RU2690515C1 - Cable condition monitoring device - Google Patents

Cable condition monitoring device Download PDF

Info

Publication number
RU2690515C1
RU2690515C1 RU2018120614A RU2018120614A RU2690515C1 RU 2690515 C1 RU2690515 C1 RU 2690515C1 RU 2018120614 A RU2018120614 A RU 2018120614A RU 2018120614 A RU2018120614 A RU 2018120614A RU 2690515 C1 RU2690515 C1 RU 2690515C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
cable
csmd
umsk
Prior art date
Application number
RU2018120614A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Главатских
Дмитрий Сергеевич Макарьин
Иван Львович Охильков
Original Assignee
Акционерное общество "Ижевский радиозавод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Ижевский радиозавод" filed Critical Акционерное общество "Ижевский радиозавод"
Priority to RU2018120614A priority Critical patent/RU2690515C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2690515C1 publication Critical patent/RU2690515C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/04Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant in circuits having distributed constants, e.g. having very long conductors or involving high frequencies
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections

Abstract

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment and can be used for prediction of short-circuit time of power cable by determination of its insulation resistance. Summary: cable state monitoring device (CSMD) comprises control device (CD) for collection, processing and transmission of information, input / output of which is information input / output CSMD. To first output CD first input of measuring voltage supply device (MVSD), which output is connected to multifunctional input / output CSMD, to which input of primary information removal device (PIRD), and quantiser, which output is connected to input CD. At that, CSMD additionally comprises a resistance range switching device (RRSD), the first input of which is connected to the output PIRD, second input is to the third output CD, and the output is to the IID input, and a measurement voltage control device (MVCD), the input of which is connected to the third output CD, and output is to second input MVSD. CSMD can contain calibration device (ClD) connected between fourth output CD and multifunctional input / output CSMD to enable adjustment of measurement channels in manual mode at installation site.EFFECT: possibility of determining cable resistance with given accuracy and evaluation of its state throughout operation.1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике, может быть использовано для предотвращения короткого замыкания силового кабеля определением сопротивления его изоляции (например, кабеля питания погружного электродвигателя при эксплуатации, обслуживании и исследовании скважин для добычи флюида).The proposed solution relates to the measurement technique, can be used to prevent a short circuit of a power cable by determining its insulation resistance (for example, the power cable of a submersible electric motor during operation, maintenance and research of wells for the production of fluid).

Известен способ обнаружения однофазного замыкания на землю (патент РФ на изобретение №2438139, опубл. 27.12.2011, Прозоровский Е.Е.), основанный на возбуждении импульсного высокочастотного сигнала в силовом кабеле через проводник заземления его токопроводящей оболочки. Об однофазном замыкании на землю судят по скачку амплитуды этого сигнала.A known method of detecting a single-phase earth fault (RF patent for invention No. 2438139, publ. 12/27/2011, Prozorovsky EE), based on the excitation of a pulsed high-frequency signal in a power cable through the grounding conductor of its conductive shell. A single-phase earth fault is judged by the jump in the amplitude of this signal.

Известен также способ мониторинга оборудования проводных сетей электросвязи и устройство для его осуществления (патент РФ на изобретение №2331080, опубл. 10.08.2008, ЗАО НПЦ "Компьютерные технологии"), содержащее блок нормализации входных сигналов и мультиплексирования, блок переключения напряжения питания, связанные с блоком питания и микропроцессором. При этом проводят мониторинг состояния нескольких линий, циклически контролируя во времени короткое замыкание или обрыв каждой путем определения тока линии до датчика. Блок нормализации входных сигналов и мультиплексирования выполнен с возможностью определения тока в каждой линии и возможностью защиты входов устройства от высокого напряжения. Блок переключения напряжения питания выполнен в виде двух оптоключей с возможностью одновременного переключения этих оптоключей. Каждая линия снабжена двумя сопротивлениями, установленными на ее конце, одно из которых шунтируется контактами датчика. Несмотря на возможность непрерывного мониторинга состояния каждой из линий, устройство и способ не позволяют отслеживать предаварийные ситуации.There is also known a method of monitoring equipment of wired telecommunication networks and a device for its implementation (RF patent for invention No. 2331080, publ. 10.08.2008, ZAO Scientific and Technological Center Computer Technologies), containing a unit for normalizing input signals and multiplexing, a supply voltage switching unit associated with power supply and microprocessor. At the same time, the state of several lines is monitored, cyclically controlling in time a short circuit or open circuit by determining the current of the line to the sensor. The input signal normalization and multiplexing unit is configured to determine the current in each line and protect the device inputs from high voltage. The power supply switching unit is made in the form of two optocaps with the possibility of simultaneous switching of these optocouplers. Each line is equipped with two resistances installed at its end, one of which is shunted by the sensor contacts. Despite the possibility of continuous monitoring of the status of each of the lines, the device and method do not allow to monitor pre-emergency situations.

