PL239177B1

PL239177B1 - Device and method of measuring the condition of power cables with a steel core, suspended on insulators

Info

Publication number: PL239177B1
Application number: PL432383A
Authority: PL
Inventors: Jerzy KWAŚNIEWSKI; Jerzy Kwaśniewski; Szymon MOLSKI; Szymon Molski
Original assignee: Kwasniewski Jerzy; Szymon Molski
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2021-11-08
Also published as: PL432383A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru stanu przewodów energetycznych z rdzeniem stalowym podwieszonych na izolatorach.The subject of the invention is a device for measuring the condition of power cables with a steel core, suspended on insulators.

Z niemieckiego opisu patentowego DE10026313 znana jest metoda wykrywania wad lin stalowych, która polega na namagnesowaniu podłużnego obiektu ferromagnetycznego w kierunku wzdłużnym za pomocą jednostki magnesującej z rozstawionymi biegunami magnetycznymi oraz parametrów pola magnetycznego zmierzonych w 2 lub więcej punktach za pomocą czujników magneto wrażliwych, ustawionych parami równolegle do linii środkowej obiektu ferromagnetycznego. Różnica między sygnałami czujnika jest wykorzystywana do wykrywania zlokalizowanej wady obiektu ferromagnetycznego, a suma sygnałów czujnika wykorzystywana jest do wykrywania metalizowanej powierzchni. Uwzględniono również niezależną zależność dotyczącą magnetycznego urządzenia do badań nieniszczących podłużnego obiektu ferromagnetycznego. Z europejskiego opisu patentowego EP1923700 znane jest urządzenia do ciągłego, stałego monitorowania lin stalowych stosowanego w instalacjach do transportu lub podnoszenia ludzi i materiałów. Wynalazek składa się z indukcyjnej głowicy magnetycznej zawierającej zespół magnesów trwałych, które są rozmieszczone tak, aby generować strumień pola magnetycznego przez stalowy kabel, który ma być monitorowany. Zmiany strumienia spowodowane wadami kabla są wykrywane przez różne sekcje indukcyjne. Położenie wad kabla można ustalić bez użycia fizycznych mechanizmów kontaktowych, ale zamiast tego poprzez porównanie sygnałów z dwóch elementów czujnikowych o identycznych właściwościach. Do interpretacji sygnałów uzyskanych z urządzenia wykorzystywany jest program, na przykład wyposażenie operatora w narzędzie, które umożliwia stałe monitorowanie kabla. Z kolei ze głoszenia P.404341, znany jest zespół kontrolny do badań diagnostycznych lin stalowych, umożliwiający ocenę stanu technicznego lin stalowych stosowanych w urządzeniach transportu linowego, przykładowo, koleje linowe, wyciągi górnicze, dźwigi osobowe i towarowe, maszyny podstawowe górnictwa odkrywkowego, a także do badania elementów długich o właściwościach ferromagnetycznych przykładowo takich jak rury, żerdzie wiertnicze, cięgła, cięgna, charakteryzuje się tym, że wyposażony jest w obwód magnetyczny, obwód wizyjny, z co najmniej jednym czujnikiem laserowym połączonym z co najmniej jedną rolką ustalającą, wyposażoną w układ do pomiaru prędkości i przemieszczenia liny względem głowicy pomiarowej, rejestrator z układem rejestrującym pomiary w pamięci przenośnej rejestratora wraz z panelem operatorskim posiadającym wyświetlacz wyników badań profilu liny. Natomiast z opisu PL211613, znana jest głowica, wykorzystująca efekt magnetycznej pamięci metalu i naturalnego namagnesowania w magnetycznym polu Ziemi, ma dwukierunkowe magnetyczne czujniki zmiany wartości składowej stycznej i normalnej natężenia pola magnetycznego i gradientu, umieszczone w dzielonej obudowie promieniowo co 90°. Ponadto z opisu PL312347, zgłoszenia konwencyjnego US 08/374,101, znane jest ulepszenie aktualnie stosowanych testerów elektromagnetycznych do wykrywania strat