RU1777103C - Способ бесконтактного обнаружени относительной утечки тока на участке подземного токопровода и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: электроизмерени , изобретение предназначено дл  бесконтактных обследований коррозионного состо ни  подземных токопроводов при оценке их изол ционного покрыти  посредством обнаружени  токов утечки на участке изолиро- ванного токопровода. Сущность изобретени : устройство, реализующее способ , содержит 4 датчика магнитного провода (1, 2. 3, 4), 1 переключатель (5), 1 дифференциальный усилитель (6)., 2 нормализатора (7, 8), 1 блокиратор (9), 1 вольтметр

Description

10

XI VJ VI

о

со

Изобретение относитс  к злектроизме- рени м и предназначено дл  бесконтактных обследований коррозионного состо ни  подземных токопроводов при оценке их изол ционного покрыти  посредством обнаружени  токов утечки на участке изолированного токопровода.

Известен способ определени  переходного сопротивлени  подземных металло- проводов, который, в сущности, сводитс  к бесконтактному определению изменени  на участке металлопровода величины про ге- кающего по нему переменного тока путем измерени  напр женности магнитного пол , создаваемого этим током в двух точках, расположенных на концах обследуемого участка металлопровода на одинаковых рассто ни х от его оси

Недостатком известного способа  вл етс  необходимость точного определени  рассто ни  от оси трубопровода дл  каждой точки наблюдени  и низка  чувствительность к малым относительным утечкам тока, обусловленна  тем, что малые утечки тока в среду определ ют как разность измерений больших близких по величине абсолютных значений токов в двух сечени х трубопровода .

Известно устройство дл  определени  переходного сопротивлени  подземных металлических сооружений методом мокрою контакта. Устройство содержит милливольтметр , дроссель, источник посто нного тока и опорный резистор Недостатком известного устройства  вл етс  необходимое ь пр мого доступа к токопроводу дл  обеспечени  электрического контакта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ бесконтактного измерени  тока утечки на участке подземного токопровода. Согласно известному способу производитс  измерение азимутальных составл ющих напр женности магнитного пол  в двух ближних к оси токопровода точках на концах обследуемого участка, определение их местоположени  из услови  равенства азимутальных составл ющих напр женно сти магнитного пол , измерени  этих составл ющих в ближней и дальней от оси токоироводз точках на одном из концов обследуемого участка, измерение разности этих составл ющих между ближней и дальней точками на другом конце участка и измерение разности азимутальных составл ющих между дальними о г оси токопровода точками на концах обследуемого участка. При этом рассто ние между дальними и ближними точками на каждом из концов участка выбираетс  одинаковым.

Искома  величина определ етс  по формуле

Hi АНз4

(1)

Н3 А Н24

где Ж, Нз- соответственно напр женности азимутальных составл ющих в ближней и дальней точках на одном конце участка,На, Н на друюм;

ДН24 и АНз4 - разности напрлженностей

магнитных полей в соответствующих точках. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство, реализующее способ измерени  относительной утечки тока, содержащее две штан5 ги с укрепленными на концах каждой из них на одинаковом рассто нии друг от друга идентичными измерительными датчиками, расположенными параллельно друг другу и перпендикул рно штанге.

0 Недостатком известного способа и устройства , реализующего этот способ,  вл етс  невысока  достоверность контрол , обусловленна  необходимость фиксации промежуточных результатов измерении и

5 вычислени  искомой величины

Целью изобретени   плчетс  повышение достоверности контрол 

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе бесконтактного измерени  отно0 сительноиутечки тока па участкетокопровода , заключающемус  в измерении напр женности азимутальных составл ющих магнитного пол , создаваемого током, протекающим вдоль токопровода, в четырех

5 точках над его осью, которые расположены в начале и конце обследуемого участка и разнесены на одинаковые; рассто ни  вдоль пр мых,  вл ющихс  продолжением радиусов токоировода, а местоположение двух

0 ближних к ею оси точек определ етс  из услови  равенова в них напр женности магнитного пол , последовательно нормируют значение напр женности магнитного пол , измеренное на одном из концов в

5 ближней к оси токопровода точке, затем нормируют измеренное значение разности напр женности магнитных полей между ближней и дальней точками на втором конце , затем нормируют измеренное значение

0 напр женности магнитного пол  в дальней от оси точке на первом конце участка, после чего измер ют разность напр женностей магнитных полей между дальними от оси точками на концах обследуемого участка,

5 Значение измеренной разности о этом случае совпадает с искомой относительной угечкой тока.