В настоящее время известны устройства, позволяющие проводить непрерывный контроль состояния кабеля питания погружного электродвигателя, дающие показания о предаварийном состоянии кабеля, до возникновения КЗ. Такой мониторинг осуществляют в наземных модулях, входящих в состав станций управления погружными электронасосами производства АО «ЭЛЕКТОН» (Москва), ЗАО «БОРЕЦ» (Москва), АО «ИРЗ» (Ижевск).Currently known devices that allow continuous monitoring of the state of the power cable submersible electric motor, giving indications about the pre-emergency condition of the cable, before the occurrence of short circuit. Such monitoring is carried out in the ground-based modules that are part of the control stations for submersible electric pumps produced by ELEKTON JSC (Moscow), BORETS CJSC (Moscow), IRZ JSC (Izhevsk).

Например, модуль наземный (МН) ТМС-Э5 (производитель АО «ИРЗ», РЭ ЭЦВИЯ.468156.117, 2012), являющийся ближайшим аналогом предлагаемого устройства мониторинга состояния кабеля, содержащий устройство управления, подключенный к его первому выходу блок подачи измерительного напряжения, выход которого подключен к многофункциональному входу/выходу МН, к которому подключен вход блока снятия первичной информации, и квантователь (блок измерения изоляции - для оцифровывания остаточного напряжения), выход которого подключен к входу устройства управления, информационный вход/выход которого является информационным входом/выходом МН. МН позволяет в отличие от вышеописанных технических решений диагностировать не короткое замыкание кабеля, а его сопротивление изоляции, замеряя падение уровня постоянного напряжения на тестируемом кабеле. При этом удается обнаружить лишь значительные повреждения изоляции кабеля. Однако, при начальных повреждениях изоляции жил кабеля утечку тока обнаружить не удается, так как так как при высоком сопротивлении изоляции кабеля (для кабелей питания погружных электродвигателей этот диапазон - выше 10 Мом) падение напряжения крайне мало.For example, the ground-based (MN) TMS-E5 module (manufactured by JSC IRZ, RE ETsVIYa.468156.117, 2012), which is the closest analogue of the proposed cable condition monitoring device, contains a control device connected to its first output connected to the multifunctional input / output MN, to which the input of the primary information removal unit is connected, and a quantizer (isolation measurement unit - for digitizing the residual voltage), the output of which is connected to the input of the control device, information input / output of which is an information input / output MN. MN allows, unlike the above-described technical solutions, to diagnose not a short circuit of a cable, but its insulation resistance, measuring a drop in the level of direct voltage on the cable under test. In this case, it is possible to detect only significant damage to the cable insulation. However, during the initial damage to the insulation of the cable cores, no leakage of current can be detected, since with a high insulation resistance of the cable (for power cables of submersible electric motors, this range is higher than 10 MΩ), the voltage drop is extremely small.

Задачей технического решения является создание устройства мониторинга состояния кабеля, позволяющего обеспечить долгосрочное прогнозирование отказа кабеля питания электродвигателя, мониторинг показаний состояния кабеля на всем протяжении его эксплуатации, позволяющий потребителю отслеживать утечку тока на корпус обсадной трубы скважины при незначительных повреждениях изоляции жил кабеля. Обнаружение малых значений на фоне высоковольтных широкополосных помех на линии связи является нетривиальной задачей.The task of the technical solution is to create a cable condition monitoring device that allows for long-term prediction of a motor power cable failure, monitoring cable condition indications throughout its operation, allowing the consumer to monitor the leakage of current to the casing of the well casing with minor damage to the cable core insulation. Detection of small values against the background of high-voltage broadband interference on the communication line is a nontrivial task.

Обнаружение утечки тока на начальных стадиях повреждения изоляции позволит улучшить процедуру прогнозирования деградации кабеля за счет возможности построения долговременных трендов падения сопротивления, начиная с начала пуска его в эксплуатацию. К примеру, при спуске в скважину одной из причин выхода кабельной линии из строя является протечка скважинного флюида к токопроводящей жиле через микротрещины изолирующего слоя кабеля. Процесс падения сопротивления кабеля при такой протечке идет по нисходящей экспоненте и, как следствие, на начальных этапах падение сопротивления во времени крайне мало.Detection of current leakage at the initial stages of insulation damage will improve the procedure for predicting cable degradation due to the possibility of building long-term trends of resistance drop, starting from the beginning of its commissioning. For example, during the descent into the well one of the reasons for the cable line failure is the leakage of the well fluid to the conductor through the microcracks of the insulating layer of the cable. The process of cable resistance drop in case of such leakage proceeds along a descending exponential and, as a result, at the initial stages the resistance drop in time is extremely small.