powierzchni metalu oraz wewnętrznych i zewnętrznych wydłużonych, magnetycznie przenikalnych obiektów. Mówiąc dokładniej, ulepszenie polega na dodaniu do testera środków do zwiększenia liniowej zdolności rozdzielczej pomiarów powierzchni metalu obiektu pozwalających uzyskiwać sygnały odpowiadające dokładniej zmianom powierzchni metalu wydłużonego obiektu.From the German patent description DE10026313 there is known a method of detecting defects in steel ropes, which consists in magnetizing an elongated ferromagnetic object in the longitudinal direction by means of a magnetizing unit with spaced magnetic poles and the parameters of the magnetic field measured at 2 or more points by means of magneto-sensitive sensors arranged in parallel in pairs to the center line of a ferromagnetic object. The difference between the sensor signals is used to detect the localized defect of the ferromagnetic object, and the sum of the sensor signals is used to detect the metallized surface. The independent dependence on the magnetic device for non-destructive testing of an elongated ferromagnetic object is also taken into account. From the European patent specification EP1923700 there is known devices for continuous, continuous monitoring of steel ropes used in installations for transporting or lifting people and materials. The invention consists of an inductive magnetic head containing a set of permanent magnets which are arranged to generate a magnetic flux through the steel cable to be monitored. Flux changes due to cable faults are detected by different induction sections. The location of cable defects can be determined without the use of physical contact mechanisms, but instead by comparing the signals from two sensor elements with identical properties. A program is used to interpret the signals obtained from the device, for example equipping the operator with a tool that allows the cable to be constantly monitored. On the other hand, from the announcement of P.404341, a control unit for diagnostic tests of steel ropes is known, which allows the assessment of the technical condition of steel ropes used in rope transport devices, for example, cableways, mining lifts, passenger and goods lifts, basic opencast mining machines, as well as for testing long elements with ferromagnetic properties, for example, pipes, drill rods, tension rods, cables, characterized by the fact that it is equipped with a magnetic circuit, a vision circuit, with at least one laser sensor connected to at least one locating roller equipped with a system for measuring the speed and displacement of the rope in relation to the measuring head, a recorder with a system for recording the measurements in the recorder portable memory with an operator panel with a display of rope profile test results. On the other hand, from the description PL211613, a head is known, which uses the effect of the magnetic memory of metal and natural magnetization in the magnetic field of the Earth, has bidirectional magnetic sensors for changing the value of the tangent component and the normal magnetic field strength and gradient, placed in a divided housing radially every 90 °. Moreover, from the description PL312347 of the conventional application US 08 / 374,101 it is known to improve the currently used electromagnetic testers for detecting losses of a metal surface and internal and external elongated, magnetically permeable objects. More specifically, the improvement consists in adding to the tester means for increasing the linear resolving power of measuring the surface of the metal of an object to obtain signals corresponding more closely to changes in the surface of the metal of the elongated object.

