FI88751B - Anordning foer detektion av koronaurladdningar i vaexelstroemsblankledningar - Google Patents

Description

88751

LAITE KORONAPURKAUSTEN ILMAISEMISEKSI VAIHTOVIRTA-AVOJOH-DOISSA - ANORDNING FÖR DETEKTION AV KORONAURLADDNINGAR I VÄXELSTRÖMBSBLANKLEDNINGAR

Keksintö koskee valvontalaitetta vaihtovirta-avojohdoiLla esiintyvien vikapaikkojen, joissa esiintyy koronapurkauksista aiheutuvia energiahäviöitä, ilmaisemiseksi elektronisesti.

Sähköavojohdoi1la, erityisesti suurjänniteavojohdoi1 la, voivat jo suhteellisen merkityksettömät vauriot johdoissa, eris-timissä ja maadoituksissa johtaa huomattaviin virtahäviöihin. Erityinen merkitys on kuitenkin sillä, että sellaisilla vaurioilla on taipumus pahentua, ja että ne voivat aiheuttaa oikosulkuja, jotka irrottavat katkaisemalla kyseisen verkon-osan verkosta ja joista olosuhteista riippuen on seurauksena jopa vieläkin suurempia ja vain vastaavilla kustannuksilla korjattavissa olevia vaurioita verkossa. Jotta saavutetaan luotettava käyttö, on siksi tarpeellista valvoa avojohtojen tilaa ja tunnistaa ilmenevät vikapaikat mahdollisesti jo esiasteella, jotta ne voidaan poistaa oikea-aikaisesti ja vielä pienin kustannuksin, ennenkuin niistä kehittyy suuria vaurioita verko11 e.

Avojohtojen tarkistuksen suorittavat yleensä ammatti-ihmiset, '' . jotka säännöllisin väliajoin kulkevat avojohtoa pitkin ja ; · valvovat satunnaisesti poiskytkeytyneitä verkonosia näkö-havaintojen perusteella vikapaikoissa, kun useimmissa tapauk-: " sissa suurjännitepylvääseen kiipeäminen ei käy päinsä. Sel-lainen avojohtojen valvonta ei ole ainostaan aikaavievää ja kallista, vaan asettaa myös korkeat vaatimukset valvojalle, : jolla on oltava sekä riittävä ruumiinkunto että myös riittävä ammatillinen kokemus. Sitäpaitsi ei voida olla huomioimatta sitä, että kuitenkin niin huolellisella ja tunnontarkalla valvonnalla nähdään vähän selviä vikapaikkoja ja siitä voi "···' olla seurauksena suuremmat verkkovaur iot.

Siksi on jo kauan yritetty päästä eroon tästä vaativasta ja epätaloudellisesta näköhavaintoon perustuvasta valvontamenetelmästä ja korvata se toisilla menetelmillä, jotka sallivat 2 88751 vikapaikkojen ilmaisemisen vaihtovirta-avojohtoverkoissa matkan päästä kytketyksi jätetystä avojohdosta olennaisesti nopeammin ja luotettavammin ja lisäksi varman verkonvalvonnan tarkastajien avulla, joita tarvitaan vähemmän, ja joille ei ennenkaikkea tarvitse asettaa niin korkeita vaatimuksia.

Se käsitys, että johto-, liitos- ja erotinurat aiheuttavat paikallista kuumenemista kyseessä olevissa laitososissa, on aiheuttanut sen, että avojohtojen kriittiset paikat kuvataan lämpökuvauksella. Myös tämä valvontamenetelmä on suhteellisen kallis.

Lisäksi on tunnustettu, että mahdolliset avojohtojen vikapai-kat ovat sellaisia, joista seuraa purkausten, erityisesti koronapurkausten, vuoksi tapahtuvia virtahäviöita, jotka ovat sähkömagneettisia säteilylähteitä, joiden taajuudet ovat olennaisesti korkeampia kuin verkkotaajuus, ja jotka eivät ole missään harmonisessa suhteessa verkkotaajuuteen. Tämä toteamus on johtanut elektroniseen valvontamenetelmään, jossa sähkömagneettinen kenttä tarkistetaan pitkin avojohtoa antennin, vahvistimen ja oski11oskoopin avulla. Tällainen laite on tunnettu US-paten11ijulkaisu s ta 4 006 410. Tässä tunnetussa laitteessa tehdään Fourier-analyysi moduloimalla antennin avulla vastaanotettuja korkeataajuisiä signaaleita vaihte-1 evataajuise 11 a sisäisellä signaalilla kaistasuodattimen ja aallon alenemisen avulla. Tätä varten tarvitaan suhteellisen suuret tekniset vaatimukset, mikä aiheuttaa huomattavat kustannukset ja korkean häiriöalttiuden laitteelle.

Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan teknisesti yksinkertaisempi ja vähemmän häiriöaltis valvontalaite avojohtojen vikapaikkojen ilmaisemiseksi elektronisesti.

Esitetty ongelma on ratkaistu keksinnön mukaisesti vaatimuksissa määritellyn elektronisen valvontalaitteen avulla. Keksinnön mukaisessa valvontalaitteessa, joka käsittää antennin, vahvistimen ja oskilloskoopin, on kehitetty vahvistin antennin avulla vastaanotettujen signaalien laajakaistaiseen vahvistukseen taajuuskaistalla, joka ulottuu mata 1 ataajuudesta 3 88751 vähintään 20 kHz:n nousevaan, erikoisesti välillä 200 MHz ja noin 1 GHz, ylärajataajuuteen, jossa alarajataajuuden ja noin 10 kHz:n välisellä alueella vahvistusta on pienennetty. Vahvistimen ulostulosignaalien koko taajuusspektri on ohjattu oski11oskoopin sisääntulokytkentään kuvapisteen pysty- ja vaakapoikkeutusta varten, niin että oskilloskoopin kuvaruudussa esitetään sinimuotoisen verkkovaihtojännitteen avojoh-dossa tuottama matalataajuinen signaali tasaisena suljettuna käyränä ja koronapurkausten vuoksi aiheutunut korkeataajuinen signaali häiriöinä suljetussa käyrässä. Häiriöiden ilmenemismuoto, voimakkuus ja sijainti suljetulla käyrällä ovat ominaisia avojohdon vikapaikan sijainnille ja laadulle.