Для решения задачи служит устройство мониторинга состояния кабеля (УМСК), выполненное с возможностью подачи необходимого напряжения питания на все элементы, требующие питания. УМСК содержит устройство управления (УУ) для сбора, обработки и передачи информации, вход/выход которого является информационным входом/выходом УМСК. К первому выходу УУ подключен вход (первый) устройства подачи измерительного напряжения (УПИН), выход которого подключен к многофункциональному входу/выходу УМСК, к которому подключен вход устройства снятия первичной информации (УСПИ), и квантователь, выход которого подключен к входу УУ. При этом УМСК дополнительно содержит устройство переключения диапазона сопротивлений (УПДС), первый вход которого подключен к выходу УСПИ, выход - к входу квантователя, а второй вход - к второму выходу УУ, а также устройство регулировки измерительного напряжения (УРИН), вход которого подключен к третьему выходу УУ, а выход - к второму (дополнительному) входу УПИН.To solve the problem, a cable condition monitoring device (UMSK) is used, made with the possibility of supplying the required supply voltage to all elements requiring power. UMSK contains a control unit (CU) for collecting, processing and transmitting information, the input / output of which is an information input / output of the UMSK. The input (first) of the measuring voltage supply (UPIN), the output of which is connected to the multifunctional input / output of the UMSC, to which the input of the primary information removal device (USPI) is connected, and a quantizer, the output of which is connected to the input of the SU, are connected to the first output of the CU. In this case, the UMSC additionally contains a device for switching the resistance range (UDS), the first input of which is connected to the output of the USPI, the output to the input of the quantizer, and the second input to the second output of the UU, as well as the measuring voltage adjustment device (URIN), whose input is connected to the third output of the control unit, and the output to the second (additional) input of the UPIN.

Предпочтительно, чтобы к четвертому выходу УУ было подключено калибровочное устройство (УК) с набором калибровочных сопротивлений изоляции, выход которого подключен к многофункциональному входу/выходу УМСК для возможности проведения настройки измерительных трактов (УУ) в ручном режиме на месте установки - при отключении от линии связи.Preferably, a calibration device (CC) with a set of calibration insulation resistances, the output of which is connected to the multifunctional input / output of the UMSK, is connected to the fourth output of the CU in order to be able to set up the measuring paths (CU) in the manual mode at the installation site - when disconnected from the communication line .

В предлагаемом техническом решении УУ может быть реализовано на различных программируемых устройствах, удовлетворяющих габаритам УМСК.In the proposed technical solution, the CU can be implemented on various programmable devices that satisfy the dimensions of the UMSK.

УПИН, УПДС, УИИ, УСПИ, УК, УРИН могут быть реализованы аппаратно (электромеханическими устройствами) либо программно-аппаратно для снижения аппаратных требований и алгоритмического упрощения программного обеспечения УУ.UPIN, UPDS, UII, USPI, UK, URIN can be implemented by hardware (electromechanical devices) or software and hardware to reduce hardware requirements and algorithmic simplification of the CU software.

Диапазон работы УРИН 6, набор фильтров в УПДС 4, набор калибровочных сопротивлений изоляции в УК 7 выбирают в соответствии с характеристиками кабеля и необходимой точностью измерений.The range of operation of the URIN 6, the set of filters in the COVS 4, the set of calibration insulation resistances in CC 7 is chosen in accordance with the characteristics of the cable and the required measurement accuracy.

Далее состав и работа устройства мониторинга состояния кабеля будут описаны в предпочтительном варианте исполнения.Further, the composition and operation of the cable condition monitoring device will be described in a preferred embodiment.

Фиг. - структурная схема устройства мониторинга состояния кабеля в предпочтительном варианте исполнения.FIG. - block diagram of a device for monitoring the state of the cable in the preferred embodiment.