Celem wynalazku jest rozwiązanie polegające na opracowaniu urządzenia do pomiaru bardzo dokładnego i jednocześnie ekonomicznego niejednorodności namagnesowania stalowych lin i oceny ich stanu technicznego.The aim of the invention is a solution consisting in the development of a device for measuring very accurate and at the same time economical non-homogeneity of the magnetization of steel ropes and the assessment of their technical condition.

Urządzenie do pomiaru stanu przewodów energetycznych z rdzeniem stalowym podwieszonych na izolatorach składające się z układu magnesującego i rejestratora R usytuowanego na konstrukcji zamocowanej do dwóch układów rolek prowadząco-jezdnych lewego i prawego poruszających się po badanym przewodzie energetycznym charakteryzuje się tym, że konstrukcja utrzymująca dolne rolki wyposażona jest w mechanizm, który ma elastyczny docisk dolnych rolek do badanego przewodu a cztery układy zdwojonych rolek obejmują badany przewód energetyczny. Dolne rolki z jednej i drugiej strony urządzenia są wyposażone w mechanizm napędowy. Urządzenie ma zamocowane układy magnesujące z jednej strony, które są usytuowane pod każdym z przewodów energetycznych, z których sygnały przekazywane są do rejestratora R.A device for measuring the condition of power cables with a steel core suspended on insulators, consisting of a magnetizing system and an R recorder located on a structure attached to two systems of left and right guide rollers moving along the tested power cable, characterized by the fact that the structure supporting the lower rollers is equipped with there is a mechanism that has a flexible pressure of the lower rollers to the tested conductor, and four systems of doubled rollers cover the tested energy conductor. The lower rollers on both sides of the device are equipped with a drive mechanism. The device has magnetizing systems on one side, which are located under each of the power cables, from which the signals are transmitted to the R recorder.

Pomiar stanu przewodów przebiega w ten sposób, że mechanizm usytuowany na konstrukcji dociska dolnymi rolkami przewód energetyczny w trakcie przemieszczania urządzenia przez miejsce ułożenia przewodu na łożu zamocowanego do izolatora i jest dociskany przez rolki. W czasie przejazdu przez miejsce mocowania izolatora górne rolki lewego układu prowadząco-jezdnego są odchylaneThe condition of the conductors is measured in such a way that the mechanism located on the structure presses the energy conductor with its lower rollers during the movement of the device through the place where the conductor is laid on the bed attached to the insulator and is pressed by the rollers. When driving through the insulator mounting point, the upper rollers of the left guiding-running system are deflected

PL 239 177 B1 po czym po przejechaniu łoża ponownie zamykają się na badanym przewodzie energetycznym z równoczesnym otwarciem górnych rolek prawego układu prowadząco-jezdnego. Rolki górne w trakcie przemieszczania urządzenia przez łoże otwierają się i zamykają naprzemiennie.Then, after driving over, the beds close again on the tested power line with simultaneous opening of the upper rollers of the right guiding and running system. The top rollers open and close alternately while the device is moving through the bed.

Dzięki symetrycznemu układowi może poruszać się po przewodach energetycznych, które są połączone ze sobą łącznikiem bez ingerencji w układ rolek prowadząco-jezdny. Mechanizm docisku usytuowany na konstrukcji urządzenia gwarantuje docisk dolnych rolek do przewodu energetycznego w trakcie przemieszczania urządzenia przez miejsce ułożenia przewodu na łożu zamocowanego do izolatora jak również gwarantuje docisk rolek do przewodu energetycznego płasko usytuowanego.Thanks to the symmetrical arrangement, it can move along the power lines, which are connected with each other by a connector without interfering with the system of guide-running rollers. The pressure mechanism located on the structure of the device guarantees the pressure of the lower rollers against the power cable during the movement of the device through the place where the cable is laid on the bed attached to the insulator, as well as guarantees the pressure of the rollers to the power cable lying flat.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku schematycznym gdzie fig. 1 przedstawia położenie urządzenia w miejscu podwieszki izolatora, fig. 2 ukazuje jego usytuowanie przy badaniu między podporami sieci energetycznej i fig. 3 ukazuje ułożenie rolek 2, 3, i 2, 4 na dwóch przewodach energetycznych 1 oddalonych od siebie na stałą odległość i połączonych ze sobą łącznikiem 11 oraz mechanizmy odchylania rolek 9 z zaznaczonym kierunkiem ich odchylenia.The subject of the invention has been shown in an exemplary embodiment in a schematic drawing, where Fig. 1 shows the position of the device in the place of the insulator sling, Fig. 2 shows its location during the test between the supports of the power network, and Fig. 3 shows the arrangement of rollers 2, 3, and 2, 4 on two power lines 1 separated from each other by a constant distance and connected to each other by a connector 11 and mechanisms for deflecting the rollers 9 with the direction of their deflection marked.