Keksinnöllä saavutetut edut ovat erityisesti siinä, että valvontalaite on teknisesti verrattain yksinkertainen, edullinen ja vähän häiriöaltis. Kun valvontalaite käsittää ainoastaan laajakaistavahvistimen eikä taajuusanalysaattoria , sallii tämä yksinkertaisesti käsiteltävän, siitä huolimatta suorituskykyisen ja suhteellisen kevyen laitteen rakentamisen, joka vaikka silloin, kun se on varustettu omalla käyttövirta-varustuksella, kuten paristoilla, voi olla yhden henkilön mukana ja sallii valvonnan maasta kulkien, mutta myös varsinkin ilmasta lentämällä helikopterilla kaukojohdo1la, niin että avojohdon valvonnat voidaan organisoida joskus annettuja olosuhteita, kuten etäisyyksiä, maasto-ominaisuuksia, aiottujen tarkistusten yleisyyttä ja sääennustuksia, ajatellen pitäen silmällä ainoastaan optimaalista taloudellisuutta.

Vikapaikkojen paikallistaminen ja vikapaikkojen laadun, kuten mekaanisen vahingon, korroosion, likaantumisen, ilmakuplan, kuumenemisen jne. määrääminen tapahtuu näköhavainnolla oskilloskoopin kuvaruudussa näkyvästä kuvasta, joka ideaalisella vahingoittumattomalla avojohdolla on tasainen suljettu käyrä, kun "" taas vikapaikan olemassaolo avojohdossa ilmenee esimerkiksi - : sakaranaisena häiriönä tällä tasaisella käyrällä kyseisen vikapaikan laadulle tyypillisessä ilmenemismuodossa. Esiin-. . tyvät vikapaikkojen laadut ja vastaavat tyypilliset häiriö- muodot voidaan koota luetteloon, niin että vikapaikkojen laatujen määrääminen vähenee vertailemiseksi eikä tarkastajalla 4 (S 8 7 51 tarvitse olla asiaankuuluvaa kokemusta, vaan hänelle tulee olla tuttua ainostaan valvontalaitteen käyttö, eli olennaisesti oskilloskoopin käyttö. Oskilloskoopin kuvaruudussa näkyvien vikapaikkojen amplitudit ovat. riippuvaisia vika paikassa esiintyvän elektronisen purkauksen voimakkuudesta ja häiriöamp1itudin mittauksella voidaan, ainakin karkeasti, saada tietoa havaitun vikapaikan ominaisuudesta. Tämä vika-paikkojen määrääminen sijainnin, laadun ja ominaisuuden perusteella voidaan tehdä heti, esimerkiksi valvontalennon aikana.

Keksinnön mukainen valvontalaite sallii myös ilman vaikeuksia valvontalennon aikana vikapaikassa oskilloskoopin kuvaruudussa näkyvien kuvien tallentamisen esimerkiksi pylväslaskurin avulla seuraavassa järjestyksessä asianomaisella johto-alueella, esimerkiksi valokuvausfilmille, ja tallennettujen kuvien hyväksikäyttämisen jälkeenpäin maa-asemalla. Ottamatta huomioon kunnostustöissä tarvittavaa löydetyn vikapaikan dokumentointia aiheuttaa sellainen tallentaminen etuja sikäli, kun lisäksi vikapaikan määrittämisessä täysin kokematonta valvojaa voidaan käyttää lyhimmät va1 vonta-ajat ja lisäksi poistetaan mahdollisuus virheisiin vikapaikan ymmärtämisessä ja arvostelussa, joka totunnaiseen subjektiiviseen, optiseen valvontaan verrattuna yksin jo elektronisen laitteen käyttämisen vuoksi vähenee. Lopuksi tulee avojohdon valvonta keksinnön mukaisen valvontalaitteen vuoksi turvallisemmaksi ja ennenkaikkea vähemmän rasittavaksi, koska johtopylväisiin ei tarvitse kiivetä ja valvonta tapahtuu vaikkakin kytketyllä avojohdolla, kuitenkin riittävällä turva 11isuusetäisyyde 11ä tästä, maasta tai ilmasta lentokorkeudella esimerkiksi 30 m avojohdon yläpuolella.

Keksinnön edullisia sove1lutusmuotoja on esitetty jäljempänä esitettävissä vaatimuksissa.

