PL226718B1 - Układ do lokalizacji uszkodzeń kabla elektroenergetycznego - Google Patents

Abstract

Układ do lokalizacji uszkodzeń kabla elektroenergetycznego zawiera źródło prądowe (Źp) dołączone do układu pomiarowego (Up) i żyły wewnętrznej (Ż) kabla, a układ pomiarowy (Up) połączony jest z układem nadajnika (N), który dołączony jest poprzez kondensator separujący (C) do ekranu (E) kabla, oddziałującego poprzez składową magnetyczną (Em) wytworzonego pola elektromagnetycznego na antenę magnetyczną (Am) dołączoną do układu odbiornika (O), który połączony jest z sygnalizatorem (S). Układ nadajnika (N) poprzez kondensator (C) oraz źródło prądowe (Up) dołączone są do kabla na jednym jego końcu, a na drugim końcu kabla jego ekran (E) dołączony jest do uziemienia, do którego dołączony jest także układ nadajnika (N), układ pomiarowy (Up) i źródło prądowe (Źp). Na ekran kabla wywierany jest udar mechaniczny (Um) wpływający na rezystancję upływnościową (Ru) łączącą żyłę wewnętrzną (Ż) i ekran (E) kabla.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do lokalizacji uszkodzeń kabla elektroenergetycznego zwłaszcza w przestrzeniach zagrożenia wybuchem.

Znane są układy pomiarowe do badania upływności kabli i przewodów elektrycznych prądem stałym w formie omomierza stosowane powszechnie w urządzeniach do zabezpieczeń upływnościowych. Pozwalają one zdiagnozować upływność kabla w przestrzeniach zagrożenia wybuchem, lecz nie zapewniają jednak możliwości zlokalizowania miejsca jego uszkodzenia. Inne urządzenia mierzące prąd upływu napięcia przemiennego wykorzystywane są w zabezpieczeniach różnicowoprądowych np. opisane w patencie PL 148547 B1, lub układ do pomiaru prądu upływu izolacji linii elektroenergetycznej opisany w patencie PL 201543 B1 lub patent US 5574378 A nie dają możliwości zlokalizowania miejsca uszkodzenia kabla.

Inna grupa układów przeznaczonych do lokalizacji uszkodzeń wykorzystuje klasyczne metody lokalizacji mostkowe oraz falowe. Mostkowe układy wykorzystują pomiar spadku napięcia wzdłuż trasy kabla poprzez pomiar spadku napięcia między metalowym ekranem a ziemią lub miedzy żyłą i ekranem. Układy wykorzystujące metody falowe zbudowane są ze zintegrowanego nadajnika krótkich impulsów i odbiornika echa tych impulsów odbitego od miejsca uszkodzenia.

Inne układy do lokalizacji wykorzystujące przeskok iskry zbudowane są z nadajnika impulsów wysokonapięciowych i odbiornika sygnałów akustycznych, powstałych podczas przeskoku iskry.

Układy, wykorzystujące metodę indukcyjną o częstotliwości radiowej lokalizacji uszkodzonej żyły wewnętrznej napięciem z generatora sygnałowego, zbudowane są z nadajnika, z którego nadawany jest sygnał elektryczny w wewnętrzną żyłę kabla a wypływający prąd poprzez upływność przedostaje się na ekran kabla i wykrywany jest odbiornikiem przenoszonym przez operatora.

Układ z opisu patentowego US7880476, zawierający nadajnik, odbiornik oraz kabel zawierający żyłę wewnętrzną i ekran, wykorzystuje do pomiaru sygnały o częstotliwości radiowej. Układy transmisyjne separowane galwanicznie wykorzystują kondensatory separujące (sprzęganie pojemnościowe).

W bezprzewodowych układach transmisyjnych, w szczególności w odbiornikach wykorzystujących fale radiowe wykorzystuje się antenę fal elektromagnetycznych czułych na składową elektryczną lub magnetyczną.

W układach z opisu patentowego US7880476 oraz CN1877352 wykorzystywane są odbiorniki wyposażone w sygnalizatory akustyczne lub optyczne, na przykład diody LED.

Układy z wymienionych wyżej opisów patentowych zawierają odbiorniki i nadajniki fal radiowych do lokalizacji uszkodzenia metodami oceny amplitudy i fazy sygnału radiowego docierającego do odbiornika. Wadą tych układów jest znaczny sposób komplikacji rozwiązań układowych. Wadą układów opisanych w przytoczonych patentach jest to, że nie mogą być zastosowane w przestrzeniach zagrożonych wybuchem ze względu na dużą energię konieczną do dostarczenia do kabla w celu przeprowadzenia analizy jego uszkodzenia. Ponadto żaden z przytoczonych układów w wymienionych patentach nie wykorzystuje udaru mechanicznego i źródła prądowego do pomiaru zmiany rezystancji a zatem do lokalizacji uszkodzenia, i dlatego ich wykorzystanie w strefach zagrożenia wybuchem jest mocno ograniczone.