Przykład wykonania dotyczy urządzenia do badania dwóch przewodów energetycznych. Dwa układy rolek prowadząco-jezdnych 2, 3, 4 lewego i układu prawego 2, 3, 4 poruszają się po badanym przewodzie energetycznym 1 gdzie elastyczna konstrukcja 10 utrzymująca dolne rolki 3, 4 wyposażona jest w mechanizm 8 pozwalający na elastyczny ich docisk do badanych przewodów 1.An exemplary embodiment relates to a device for testing two power cables. Two sets of guide-rollers 2, 3, 4 for the left and the right system 2, 3, 4 move along the tested power line 1, where the flexible structure 10 supporting the lower rollers 3, 4 is equipped with a mechanism 8 allowing for their flexible pressure against the tested conductors 1.

Urządzenie do pomiaru stanu kabli energetycznych z rdzeniem stalowym podwieszonych na izolatorach składa się z dwóch układów magnesujących 5 podwieszonych pod każdym z przewodów energetycznych 1 i wspólnego rejestratora R oraz elastycznej konstrukcji 10 łączącej dwa układy prowadząco-jezdne co uwidocznione zostało na fig. 1. Dolne rolki 3 z jednej i drugiej strony urządzenia są wyposażone w silnik krokowy do ich napędu.The device for measuring the condition of power cables with a steel core suspended on insulators consists of two magnetizing systems 5 suspended under each of the power cables 1 and a common recorder R, and a flexible structure 10 connecting two guiding and running systems, as shown in Fig. 1. Lower rollers 3 on both sides of the devices are equipped with a stepper motor for driving them.

Sposób pomiaru polega na tym, że w trakcie przejazdu urządzenia przez podwieszenie izolatora 7 utrzymującego przewód energetyczny 1 na łożu 6 rolki górne 2 znajdujące się z jednej strony urządzenia zostają odchylone do boku mechanizmem 9 co zostało przedstawione na fig. 3. Dzięki symetrycznemu układowi może poruszać się po przewodach 1, które są połączone ze sobą łącznikiem 11 bez ingerencji w układ rolek prowadząco-jezdnych 3, 4. Mechanizm 8 usytuowany na konstrukcji 10 gwarantuje docisk dolnych rolek 3, 4 do przewodu energetycznego 1 w trakcie przemieszczania urządzenia 10 przez miejsce ułożenia kabla na łożu 6 zamocowanego do izolatora 7 jak również gwarantuje docisk rolek 3, 4 do przewodu energetycznego 1 płasko usytuowanego. W czasie przejazdu przez miejsce mocowania izolatora 7 górne rolki 2 lewego układu prowadząco-jezdnego są odchylane po czym po przejechaniu łoża 6 ponownie zamykają się na badanym przewodzie z równoczesnym otwarciem górnych rolek 2 prawego układu prowadząco-jezdnego. Każdy z układów prowadząco-jezdnych gwarantuje utrzymanie urządzenia w pobliżu badanego przewodu dzięki zdwojonemu układowi i zawiera rolkę napędową 3 napędzającą na zmianę urządzenie 10. Rolki górne 2 w trakcie przemieszczania urządzenia przez łoże 6 otwierają się i zamykają naprzemiennie.The method of measurement consists in the fact that during the passage of the device through the suspension of the insulator 7 holding the power cable 1 on the bed 6, the upper rollers 2 on one side of the device are deflected to the side by the mechanism 9 as shown in Fig. 3. Thanks to the symmetrical arrangement, it can move follow the wires 1, which are connected with each other by a connector 11 without interfering with the system of guide-rollers 3, 4. The mechanism 8 located on the structure 10 guarantees the pressure of the lower rollers 3, 4 against the power cable 1 while moving the device 10 through the place where the cable is laid on the bed 6 attached to the insulator 7, and also guarantees the pressure of the rollers 3, 4 against the power cable 1 lying flat. When passing through the insulator 7 fixing point, the upper rollers 2 of the left guiding-running system are deflected and then, after passing, the cradles 6 re-close on the tested conductor with the simultaneous opening of the upper rollers 2 of the right-hand guiding-running system. Each of the guiding-running systems guarantees that the device is kept in the vicinity of the tested conductor thanks to a doubled arrangement and includes a drive roller 3 which drives the device 10 alternately.