Поставленна  цель достигаетс  также тем, что в устройство, реализующее способ,

содержащее две штанги с укрепленными на концах каждой из них на одинаковом рассто нии друг от друга идентичными измерительными датчиками, расположенными параллельно друг другу и перпендикул рно штанге, дополнительно введен переключатель , входы которого подключены к датчикам , а выходы соединены со входами дифференциального усилител , выход которого через первый нормализатор соединен с параллельно включенными вторым нормализатором и блокиратором, выходы которых подключены к вольтметру.

Операции нормализации измер емых величин, а также устройства дл  их реализации известны в данной области техники, однако за вл емые последовательность проведени  операций нормализации и совокупность элементов, дающие положительный эффект, заключающийс  в повышении достоверности измерений при коррозионном обследовании подземных то- копроводов за счет исключени  фиксации результатов измерений и вычислительных операций, неизвестны из прототипа и анз- логов, что дает основание считать их удовлетвор ющими критерию существенные отличи .

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего за вл емый способ .

Устройство дл  бесконтактного обнаружени  относительной утечки тока на участке токопровода содержит датчики 1 ...4 магнитного пол , два из которых (1 и 2) расположены на близких к оси токопровода концах штанг, датчик 3 расположен.на одной штанге с датчиком 1, а датчик А - с дгтчиком 2. Рассто ни  между датчиками 1 и 3, 2 и 4 одинаковы. Выходы датчиков 1-4 соединены с переключателем 5, выходы которого соединены со входами дифференциального усилител  б (микросхема 140УД12). Выход дифференциального усилител  6 через первый нормализатор 7 (микросхема 140УД12) соединен с параллельно включенными вторым нормализатором 8 и блокиратором 9, выходы которых подключены к вольтметру 10.

Устройство работает следующим образом .

В первом положении переключател  5 через дифференциальный усилитель 6 поступают сигналы с датчиков 1 и 2. Блокиратор 9 при этом разомкнут. Изменением высоты одной из штанг над осью токопровода определ ют ее местоположение по нулевому показанию вольтметра 10. Во втором положении переключател  5 на один из входов дифференциального усилител  6 поступает сигнал от датчика 1, а на другом ее входе сигнал отсутствует Замкнутый блокиратор 9 блокирует второй нормализатор 8. Измерением коэффициента передачи 5 первого нормализатора 7 устанавливаетс  некоторое определенное нормированное показание вольтметра 10. В следующем положении переключател  5 на входы дифференциального усилител  6 поступают

0 сигналы от датчиков 2 и 4. Блокиратор 9 размыкаетс  и изменением коэффициента передачи второго нормализатора 8 устанавливаетс  определенное нормированное показание вольтметра 10. В следующем

5 положении переключател  5 на один из входов дифференциального усилител  6 поступает сигнал от датчика 3. Блокиратор 9 блокирует второй нормализатор 8 и повтор етс  процедура нормализации, соответ0 ствующа  второму положению переключател  5.

В последнем положении переключател  5 на входы дифференциального усилител  6 поступают сигналы отдатчиков 3 и 4. Блоки5 ратор 9 размыкаетс  и по показани м вольтметра 10, отградуированного в значени х относительной утечки тока, отсчитываетс  искома  ее величина. Нормализаторы 8 и 9 представл ют собой усилители напр жени 

0 с регулируемым коэффициентом передачи. При замкнутом блокираторе 9 коэффициент передачи нормализатора 8 становитс  равным единице.

Пусть напр жени  на выходах датчиков

5 пропорциональны напр женност м магнитного пол  в соответствующих точках над осью токопровода

Ui-4 SHi-4.(2)

где S - чувствительность каждого датчика.

0 Напр жение на выходе нормализатора 8 при поступлении на входы дифференциального усилител  соответствующих сигналов и разомкнутом блокираторе 9 равно Ue Ue - К Кг Кз,

5 где К - общий коэффициент передачи каналов дифференциального усилител ; Ue - разность сигналов, поступивших на входы дифференциального усилител ; Ki.a - соответственно коэффициент передачи пер0 вого и второго нормализаторов.

После выбора местоположени  датчиков из услови  Hi На во втором положении переключател  5 напр жение на выходе нормализатора 8 в соответствии с описан5 ной коммутацией сигналов и состо нием блокиратора 9 равно: Us Ui -K Kt.

