RU139781U1

RU139781U1 - CABLE INSULATION DAMAGE DETECTION DEVICE

Info

Publication number: RU139781U1
Application number: RU2014100865/28U
Authority: RU
Inventors: Василий Андреевич Кандаев; Ксения Васильевна Авдеева; Надежда Константиновна Слептерева
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2014-04-20

Abstract

Устройство определения места повреждения изоляции кабеля, состоящее из генераторной и приемной частей, причем генераторная часть, одна клемма которой заземляется, содержит задающий генератор, делитель частоты, усилитель мощности и согласующее устройство, подключенное к оболочке кабеля, приемная часть содержит датчик-формирователь, избирательный усилитель, фазометр, индикатор, отличающееся тем, что в генераторную часть добавлены второй делитель частоты, соединенный с выходом первого делителя частоты, и модулятор, соединенный с первым и вторым делителями частоты, на выходе которого амплитудно-модулированный сигнал, выход модулятора соединяется с входом усилителя мощности, в приемную часть добавлены полосовой фильтр, настроенный на частоту несущего сигнала и подключенный к выходу избирательного усилителя, делитель частоты, подключенный к выходу полосового фильтра, детектор, подключенный к выходу избирательного усилителя, причем выход делителя частоты и детектора соединяются с входами фазометра.A device for determining the location of a cable insulation damage, consisting of a generator and a receiving part, the generator part, one terminal of which is grounded, contains a master oscillator, a frequency divider, a power amplifier and a matching device connected to the cable sheath, the receiving part contains a sensor driver, a selective amplifier , phase meter, indicator, characterized in that a second frequency divider connected to the output of the first frequency divider and a modulator connected to the first are added to the generator part the second frequency divider, the output of which is an amplitude-modulated signal, the modulator output is connected to the input of the power amplifier, a band-pass filter tuned to the frequency of the carrier signal and connected to the output of the selective amplifier is added to the receiving part, a frequency divider connected to the output of the band-pass filter, detector, connected to the output of the selective amplifier, and the output of the frequency divider and detector are connected to the inputs of the phase meter.

Description

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для определения места повреждения изоляции кабеля.The utility model relates to electrical engineering and can be used to determine the location of damage to the cable insulation.

Известно устройство, состоящее из генераторной и приемной частей, причем генераторная часть содержит высокостабильный задающий генератор синусоидального сигнала, делитель частоты - формирователь, усилитель мощности и согласующее устройство, подключенное к оболочке кабеля, одна клемма задающего генератора заземляется. Приемная часть содержит датчик-формирователь, избирательный усилитель, высокостабильный опорный генератор, делитель частоты - формирователь, фазовращатель, фазометр, индикатор. (Патент на изобретение №2361229, Россия, МПК G01R 31/08. «Способ определения места повреждения кабеля» / Кандаев В.А., Елизарова Ю.М.).A device consisting of a generator and a receiving part is known, the generator part comprising a highly stable driving generator of a sinusoidal signal, a frequency divider — a driver, a power amplifier and a matching device connected to the cable sheath, one terminal of the driving generator is grounded. The receiving part contains a sensor-former, a selective amplifier, a highly stable reference oscillator, a frequency divider — a former, phase shifter, phase meter, indicator. (Invention patent No. 2361229, Russia, IPC G01R 31/08. “Method for determining the location of cable damage” / V. Kandaev, Yu.M. Elizarova).