Seuraavassa selitetään keksintöä lähemmin aivan esimerkinomaisesti ottaen huomioon oheiset piirustukset: S 8 751

Kuvio 1 kaavamainen kytkentäkuva keksinnön mukaisesta valvontalaitteen edullisesta sovellutusesimerkistä;

Kuvio 2 valvontalaitteessa käytetyn edullisen vahvistimen kytkinkaava ;

Kuvio 3 kuvion 2 mukaisen vahvistimen vahvistuskäyrä;

Kuvio 4 verkkovaihtojännitteestä aiheutuneen signaalin ja vikapaikasta aiheutuneen korkeataajuisen häiriösignaalin ajallinen kulku;

Kuvio 5 vikapaikassa avojohdossa valvontalaitteen kuvaruudussa näkyvä oskillogramma, jossa on tasainen suljettu käyrä, joka vastaa verkkovaihtojännitettä ja häiriö, joka vastaa vikapaikassa esiintyvää sähköistä purkausta;

Kuvio 6 samanlainen oskillogramma avojohdon eristimellä esiintyvästä koronapurkaustapa uksesta;

Kuvio 7 oskillogramma vikapaikkana olevan syöpyneen avojohdon osan tapauksesta;

Kuvio 8 oskillogramma vikapaikkana olevan mekaanisesti vaurioituneen avojohdon osan tapauksesta;

Kuvio 9 oskillogramma avojohdon oikosulkutapauksesta;

Kuvio 10 julkisivun perspektiivikuva laitteesta, joka käsittää olennaisesti osia kuvion 1 esitetystä valvontalaitteesta ja joka sopii erityisesti avojohtojen valvontaan helikopterista;

Kuvio 11 analoginen takakuva samasta laitteesta; - ; Kuvio 12 perspektiivinen esitys kompaktista kannettavasta valvontalaitteesta, joka sopii erityisesti avojohto jen valvontaan maasta; ja 6 88751

Kuvio 33 kaavamainen kytkentäkuva keksinnönmuknisen valvontalaitteen eräästä toisesta sovellutusesimerkistä.

Kuviossa 1 näkyvä kytkinkaava esittää avojohtojen vikapaikko-jen ilmaisemiseen tarkoitetun valvontalaitteen pääosina antennia 10, vahvistinta 20 ja oskilloskooppia 30. Antenni 10 on varustettu kiinnittime 1lä 13, jonka avulla antenni on kiinnitettävissä esimerkiksi helikopterin hytin vasemmalle ulkoseinälle. Voi olla edullista, jos on käytettävissä toinen antenni 10', joka on helposti asennettavissa hytin vastakkaiselle ulkoseinälle. Suojatun antennikaapelin 12 ja 12' avulla ovat antennit 10 ja 10' yhdistettävissä liittimiin 13 ja 13' siten, että ne ovat irrotettavissa. Manuaalisesti toimiva vaihtokytkin 14 sallii, vaihtoehtoisesti toisen antennin 10 tai 10' kytkemisen vahvistimen 20 signaalisisääntuloon 21. Viimeksimainitussa on signaaliulostulo 22, joka manuaalisesti toimivan kytkimen 15 avulla on yhdistettävissä ulostuloliit-timeen 16. Kondensaattorin 17, jolla on pieni kapasitanssi, esimerkiksi 220 pF, kautta on ulostuloliitin 16 yhteydessä toiseen u 1 ostu1 oiiittimeen 16'. Kääntämällä kytkin 15 toiseen asentoon erotetaan ulostuloliitin 16 vahvistimen 20 signaali-ulostulosta ja yhdistetään rinnakkaisjohdon 18 kautta suoraan antennivaihtokytkimeen 14. Oskilloskoopissa 30 on signaali-sisääntulo 31, joka suojatun kaapelin 19 avulla on yhdistettävissä valinnanvaraisesti toiseen ulostuloliittimistä 16 ja 16 ' .

Kuviossa 2 on esitetty esimerkki vahvistimen 20 kytkennästä. Siitä näkyy, että kaksi operaatiovahvistinta 23 ja 24 on kas-kadikytkennässä ja että kummallakin näistä operaatiovahvistimista on takaisinkytkentä 25 tai 26 ulostulosta invertoivaan sisääntuloon. Toisen operaatiovahvistimen 24 takaisinkytkennässä 26 on säädettävä vastus 27 vahvistusasteen asettelemi-seksi. Vahvistin 20 pystyy vahvistamaan signaaleita laajalla taajuuskaistalla verkkovaihtovirtataajuuden alapuolella olevasta alarajataajuudesta 200 MHz ja noin 1 GHz:n välillä olevaan ylärajataaajuuteen asti. Taajuusalueella 5 MHzrstä ylärajataajuuteen on vahvistus vähintään 10 dB ja ultralyhyiden aaltojen alueella, se on taajuusalueella 30 MHz:stä 7 3 ft 7 51 200 MHz:iin, on vahvistus 40-60 dB, kun säädettävän vastuksin 27 avulla on aseteltu maksimi vahvistus. Ensimmäiseen operaatiovahvistimeen 23 yhdistetyllä vastus-kondensaattori-yhdir-tel maila 28 on tehtävänä pienentää vahvistusta noin 10 kHz:n alapuolella. Vahvistuksen kulkua signaali taajuuden funktiona on havainnollistettu esimerkinomaisesti kuviossa 3.

Oskilloskoopille 30, joka voi olla myynnissä yleisesti olevaa paristokäyttöistä mallia, ohjataan kaapelin 19 avulla vahvistimen 20 ulostulosignaalien koko taajuusspektri , ja siten sekä kuvapisteen vaaka- tai X-poikkeutus että pysty- eli Y-poikkeutus kuvaruudussa 35. Sen seurauksena muodostuu verkko-taajuinen sinimuotoinen signaali suljettuna tasaisena käyränä 40 (kuvio 5) kuvaruudulle. Oikealla X- ja Y-poikkeutuksen asettelulla on käyrä 40 ympyrä. Vikapaikoista koeistet. tavaan avojohtoon aiheutuvat korkeataajuiset signaalit S„ näky-vät suljetun, tasaisen käyrän 40 häiriöinä 41. Yleensä on avojohdon vikapaikoista lähtevillä korkeataajuisella säteilyllä huomattavasti pienempi amplitudi kuin avojohdolla mat.alataajuisesta vaihtojännitteestä lähtevällä säteilyllä. Koska kuitenkin - kuten sanottu - vahvistin 20 vahvistaa ; 10 kHz:n alapuolella olevia ma ta 1 a taajuisi a signaaleja vähem- män kuin korkeataajuisia signaaleita, ovat häiriöiden 41 amplitudit oskilloskoopin 30 kuvaruudssa suurennettuja verrattuna suljetun käyrän 40 halkaisijaan ja ovat siten se 1 -västi nähtävissä. 10 kHz :n alapuolella olevien signaalien pienennetyn vahvistuksen vuoksi vaimennetaan edullisella tavalla myös mahdollisesti esiintyviä verkko taajuuden harmonisia yliaaltoja oskilloskoopin 30 kuvaruudussa.