Przykład wykonaniaExecution example

Urządzenie do pomiaru stanu przewodów energetycznych z rdzeniem stalowym podwieszonych na izolatorach składa się z dwóch układów magnesujących 5 podwieszonych pod każdym z kabli 1 i wspólnego rejestratora R (fig. 1) oraz elastycznej konstrukcji 10 łączącej dwa układy prowadząco-jezdne. Elastyczna konstrukcji 10 zamocowana jest do dwóch układów rolek prowadząco-jezdnych 2, 3, 4 lewego i prawego 2, 3, 4 poruszających się po badanym przewodzie energetycznym 1. Na konstrukcji znajduje się mechanizm sprężynowy 8 dociskający dolne rolki prowadzące do badanego przewodu energetycznego. W środkowej części elastycznej konstrukcji 10 umieszczono głowice pomiarowe, które magnesują kabel z jednej strony. Górne rolki prowadzące 2 są połączone ruchomo obrotowym mechanizmem 9 z rolkami dolnymi 3, 4. Zarówno lewy jak i prawy układ rolek prowadząco-jezdnych samodzielnie utrzymuje urządzenie pod badanym przewodem energetycznym i jest wyposażony w rolkę napędową 3. Po dojechaniu urządzenia do mocowania przewodu otwierają się dwie rolki układu prowadzenia 2 a po jego przejechaniu ponownie się domykają, po czym otwiera się drugi układ jezdny. Urządzenie może się przemieszczać zarówno przez mocowanie izolatora jak i przez łączniki 11 łączące równolegle przebiegające przewody linii energetycznej.The device for measuring the condition of power cables with a steel core suspended on insulators consists of two magnetizing systems 5 suspended under each of the cables 1 and a common recorder R (Fig. 1) and a flexible structure 10 connecting two guiding-running systems. The flexible structure 10 is attached to two sets of guide-rollers 2, 3, 4 left and right 2, 3, 4 moving along the tested power line 1. The structure has a spring mechanism 8 pressing the lower rollers leading to the tested power line. In the middle of the flexible structure 10 there are measuring heads which magnetize the cable on one side. The upper guide rollers 2 are movably connected by a rotating mechanism 9 with the lower rollers 3, 4. Both the left and right guide-roller systems independently hold the device under the tested power cable and are equipped with a drive roller 3. After reaching the device for fastening the cable, they open two rollers of the guiding system 2, and after driving it, they close again and the second running gear opens. The device is able to move both through the fixing of the insulator and through the connectors 11 connecting the parallel running conductors of the power line.

Claims

Patent claims

1. A device for measuring the condition of power cables with a steel core suspended on insulators, consisting of a magnetizing system and an R recorder located on a structure attached to two sets of left and right guide rollers moving along the tested power cable, characterized by the flexible structure ( 10) supporting the lower rollers (3, 4) is equipped with a mechanism (8) which has a flexible pressure of the lower rollers (3, 4) to the tested conductor (1) and four sets of double rollers (2, 3) and (2, 4) ) include the tested power cable (1).

Device according to claim 1, characterized in that the lower rollers (3) on both sides of the device are provided with a drive mechanism.

Device according to claim 1, characterized in that magnetizing systems (5) on one side are attached to the flexible structure (10), which are located under each of the power cables (1), from which the signals are transmitted to the recorder R.