí prostředkem, který je součástí detektoru (200, 300).

4. Způsob podle nároku 3, vy z n a č uj í c í se t í m , že časový'interval mezi vyvoláním po sobě následujících proudových impulzů je delší než 1 sekunda.

5 přítomnosti elektrického kabelu v provozních prostorách elektrárny, zejména jaderné elektrárny.

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že detektor (300) obsahuje rám cívky (313) umístěný uvnitř elektrického stínění (313a), tvořeného aluminiovou fólií.

5. Způsob podle kteréhokoliv, z předchozích nároků, vyznačující se tím, že proudové impulzy se injektují přímo do vodivého armování (B).

6. Způsob podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 4, vyznačující se t í m , že proudové impulzy jsou ve vodivém armování (B) vyvolány prostřednictvím indukce.

7. Způsob podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že proudový impulz je detekován prostřednictvím měřicí svorky (213), kterou prochází elektrický kabel, který má být identifikován.

8. Způsob podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že proudový impulz je detekován prostřednictvím cívky (313), která je umístěna v blízkosti elektrického kabelu.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že cívka (313) je umístěna uvnitř elektrického stínění (313a) tvořeného aluminiovou fólií.

10. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, v y z n a č u j í c í se t í m , že proudový impulz trvá méně než 10 sekund.

11. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že maximální proud indukovaný v kabeluje menší než 25 A.

12. Zařízení pro detekci přítomnosti elektrického kabelu, a kde to je vhodné i pro jeho identifikaci, kde detekovaný elektrický kabel obsahuje vodivé armování (B) a vodivé jádro (A), které je elektricky izolováno od vodivého armování (B), které je běžným způsobem připojeno kuzemnění (T), vyznačující se tím, že je tvořeno jednak zařízením (100) k injektování proudu, pro vyvolání proudového impulzu přes vodivé armování (B) v bodě injektování, které je připojeno k uzemnění (T) k uzavření okruhu proudového impulzu, a jednak

-9CZ 291043 B6 detektorem (200, 300), pro detekování signálu při průchodu proudového impulzu v bodě příjmu, který je odlišný od bodu injektování.

13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že je navrženo kdetekci

10 15. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že je navrženo k identifikaci elektrických kabelů, které jsou v provozních prostorách elektrárny, zejména jaderné elektrárny.