Ilmasta, erityisesti helikopterilla, tapahtuvassa avojohdcm valvonnassa, lennetään 20-30 m:n sivuttaisetäisyydellä pitkin avojohtoa, jolloin antenni 10 tai 10' on kiinnitetty hytin avojohdonpuo1 eise 11 e reunalle. Mahdollisuus kytkeä antennit 30 ja 10' vaihtokytkimen 14 avulla on edullista, koska siten on mahdollista lentää lentämisen kannalta avojohdon turvallisemmalla puolella eikä tarvitse koskaan lentää vasten aurin-• -1 k o a .

e H 8 7 51

Vikapaikan määrityksen tulkitseminen osoittaa kuvion 4 viivadiagrammissa kaaviollisesta aika-asteikolla t. 50 tai 50 Hz:n verkkotaajuuden mat a lataajuuden signaalin ja korkeataajui-sen signaalin S , kuinka ne vastaanotetaan antennilla 10, kun vikapaikka, jossa on koronapurkauksen aiheuttamia häviöitä, avojohdossa todetaan kuvatulla valvontalaitteella. Ideaalisella vahingoittumattomalla avojohdolla näkyy vastaanotettu matalataajuinen signaali tasaisena sinimuotoisena sinikäyränä, jonka huippuarvo U on verrannollinen avojohdon vaihtojännitteen amplitudiin. Kun tietyssä paikassa esiintyy koronapurkauksia , häiritään ma ta 1 ataajuis en signaalin tasaista sinimuotoista kulkua korkeataajuisen signaalin S

Π häiriövärähte 1yi 11ä . Koska koronapurkaukset esiintyvät määrätyn alkujännitteen yläpuolella, kohtaavat häiriöt vain sinikäyrän huippua1uetta , jolloin suurtaajuisen signaalin S„

alimman arvon U korkeus vastaa koronapurkausten alkujänni-K

tettä. Korkeataajui sen signaalin S hei1ahdusamp1itudit mah- dollistavat vastaavat vaikutukset vikapaikassa esiintyvien koronapurkausten voimakkuudesta ja täten vikapaikan laadusta.

Kuviossa 4 näytetty korkeataajuinen signaali S on aiheutunut

H

positiivisista koronapurkauksista, negatiivisilla koronapur-kauksilla esiintyisi häiriö matalataajuisen signaalin negatiivisella puoliaa 11 oila.

Kuvio 5 esittää kaavamaisena esityksenä keksinnön mukaisella valvontalaitteella X- ja Y-asteikolla osoitetulle oskillos-koopin kuvaruudulle piirrettyä oskillogrammaa, jossa matala-taajuisen signaalin suljetulla käyrällä 40 on korkeataajuisen signaalin aiheuttama häiriö. Suljetun käyrän amplitudin U (ympyrän säteen) ja häiriön 41 amplitudin Z suhteesta voidaan havaita näin luetussa vikapaikassa esiintyvät häviöt. Häviöiden havaitsemiseksi laaditaan tarkoituksenmukaiset taulukot, jotka sallivat valvonnan aikana saatujen oski11ogrammojen nopean tulkitsemisen.

On osoittautunut, että jokaisesta vikapaikan laadusta saadaan ominainen häiriö 41 ja siten voidaan määritellä yksikäsitteisesti kulloinkin esiintyvän vikapaikan laatu häiriön 41 esiintymismuodosta, sijainnista suljetulla käyrällä 40 ja 9 38751 voimakkuudesta. Esimerkkejä näistä on esitetty kuvioissa 6-9. Kuvion 6 oski11ogrammas s a 42a esiintyy häiriöitä 4]a suljetun käyrän 40 positiivisissa ja negatiivisissa huippuarvoissa. Sellainen oski11ogramma esittää koronapurkauksia avojohdon eristimellä.

Oski11ogramma 42b kuviossa 7 esittää suljetulle käyrälle tasaisesti jakautuneita häiriöitä 41b, joilla kaikilla on likimain sama amplitudi. Sellaiset häiriöt 41b ovat tyypillisiä avojohdon syöpyneelle osalle.

Mekaanisesti vaurioituneissa avojohdon osissa, kuten eristi-missä, liittimissä jne, on, kuten kuvio 8 osoittaa, oskillo-gramman 42c suljettu käyrä 40 positiivisella ja negatiivisella alueella kumpikin terävähampaisen häiriön 41c peittämä, jonka amplitudi ja paljous lisääntyy suuremmalla vauriolla, ja siitä kehittyvällä oikosululla peittävät sellaiset sakara-maiset häiriöt 41d koko suljetun käyrän 40 sisään sulkeman alueen, kuten on esitetty kuvion 9 oski1logrammassa 42d, joka esittää siis oikosulkua avojohdossa.