Недостатком данного устройства является необходимость использования высокостабильных задающего и опорного генераторов, предварительно синхронизированных друг с другом. Применение таких специализированных генераторов значительно увеличивает стоимость аппаратуры, а задача синхронизации генераторов не является простой и требует дополнительного решения. Причем, небольшая нестабильность задающего и опорного генераторов способна привести к значительной погрешности при поиске места повреждения изоляции кабеля.The disadvantage of this device is the need to use highly stable master and reference generators, previously synchronized with each other. The use of such specialized generators significantly increases the cost of equipment, and the task of synchronizing generators is not simple and requires an additional solution. Moreover, the small instability of the master and reference generators can lead to significant errors in finding the place of damage to the cable insulation.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство определения места повреждения изоляции кабеля, состоящее из генераторной и приемной частей, причем генераторная часть, одна клемма которой заземляется, содержит задающий генератор, преобразователь частоты, усилитель мощности и согласующее устройство, подключенное к оболочке кабеля, приемная часть содержит датчик-формирователь, избирательный усилитель, опорный генератор, преобразователь частоты, фазовращатель, фазометр, индикатор, и два GPS-приемника, используемых для синхронизации задающего и опорного генераторов (Патент на полезную модель №97830, Россия, МПК G01R 31/08. «Устройство определения места повреждения изоляции кабеля» / Кандаев В.А., Авдеева К.В., Ерита А.М.).The closest in technical essence to the proposed utility model is a device for determining the location of a cable insulation damage, consisting of a generator and a receiving part, the generator part, one terminal of which is grounded, contains a master oscillator, a frequency converter, a power amplifier and a matching device connected to the cable sheath , the receiving part contains a sensor-driver, a selective amplifier, a reference generator, a frequency converter, a phase shifter, a phase meter, an indicator, and two GPS-receivers receiver used to synchronize the master and reference generators (Utility Model Patent No. 97830, Russia, IPC G01R 31/08. “Device for determining the location of cable insulation damage” / Kandaev VA, Avdeeva KV, Erita A.M .).

Недостатком данного устройства является необходимость использования двух GPS-приемников, что увеличивает стоимость аппаратуры.The disadvantage of this device is the need to use two GPS-receivers, which increases the cost of equipment.

Цель полезной модели - повышение точности определения места повреждения изоляции кабеля за счет решения вопроса синхронизации генераторной и приемной частей.The purpose of the utility model is to increase the accuracy of determining the location of damage to the cable insulation by solving the issue of synchronization of the generator and receiving parts.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве определения места повреждения изоляции кабеля, состоящем из генераторной и приемной частей, причем генераторная часть, одна клемма которой заземляется, содержит задающий генератор, делитель частоты, усилитель мощности и согласующее устройство, подключенное к оболочке кабеля, приемная часть содержит датчик-формирователь, избирательный усилитель, фазометр, индикатор, в генераторную часть добавлены второй делитель частоты, соединенный с выходом первого делителя частоты, и модулятор, соединенный с первым и вторым делителями частоты, на выходе которого амплитудно-модулированный сигнал, выход модулятора соединяется с входом усилителя мощности, в приемную часть добавлены полосовой фильтр, настроенный на частоту несущего сигнала и подключенный к выходу избирательного усилителя, делитель частоты, подключенный к выходу полосового фильтра, детектор, подключенный к выходу избирательного усилителя, причем выход делителя частоты и детектора соединяются с входами фазометра.This goal is achieved by the fact that in the device for determining the location of the cable insulation damage, consisting of generator and receiving parts, the generator part, one terminal of which is grounded, contains a master oscillator, a frequency divider, a power amplifier and a matching device connected to the cable sheath, the receiving part contains a sensor-driver, a selective amplifier, a phase meter, an indicator, a second frequency divider connected to the output of the first frequency divider is added to the generator part, and a modulator, with shared with the first and second frequency dividers, the output of which is an amplitude-modulated signal, the modulator output is connected to the input of the power amplifier, a band-pass filter tuned to the carrier signal frequency and connected to the output of the selective amplifier is added to the receiving part, a frequency divider connected to the output of the strip amplifier filter, a detector connected to the output of the selective amplifier, and the output of the frequency divider and detector are connected to the inputs of the phase meter.

На фиг. представлена функциональная схема предлагаемого устройства.In FIG. presents a functional diagram of the proposed device.

Устройство состоит из генераторной и приемной частей. Генераторная часть 7 содержит задающий генератор 1, делители частоты 2 и 3, модулятор 4, усилитель мощности 5 и согласующее устройство 6, подключенное к изолированной металлической оболочке кабеля 8, имеющей повреждение изоляции 17. Приемная часть 16 содержит датчик-формирователь 9, избирательный усилитель 10, полосовой фильтр для выделения несущего сигнала 11, делитель частоты 12, детектор 13, фазометр 14, индикатор 15.The device consists of a generator and receiving parts. The generator part 7 contains a master oscillator 1, frequency dividers 2 and 3, a modulator 4, a power amplifier 5 and a matching device 6 connected to an insulated metal sheath of a cable 8 having insulation damage 17. The receiving part 16 contains a sensor driver 9, a selective amplifier 10 , a band-pass filter for extracting the carrier signal 11, a frequency divider 12, a detector 13, a phase meter 14, an indicator 15.