Układ do lokalizacji uszkodzeń kabla elektroenergetycznego zawiera źródło prądowe dołączone do układu pomiarowego i żyły wewnętrznej badanego kabla oraz układ pomiarowy połączony z układem nadajnika, który dołączony jest poprzez kondensator separujący do ekranu kabla. Prąd płynący przez ekran kabla poprzez składową magnetyczną wytworzonego pola elektromagnetycznego oddziałuje na antenę magnetyczną dołączoną do układu odbiornika, który połączony jest z sygnalizatorem. Układ nadajnika poprzez kondensator oraz źródło prądowe dołączone są do kabla na jednym jego końcu, a na drugim końcu kabla jego ekran dołączony jest do uziemienia, do którego dołączone są także źródło prądowe, układ nadajnika i układ pomiarowy. Na ekran kabla wywierany jest udar mechaniczny wpływający na rezystancję upływnościową łączącą żyłę wewnętrzną i ekran kabla.

Układ pomiarowy mierzy rezystancję upływnościową kabla i informacja o tych zmianach jest przekazywana sygnałem o częstotliwości radiowej poprzez ekran kabla będący w tym przypadku anteną nadawczą z układu nadajnika do układu odbiornika.

Zaletą układu do lokalizacji uszkodzeń kabla zwłaszcza w przestrzeniach zagrożenia wybuchem jest niskoenergetyczna możliwość badania rezystancji upływności kabli i przewodów elektrycznych w warunkach zagrożenia wybuchem, ponieważ energia zgromadzona w poszczególnych obwodach nie

PL 226 718 B1 stwarza zagrożenia wybuchu metanu i pyłu węglowego. Inną zaletą jest możliwość pomiaru rezystancji upływowej do wielu setek kiloomów, co przy innych układach jest trudne do uzyskania.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu do lokalizacji uszkodzeń kabla zwłaszcza w przestrzeniach zagrożenia wybuchem.

Układ do lokalizacji uszkodzeń kabla elektroenergetycznego w wykonaniu iskrobezpiecznym zbudowany jest ze stacjonarnego lub przenośnego zespolonego układu pomiarowego Up, układu nadajnika N, układu odbiornika O, kondensatora separującego C i sygnalizatora S. Zawiera źródło prądowe Źp dołączone do układu pomiarowego Up i żyły wewnętrznej Ż kabla. Układ pomiarowy Up połączony jest z układem nadajnika N, który dołączony jest poprzez kondensator separujący C do ekranu kabla E. Prąd płynący przez ekran kabla E oddziałuje poprzez składową magnetyczną Em wytworzonego pola elektromagnetycznego na antenę magnetyczną Am dołączoną do układu odbiornika O, który połączony jest z sygnalizatorem S. Układ nadajnika N poprzez kondensator C oraz źródło prądowe Up dołączone są do kabla na jednym jego końcu. Na drugim końcu kabla jego ekran E dołączony jest do uziemienia, do którego dołączone są także źródło prądowe także układ nadajnika N i układ pomiarowy Up.

Operator przenosi układ odbiornika O i wywiera udar mechaniczny Um na badany kabel, w konsekwencji powoduje zmianę naprężeń wewnątrz kabla, co zmienia również występującą rezystancję upływnościową Ru w uszkodzonym odcinku kabla, i powoduje zmianę wskazań omomierza w układzie pomiarowym Up. Informacja ta w układzie odbiornika O zamieniana jest na sygnalizację świetlną i akustyczną. Tym sposobem operator informowany jest o znalezieniu miejsca, w którym drgania mechaniczne kabla powodują zmiany rezystancji upływnościowej Ru, czyli miejsca uszkodzenia kabla.

Claims (1)

1. Układ do lokalizacji uszkodzeń kabla elektroenergetycznego zawierający źródło prądowe, układ pomiarowy, nadajnik, odbiornik, kondensator separujący, sygnalizator, antenę oraz kabel zawierający żyłę wewnętrzną i ekran, znamienny tym, że źródło prądowe (Źp) dołączone jest do układu pomiarowego (Up) i żyły wewnętrznej (Ż) kabla, a układ pomiarowy (Up) połączony jest z nadajnikiem (N), który dołączony jest poprzez kondensator separujący (C) do ekranu kabla (E), który poprzez składową magnetyczną (Em) wytworzonego pola elektromagnetycznego oddziałuje na antenę magnetyczną (Am) dołączoną do układu odbiornika (O), który połączony jest z sygnalizatorem (S), przy czym układ nadajnika (N) poprzez kondensator (C) oraz źródło prądowe (Up) dołączone są do kabla na jednym jego końcu, a na drugim końcu kabla jego ekran (E) dołączony jest do uziemienia, do którego dołączony jest także układ nadajnika (N), układ pomiarowy (Up) i źródło prądowe (Źp), a na ekran kabla wywierany jest udar mechaniczny (Um) wpływający na rezystancję upływnościową (Ru) łączącą żyłę wewnętrzną (Ż) i ekran (E) kabla.