Koska k oe i s t e t ta vassa avojohdossa virran ja jännitteen välillä on huomattava vaihe-ero, vo esiintyä matalataajui-sesta signaalikomponentista syntyvän suljetun käyrän 40 vää-ristymistä. Sellaiset vääristymät on mahdollista poistaa vaiheensiirtoelimellä 43, joka kuvion 2 mukaisesti on ky t- . . ketty vahvistimen 20 signaalisisääntuloon 21 ja jossa on esi merkiksi vähintään yksi kondensaattori 44. Mahdollisesti vaihe ensiirtoe 1in 43 voi olla päälle- ja poiskytkettävä ja siinä voi olla säädettävä sähköinen rakenneosa tai useampia kytkettäviä sähköisiä rakenneosia, kuten kondensaattoreita. Tarkoituksenmukaista on laittaa vaiheensiirtoe1imeen 43 vähintään yksi maadoituksen ja sisääntulon 21 väliin kytketty konden-saattori .

' Kuten jo kuviossa 1 on näytetty, on vahvistimen 20 signaali- ; ulostulo 22 myös yhteydessä optoelektroniseen näyttöelimeen '."V 45, joka voi sisältää esimerkiksi rivin valoa emittoivia diodeja tai vastaavan nestekidenäytön, ja jonka avulla on mah- 1 d HR 751 dollista nähdä kulloinen vahvistimen 20 ulostulosignaalin, erityisesti korkeataajuisten häiriösignaalien, amplitudi.

Lisäksi kuvion 1 mukaan on vahvistimen 20 signaaliulos tuloon 22 kytketty myös elektroninen kytkentäelin 4f. ääni taajjui sen audiosignaalin tuottamiseksi, Joka on johdettu u1ostul oiiit-timeen 47. Viimeksimainittuun on kytkettävissä kuuloke 48 tai i 1 maku lkuneuvon radi opuhe 1 in 1 a i t.t ei s to . Kytkentälaite 4C> on rakennettu siten, että korkeataajuisten hairiösignaa1ien esiintyessä se tuottaa kuultavan äänitaajuus- tai audiosignaalin. Lisäksi voi kytkentälaite 46 sisältää jänniteohjatun äänitaajuusoskillaattorin, joka tuottaa audiosignaalin, jonka taajuus on funktio k ork eataajuis en häiriösigna a 1in verho- käyrän kulloisestakin amplitudista. Lopuksi voi olla eduksi, jos kytkentälaite 46 sisältää myös raja-arvoi1 maisimen, jolloin audiosignaali esiintyy vasta sitten, kun häiriösignaa-1 i e n amplitudi ylittää määrätyn raja-arvon. Se voidaan toteuttaa säätöelimellä, esimerkiksi potentiometrillä 49, jolloin raja-arvoa voidaan muuttaa manuaalisesti.

Keksinnön mukaisella, edelläkuvatulla valvontalaitteella voidaan havaita ja arvioida käytännöllisesti katsoen kaikki a v o -johdoissa esiintyvät vikapaikat, eikä ainoastaan johdoissa ja eristimissä, erityisesti myös läpilyönnin kestävissä eristi-missä, vaan myös kytketyissä laitteissa, kuten muuntajissa, kondensaattoreissa jne. Suurjännitejohtojen ohella voidaan keksinnön mukaisella valvontalaitteella valvoa myös muiden avojohtojen, erityisesti vahvavirtajohtojen rautateillä, vikapaikkoja . Puhtaasti ammattimiehen tekemin muutoksin kytkennöissä ja/tai rakenteissa soveltuu valvontalaite optimaalisesti kuhunkin käyttötarkoitukseen. Mahdollisesti voidaan avojohtojen vikapaikkoja havaita myös silloin, kun yläraja-taajuus vahvistimessa on mahdollisesti vähintään 20 kHz.

Käytettäessä valvontalaitetta ilmakulkuneuvoissa on tarkoituksenmukaista rakentaa yhteen olennaisia laitteen osia, lukuunottamatta oski11oskooppia 30, kompaktiksi laitteeksti 50, kuten esimerkinomaisesti kuvioissa 10 ja 11 on havainnollistettu ja kuviossa 1 katkoviivoin myös on osoitettu. Kuvion 11 mukaisesti on kotelon takaseinään kiinnitetty laitteen η 88751 pistokosketin 53 laitteen kytkemiseksi ilmakulkuneuvon verkkoon tai muuhun tasavirtalähtees een, jonka jännite on esimerkiksi 24 V. Samoin on takaseinässä 51 pistorasia 54 syöttövirran ottamiseksi oski11oskooppiin 30. Vielä löytyy takaseinästä 51 molemmat jo mainitut liittimet 16 ja 16' oskillos-koopin 30 signaalikaapelia varten kuten myös kaksi antenni-liitintä 13 ja 13’. Lopuksi tasaseinään on vielä järjestetty ulostuloliitin 47 audiosignaalia varten ja käyttönuppi 55 äänitaajuus kytkentälaitteen 46 päälle- ja poiskytkemiseksi ja potentiometrin 49 asettelemiseksi audiosignaalin haluttuun raja-arvoon.

Kuvion 10 mukaan on kotelon 52 etuseinässä 56 seuraavat rakenneosat: kääntönuppi; 57 säädettävän vastuksen 27 (kuvio 2) asettelemiseksi vahvistuksen säätöä varten, pääkytkin 58 pistokoskettimen 53 kautta tapahtuvan sähköenergian syötön päälle- ja poiskytkemiseksi, kytkin 59 pistorasiaan 54 tapahtuvan oskilloskoopin 30 liitintä varten tapahtuvan sähköenergian syötön päälle- ja poiskytkemiseksi, vaihtokytkimet 14 ja 15 (kuvio 1), optoelektroninen näyttöelin 45 (kuvio 1) ja käyttötuntilaskuri 60, joka toimii silloin, kun pääkytkin 58 on pää 11ekytkettynä. Vaihtokytkimeen 15 voidaan tarkoituksen-·... mukaisesti kytkeä ylimääräinen (ei esitetty) kytkin, jolla voidaan mekaanisesti tehdä vahvistimelle 20 tapahtuvan ener-giansyötön päälle- ja poiskytkentä, niin että vahvistin on kytketty päälle vain silloin, kun ulostuloliitin 16 on yhdis-... tetty signaa1iulostuloon 22 vaihtokytkimen 15 avulla.