Процесс определения места повреждения изоляции кабеля состоит в следующем.The process of determining the location of damage to the cable insulation is as follows.

С помощью задающего генератора 1 и делителя частоты 2 вырабатывается синусоидальный сигнал несущей частотой f1, с помощью делителя частоты 3 этот сигнал делится на N, таким образом, получается модулирующий сигнал частотой f2, жестко связанный с сигналом несущей. Несущий и модулирующий сигналы подаются на модулятор 4, на выходе которого получается амплитудно-модулированный сигнал. После необходимого усиления с помощью усилителя мощности 5 сигнал через согласующее устройство 6 подается в цепь «оболочка кабеля - земля». Сигнал, распространяющийся по кабелю, создает на поверхности земли электромагнитное поле.Using a master oscillator 1 and a frequency divider 2, a sinusoidal signal is generated with a carrier frequency f1, using a frequency divider 3 this signal is divided by N, thus, a modulating signal with a frequency f2 is obtained, which is rigidly connected to the carrier signal. The carrier and modulating signals are fed to a modulator 4, the output of which produces an amplitude-modulated signal. After the necessary amplification with the help of a power amplifier 5, the signal through the matching device 6 is supplied to the cable sheath-ground circuit. The signal propagating through the cable creates an electromagnetic field on the surface of the earth.

Приемная часть служит для регистрации этих полей и выявления фазового сдвига в месте повреждения. Величина фазового сдвига является функцией частоты. Электромагнитное поле регистрируется датчиком-формирователем 9. Сформированный сигнал поступает на избирательный усилитель 10, настроенный на полосу частот (f1±f2) и усиливающий до необходимого значения данный сигнал, который подается далее на полосовой фильтр 11 и детектор 13. Полосовой фильтр 11 выделяет сигнал несущей частотой f1, после чего с помощью делителя частоты 12 этот сигнал делится на N, таким образом, получается сигнал с частотой f2. Детектор выделяет модулирующий сигнал частотой 12. Далее сигналы с выхода делителя частоты f2 и детектора 13 подаются на входы фазометра 14, который определяет при перемещении приемника по трассе кабеля сдвиг фаз между несущим и модулирующим сигналами. Эта разность фаз регистрируется индикатором 15. О повреждении изоляции кабеля 17 судят по приращению разности фаз между сигналами, которое происходит в месте повреждения изоляции кабеля.The receiving part is used to register these fields and detect a phase shift at the site of damage. The magnitude of the phase shift is a function of frequency. The electromagnetic field is detected by the imaging sensor 9. The generated signal is fed to the selective amplifier 10 tuned to the frequency band (f1 ± f2) and amplifies this signal to the required value, which is then fed to the band-pass filter 11 and detector 13. The band-pass filter 11 emits a carrier signal frequency f1, after which with the help of a frequency divider 12 this signal is divided by N, thus, a signal with a frequency f2 is obtained. The detector extracts a modulating signal with a frequency of 12. Further, the signals from the output of the frequency divider f2 and detector 13 are fed to the inputs of the phasemeter 14, which determines when the receiver moves along the cable path the phase shift between the carrier and modulating signals. This phase difference is recorded by the indicator 15. The damage to the insulation of the cable 17 is judged by the increment of the phase difference between the signals, which occurs in the place of damage to the insulation of the cable.

В данной полезной модели точность определения места повреждения изоляции кабеля повышается за счет решения вопроса синхронизации генераторной и приемной частей устройства за счет использования амплитудно-модулированного сигнала.In this utility model, the accuracy of determining the location of damage to the cable insulation is improved by solving the synchronization problem of the generator and receiving parts of the device by using the amplitude-modulated signal.

Claims

A device for determining the location of a cable insulation damage, consisting of a generator and a receiving part, the generator part, one terminal of which is grounded, contains a master oscillator, a frequency divider, a power amplifier and a matching device connected to the cable sheath, the receiving part contains a sensor driver, a selective amplifier , phase meter, indicator, characterized in that a second frequency divider connected to the output of the first frequency divider and a modulator connected to the first are added to the generator part the second frequency divider, the output of which is an amplitude-modulated signal, the modulator output is connected to the input of the power amplifier, a band-pass filter tuned to the frequency of the carrier signal and connected to the output of the selective amplifier is added to the receiving part, a frequency divider connected to the output of the band-pass filter, detector, connected to the output of the selective amplifier, and the output of the frequency divider and detector are connected to the inputs of the phase meter.