Операции нормализации соответствует соотношение:

Ui К Ki1 - А.(3)

где Кг - установленный в процессе нормализации коэффициент передачи первого нормализатора 7;

А- уровень первой нормализации. Коэффициент передачи второго, заблокированного нормализатора «2 1.

Из (3) определим Ki U8 АН24 К . Ki1 К2

(4)

третьем положении переключател  5 на жение на выходе нормализатора 8 равно

и8 Д - А-К2.

А

Ui

Далее получим AU24

Ua

Ui

А К2 В,

Второй операции нормализации соответствует соотношение

Д1124

К2 В,

где К2 - измененный,.в процессе второй нормализации коэффициент передачи нормализатора 8;

В - уровень второй нормализации, откуда

--тЙг 5

В четвертом положении переключател  5 на вход дифференциального усилител  6 поступает сигнал с датчика 3. С учетом того, что нормализатор 10 заблокирован (К2 1), напр жении на выходе нормализатора 8 равно

Us Уз К Ki1

Третьей операции нормализации соответствует соотношение

Уз1 K-Ki C, откуда

Л С.

Ki

Л

Уз К

(6)

где Кг - новое значение коэффициента передачи первого нормализатора, установленное в процессе третьей нормализации; С - уровень третьей нормализации, В последнем положении переключател  5 на входы дифференциального усилител  б поступают сигналы с датчиков 3 и 4, а блокиратор разомкнут (К2 К2 ). Тогда напр жение на выходе нормализатора 8 равно Ue AU34.K. Д1Ы Ut В -С

Уз iU24 A

С учетом (2) это выражение принимает следующий вид:

А1Ы Н, В С Нз 2ПЙ24А

R С

и с точностью до множител  --г- совпадает с выражением (1), определ ющим отно- сительную утечку тока. Указанный

U0

(7)

множитель можно рассматривать как масштабный и учесть при градуировке вольтметра 10,

Нормирующие уровни А, В и С удобнее

5 выбирать одинаковыми (А В С) и соответствующими , например, максимальному показанию вольтметра 10, а сам вольтметр отградуировать в единицах относительной утечки тока 5 I.

Ю Таким образом, указанные в предложенном способе последовательность и характер операций позвол ют исключить из процесса измерений фиксацию (запись) промежуточных результатов измерений и

15 соответствующих вычислений, а устройство, реализующее этот способ, позвол ет осуществить указанные операции и непосредственно по показани м вольтметра получить искомую величину относительной утечки то20 ка. Это существенно увеличивает производительность труда при коррозионном обследовании подземных токопроводов.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   251- Способ бесконтактного обнаружени 

   относительной утечки тока на участке подземного токопроводэ, заключающийс  в размещении датчиков азимутальной составл ющей магнитного пол  в четырех точках

   30 над осью токопровода, которые расположены в начале и конце обследуемого участка и попарно разнесены на одинаковые рассто- -  ни  вдоль пр мых,  вл ющихс  продолжением радиусов токопровода, а

   35 местоположение двух ближних к его оси точек определ ют из услови  равенства в них напр женности магнитного пол , создаваемого током, протекающим вдоль то ко про вода , отличающийс  тем, что, с целью

   40 повышени  достоверности контрол , последовательно нормируют сигнал с датчика, расположенного на одном из концов в ближней к оси токопровода точке, затем нормируют разность сигналов датчиков,

   45 расположенных на втором конце, затем нормируют сигнал датчика, расположенного на первом конце в дальней от оси токопровода точке, после чего измер ют разность сигналов датчиков, расположен50 Hbix на концах участка в дальних от оси токопровода точках, значение которой в результате проведенных нормировок численно совпадает с относительной утечкой тока.

   55
2. 2. Устройство бесконтактного обнаружени  относительной утечки тока на участке подземного токопровода, содержащее две штанги с укрепленными на концах каждой из них на одинаковом рассто нии друг от

   Друга идентичными измерительными датчи

   ками, расположенными параллельно другсоединены с входами дифференциального

   другу и перпендикул рно штанге, о т л и ч а-усилител , выход которого через первый

   ю щ е е с   тем, что, с целью повышени нормализатор соединен с параллельно

   достоверности контрол , в него дополни-включенными вторым нормализатором и

   тельно введен переключатель, входы кото-5 блокиратором, выходы которых подключерого подключены к датчикам, а выходыны к вольтметру,