Kotelon 52 sisätilasta löytyy vahvistin 20, vaiheensiirtoelin 43, äänitaajuuskytkentälaite 46 (kuvio 1) ja (ei esitetty) kytkentälaite operaatiovahvistimien 23 ja 24 (kuvio 2), opto-elektronisen näyttölaitteen 45 ja ääni taajuuskytkentä1 aitteen ' 46 (kuvio 1) tarvitsemien sähköisten jännitteiden muodostami- seksi, suodattamiseksi ja mahdollisesti stabiloimiseksi, jol-.***. loin tämän syöttö-kytkinlaitteen sisääntulo on liitetty pää- kytkimen 58 kuulta laitteen pistokoskettimeen 53.

Maasta tapahtuvan avojohtojen valvonnan kannalta on edullista rakentaa koko keksinnön mukainen valvontalaite kompaktiksi, 12 8 3 751 kannettavaksi laitteeksi, jota valvoja kantaa olkahihnan avulla ja voi käyttää helposti. Sellaisen laitteen toteutus-esimerkki on esitetty kuviossa 12 ja selitetty jäljempänä. Mekaanisena perusrakenneosana on myynnissä oleva, paristo-käyttöinen oskilloskooppi 30, kuten esimerkiksi "Tektronix Dual-Trace-Oszi1loscope 214". Tässä oskilloskoopissa on suun-taussärmiön muotoinen matala kotelo 33, jossa on valosuojuk-sen 34 ympäröimä oskilloskoopin kuvaruutu 35 järjestetty kotelon kapealle sivulle ja käyttöelimet 36 kotelon leveälle sivulle. Oskilloskoopin 30 kotelon 33 päälle on kiinnitetty matala lisäkotelo 65, jossa on osa 66 vahvistimen 20 (kuvio 1) liittämiseksi ja toinen osa 67, johon sijoitetaan paristot ja mahdollisesti tarvittavat kytkentälaitteet vahvistimen 20 ja - tarvittaessa - myös oskilloskoopin 30 sähköiseksi syöttämiseksi. Lisäkotelon 65 ulkopuolelle on järjestetty käyttö-nupit 68, 69 ja 70 vahvistimen 20 ja vaiheensiirtoelimen 43 (kuvio 1) käyttämiseksi ja säätämiseksi samoin kuin painonapit 71 kytkimien päälle- ja poiskytkennän tekemiseksi ja virtapiirien kytkemiseksi. Tässä valvontalaitteen kannettavassa sove1lutusmuodossa tarvitaan vain yksi ainoa antenni 10. On eduksi, jos tämä on myynnissä oleva värähtelemätön antenni, joka on kiinnitetty välikotelolla 72, joka puolestaan on asennettu sellaisella pistoliitännällä, joka on irroitettavissa lisäkotelon 65 takana olevalle kapealle seinälle. Mainitulla pistoliittimellä saadaan aikaan sähköinen liitäntä antennikaapelin 73 ja vahvistimen 20 signaalisisään-tuloon 21 (kuvio 1) liitettyyn antenniliittimeen 74. Kuten kuviosta 12 näkyy, on antenni 10 siten järjestetty, että se on jonkin matkan päässä lisäkotelosta eikä se häiritse valvontalaitteen käyttämistä eikä oskilloskoopin kuvaruudun näkemistä. Välikotelo 72 on muodostettu sellaisella tavalla, jota ei ole lähemmin esitetty, että se tekee pistoliittimien avulla myös tarvittavat sähköiset liitännät vahvistimen 20 signaaliulostulon ja kuvapisteen X- ja Y-poikkeutukseen tarvittavien oskilloskoopin 30 signaalisisääntulojen välillä.

Kuviossa 13 on esitetty kytkentäkuva sovellutusvaihtoehdosta, jossa ottaen huomioon kuviossa 1 kuvattu valvontalaite, käytetään samoja viitemerkkejä, niin kauan kuin yhdenmukaisuus 13 «8751 säilyy. Kuviossa 13 huomataan jälleen kahdella antenni1ii11i-mellu 13 ja 13’ kuten myös signaal iul ostulol la 16 varustettu kytkentälaite 50 ja signaalisisääntulon 31 sisältävä oskilloskooppi 30. Päinvastoin kuin kuvion 1 sovellutusesimerkissä eivät signaa1iu1 ostu1 o 16 ja signaa1isisääntu1 o 31 ole enää suoraan yhteydessä toisiinsa, vaan nauhurivastaanotin ja -toistolaite 75 ja kaksi sarjassa olevaa alipäästösuodatinta on kytketty väliin. Nauhurissa 75 on kytkentälaitteen 50 sig-naaliulostuloon 15 kytketty sisääntulo 78 sähköisten signaalien tallettamiseksi magneettinauhalle sekä uöostulo 79 signaalien lukemiseksi magneettinauhalta. Mielivaltaisesti toimivan vaihtokytkimen 80 avulla voidaan nauhurin 75 ulostulo 79 tai sisääntulo 78 yhdistää ensimmäisen alipäästösuodatti-men 76 signa a 1isisääntu1oon 81. Ensimmäisen a 1ipäästösuodat-timen 76 ulostulo 82 on yhdistetty toisen alipäästösuodatti-men 77 sisääntuloon 83, jonka ulostulo on liitetty oskillos-koopin 30 signaa1isisääntu1oon 30. Mielivaltaisesti toimivilla kytkimillä 85 ja 86 ohitetaan ja poiskytketään valinnanvaraisesti toinen tai molemmat a 1ipäästösuoda11imi s ta 76 ja 77. Ensimmäisen alipäästösuodattimen avulla vaimennetaan tai poistetaan esimerkiksi 20 kHz:n taajuuden yläpuolella :': olevat signaalit, kun taas toisella alipäästösuodattimella 7? vaimennetaan tai poistetaan esimerkiksi 15 kHz :n taajuuden ' yläpuolella olevat signaalit.

Kuvion 13 mukaisen valvontalaitteen käyttötapa eroaa edellisen kuvion 1 mukaisen valvontalaitteen käyttötavasta seuraavasti : Käyttöhenki1ö voi tallettaa kytkentälaitteen 50 ulos tulosignaalit nauhurin 75 avulla magneettinauhalle, niin kauan kuin laitteen 75 tallettamis- ja toistoalue taajuus-ominaisuuksiltaan riittää. Vaihtokytkimen 80 asennosta riippuen voidaan oski1loskoopin 30 kuvaruudulle saada näkyviin ' : : valinnanvaraisesti kytkentälaitteen 50 antama vastaanottosig- naali tai magneettinauhalle talletettu signaali. Tämä mahdollistaa mahdollisesti havaittujen häiriöiden toistot ja jälkeenpäin tapahtuvat huomiot ja analyysit oski1loskoopin kuva-' ruudulla. Avaamalla kytkin 85 tai 86 kytketään alipäästosuo- · datin 76 tai 77 mahdollisesti näköhavaintojen häiritsevien korkea taajui s ten signaalien poistamiseksi, jotka ovat peräi- n H 8 7 51 sin esimerkiksi radiosta tai televisiosta tai joita saavat aikaan ilmakehän häiriöt tai lämpökohinn.

Claims (11)

1. Valvontalaite vaihtovirta-avojohtoverkoissa esiintyvien vikapaikkojen, joissa esiintyy koronapurkauksista aiheutuvia energihäviöitä, ilmaisemiseksi elektronisesti, jossa valvontalaitteessa on antenni koronapurkauksissa esiintyvien korkeataajuisten signaalien vastaanottamiseksi, antenniin kytketty vahvistin vastaanotettujen signaalien vahvistamiseksi ja oskilloskooppi vastaanotettujen signaalien näyttämiseksi, tunnettu siitä, että vahvistin (20) on kehitetty antennin (10;10') avulla vastaanotettujen signaalien laajakaistaiseen vahvistukseen matalataajuisen verkkovaihtovirtataajuuden alapuolella olevasta alarajataajuudesta vähintään 20 kHz:iin nousevaan ylärajataajuuteen asti ulottuvalla taajuuskaistalla, jossa alarajataajuuden ja noin 10 kHz:n välisellä alueella vahvistusta on pienennetty, että koko vahvistimen (20) ulostulosignaalien (SM ja S„) taajuusspektri on ohjattu oskillos-koopin (30) sisääntulokytkentään kuvapisteen pysty- ja vaaka-poikkeutusta varten, niin että avojohdossa olevan sinimuotoisen verkkovaihtovirtajännitteen tuottama matalataajuinen signaali (S.,) esitetään tasaisena suljettuna käyränä (40) ja N koronapurkausten aiheuttamat korkeataaj uiset signaalit (S^) suljetun käyrän (40) häiriöinä oski1loskoopin (30) kuvaruudussa (35), joiden esiintymismuoto, voimakkuus ja sijainti suljetulla käyrällä (40) erottavat avojohdon vikapaikan sijainnin ja laadun.

2. Anordning enligt patentkravet 1, känneteck-n a d därav, att förstärkarens övre gränsfrekvens ligger mellan 200 MHz och 1 GHz och att förstärkningen i omrAdet mellan 20 MHz tili 200 MHz är minst 40 dB.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että vahvistimen (20) ylärajataajuus on välillä 200 MHz ja 1 GHz ja vahvistus on alueella 20 MHzrstä 200 MHz:iin vähintään 40 dB.

3. Anordning enligt patentkravet l eller 2. känne-t e c k n a d därav, att det mellan förstärkaren (20) och 19 38751 oskilloskopet (30) finns fltminstone ett alternativt pä-eller avslagbart low-pass-filter (76;77).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunne t-t u siitä, että vahvistimen (20) ja oski1loskoopin (30) välillä on vähintään yksi valinnanvaraisesti kiinni- ja auki-kytkettävä alipäästösuodatin (76;77).

4. Anordning enligt nägot av patentkraven 1-3, känne-t e c k n a d därav, att det till förstärkarens (20) sig-nalingäng (21) har anslutits ätminstone med ett kondensator (44) försett fasskiftningsorgan (43) för kompensering av fasskiftningen som framträder i den mottagna lägfrekventa signalen (Sm), och som förvränger visandet av den jämna, slutna kurvan (40) i oskilloskopets bildskärm (35).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1—3 mukainen laite, t u n— n e t t u siitä, että vahvistimen (20) signaalisisääntuloon ie HR751 (21) on yhdistetty ainakin yhdellä kondensaattorilla (44) varustettu vaiheensi irtoel in (4 3) vastaanotetussa matala taajuisessa signaalissa ( ) esiintyvän vaihesiirron kompensoimiseksi, joka vääristää tasaisen, suljetun käyrän (40) näyttöä oskilloskoopin kuvaruudussa (30).

5. Anordning enligt patentkravet 4, känneteck-n a d därav, att fasskiftningsorganet (43) som innehäller kondensatorn (44) kan ställas med en manuellt manövrerbar ställknapp {70).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kondensaattorin (44) sisältävä vaiheensiirtoelin (43) on aseteltavissa manuaalisesti toimivalla käyttönupilla (70) .

6. Anordning enligt nägot av patentkraven 1-5, känne-t e c k n a d därav, att det i anordningen finns tvä an-tennanslutningar (13,13*) och en omkopplare (14), med vilken den ena antennanslutningen kan kopplas till förstärkarens (20) ingäng, och att det dä övervakningen av blankledning-arna sker frän luften med hjälp av ett luftburet fordon, speciellt en helikopter, finns tvä antenner (10,10'), vilka lämpar sig för att fästas pä det luftburna fordonets vän-stra, alternativt högra, sida, och vilka medelst skyddade kablar (12,12’) är anslutbara tili antennanslutningarna (13,13').

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteessa on kaksi antenni1iitintä (13,13') ja vaihtokytkin (14), joilla toinen antenni 1iitti-mistä on yhdistettävissä vahvistimen (20) sisääntuloon, ja että avojohtojen valvonnan tapahtuessa ilmasta ilmakulkuneu-von, erityisesti helikopterin, avulla on käytettävissä kaksi antennia (10,10'), jotka soveltuvat kiinnitettäväksi ilma-kulkuneuvon vasemmalle, vaihtoehtoisesti oikealle, sivulle ja ovat liitettävissä suojatulla kaapelilla (12,12') antenni-liittimiin (13,13’).

7. Anordning enligt nägot av patentkraven 1-6, k ä n n βίε c k n a d därav, att det tili förstärkarens (20) utgSng (22) har anslutits en optoelektronisk med signalgradering försedd displayanordning (45).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että vahvistimen (20) ulostuloon (22) on yhdistetty optoelektroninen signaaliasteiko11 a varustettu näyttölaite (45).

8. Anordning enligt nägot av patentkraven 1-7, känne-t e c k n a d därav, att förstärkarens (20) utgSng (22) har anslutits tili en 1judfrekvenskopplingsanordning (46), som 20 8 8 7 G1 har en anslutning (47) för en elektroakustisk signalgivare (48) .

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että vahvistimen (20) ulostulo (22) on liitettävissä äänitaajuus-kytkentälaitteeseen (46), jossa on liitin (47) sähköakustista signaa1ianturia (48) varten.

9. Anordning enligt patentkravet 8. känneteck-n a d därav, att det i ljudfrekvenskopplingsanordningen (46) finns organ för avlägsnande av sädana signaler, vilkas amplitud är mindre än ett givet, i en fördelaktig utförings-form inställt gränsvärde.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että äänitaajuus-kytkentälaitteessa (46) on elimet signaalien poistamiseksi, joiden amplitudi on annettua, edullisessa sovel1utusmuodossa aseteltavaa raja-arvoa pienempi. 1 Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen laite, tunnet-t. u siitä, että äänitaajuus-kytkentälaitteessa (46) on eli- )7 S8751 met äänitanjuussignaa1 in tuottamiseksi, jonka taajuus on riippuvainen korkeat aajuiSten signaalien (S ) amplitudista. Π

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen laite, t u n-n e t t u siitä, että vähintään vahvistin (20! ja virran-syöttölaite on yhdistetty kompaktiksi laitteeksi (50), jossa on ainakin vahvistimen (20) sisääntuloon (21) liitetty liitin (10) antennin (10) ja edullisessa sovellutusmuodossa myös käyttötunti1askurin (60) liittämiseksi. e ie *8751 1. övervakningsanordning för elektronisk detektering av 1 växelströmsblankledningsnät förekommande fel, i vilka före-kommer energiförluster förorsakade av koronaurladdningar, vilken anordning omfattar en antenn för mottagning av de högfrekventa signaler son uppstAr vid koronaurladdningar, en tili antennen kopplad förstärkare för förstärkning av de mottagna signalerna och ett oskilloskop för visande av de mottagna signalerna, kännetecknad därav, att förstärkaren (20) är utvecklad för bredbandsförstärkning av de med hjälp av antennen (10;10') mottagna signalerna inom ett frekvensband som sträcker sig frAn en nedanför nätets växelströmsfrekvens befintlig nedre gränsfrekvens tili en övre frekvensgräns som Atminstone nAr tili 20 kHz, och där förstärkningen i omrAdet mellan den nedre gränsfrekvensen och c. 10kHz är reducerad, att hela frekvensspektret hos förstärkarens (20) utgÄngssignaler (Sm och SM) är styrt tili oskilloskopets (30) ingAng för bildpunktens vertikal- och horisontalavlänkning sA, att den lÄgfrekventa signalen (Sm) som produceras av den i blankledningen befintliga sinusfor-made växelströmsspänningen presenteras som en jämn sluten kurva (40) och de av koronaurladdningarna förorsakade högfrekventa signalerna (Sm) som störningar pÄ den slutna kurvan (40) i oskilloskopets (30) bildskärm (35), vilkas fram-trädelseform, styrka och placering pÄ den slutna kurvan (40) avslöjar blankledningens felställe och dess beskaffenhet.

10. Anordning enligt patentkravet 8 eller 9, kanne-t e c k n a d därav, att det i 1judfrekvenskopplingsanord-ningen (46) finns organ för producering av en 1judfrekvens-signal, vars frekvens beror pä de högfrekventa signalernas (Sm) amplitud.

11. Anordning enligt nfigot av patentkraven 1-10, k ä n -netecknad därav, att ätminstone en förstärkare (20) och strömkälla är kombinerade tili en kompakt anordning (50) med Stminstone en tili förstärkarens (20) ingang (21) kopp-lad anslutning (13) för anslutning av en antenn (13) och i en fördelaktig utföringsform även en räknare (60) för drift-timmarna.