Представленное на Фиг. устройство мониторинга состояния кабеля (далее - УМСК) содержит устройство управления 1 (УУ), вход/выход которого является информационным входом/выходом УМСК, а также устройство подачи измерительного напряжения 2 (УПИН), первый вход которого подключен к первому выходу УУ 1, а выход - к многофункциональному входу/выходу (далее - МФ Вх/Вых) УМСК. К последнему подключен вход устройства снятия первичной информации 3 (УСПИ), выход которого подключен к первому входу устройства переключения диапазона сопротивлений 4 (УПДС). Выход УПДС 4 через квантователь 5 подключен к входу УУ 1, а второй вход - к второму выходу УУ 1. Третий выход УУ 1 соединен с вторым входом УПИН 2 через устройство регулировки измерительного напряжения 6 (УРИН). Между четвертым выходом УУ 1 и МФ Вх/Вых УМСК подключено калибровочное устройство 7 (УК).Presented in FIG. The device for monitoring the state of the cable (hereinafter - UMSK) contains a control device 1 (UU), the input / output of which is the information input / output of the UMSK, as well as a device for applying measuring voltage 2 (UPIN), the first input of which is connected to the first output of UU 1, and output - to the multifunctional input / output (hereinafter - MF I / O) UMSK. The latter is connected to the input of the device removing the primary information 3 (USPI), the output of which is connected to the first input of the device switching resistance range 4 (UDS). The UPDS 4 output through the quantizer 5 is connected to the input of the CID 1, and the second input to the second output of the CCD 1. The third output of the CCD 1 is connected to the second input of the UPIN 2 through the measuring voltage adjustment device 6 (URIN). A calibration device 7 (CC) is connected between the fourth output of the CU 1 and the MF I / O of the UMSK.

В качестве квантователя 5 в данной реализации технического решения выбран аналого-цифровой преобразоваль (АЦП) напряжения определенного диапазона (обычно это АЦП от 3 до 5В, в редких случаях - до 12В). В других реализациях для дальнейшей обработки УУ 1 могут быть выбраны устройства, преобразующие аналоговый сигнал в длительность, частоту или скважность периодического сигнала.As a quantizer 5 in this implementation of the technical solution, an analog-to-digital converter (ADC) of a certain voltage range is selected (usually it is ADC from 3 to 5V, in rare cases - up to 12V). In other implementations, devices that convert an analog signal into duration, frequency, or duty cycle of a periodic signal can be selected for further processing of CU 1.

В УМСК оценивают уровень падения напряжения на его МФ Вх/Вых для оценки состояния изоляции подключенной к нему линии связи с электрическим кабелем (основной рабочий режим) либо при проведении периодической калибровки устройства последовательной подачей калибровочных сопротивлений на МФ Вх/Вых от УК 7 (калибровочный режим). Рассмотрим работу УМСК подключенного линией связи трехфазный трансформатор - кабель питания к погружному электродвигателю (ПЭД). УМСК начинает работу при подаче необходимого напряжения питания на все устройства, требующие питания.The UMSK estimates the level of voltage drop across its MF I / O to assess the state of the insulation of a communication line connected to it with an electrical cable (main operating mode) or when periodically calibrating the device by sequential supplying calibration resistors to MF I / O from CM 7 (calibration mode ). Consider the work of UMSK connected three-phase transformer - power cable to the submersible electric motor (SEM) connected by a communication line. The UMSK starts operation when the required supply voltage is applied to all devices requiring power.

В основном режиме УУ через выход 1 передает команду в УПИН на подачу измерительного напряжения Uизм1 через установленное в нем известное сопротивление Rизмерительный (эталонное измерительное сопротивление) на МФ Вх/Вых и далее - на кабель питания. Падение напряжения (остаточное от Uизм), полученное на резистивном делителе Rизмерительный/Rизоляции поступает с МФ Вх/Вых УМСК на вход УСПИ 3, выполняющего функции защиты от перенапряжений, фильтрации и усиления поступающего сигнала. Выделенный сигнал остаточного напряжения поступает на первый вход УПДС 4, настроенное на один из набора Уn (1<n<N) усилителей напряжения, соответствующих различным определенным в УУ 1 коэффициентам усиления Кусn для каждого установленного диапазона падения сопротивления изоляции ΔRn. Параметры Уn, Кусn, ΔRn зависят от изначальных параметров изоляции кабеля, измерительного напряжения, а также параметров квантователя 5, требуемой точности измерений. На начальных этапах эксплуатации кабеля, когда падения напряжения во времени еще очень малы, поступающее с МФ Вх/Вых падение напряжения в УПДС 4 оцифровывают в квантователе 5. Пока результирующее значение напряжения с выхода УПДС 4 находится в диапазоне работы квантователя 5, в УУ 1 пересчитывают его в эквивалентное значение сопротивления изоляции. Если результирующее значение напряжения с выхода УПДС 4 не попадет в диапазон работы квантователя 5, в УУ 1 производят переключение диапазона падения сопротивления изоляции ΔRn, понижая Кусn, и подают команду на второй вход УПДС 4 для соответствующего изменения Уn, уменьшая результирующее напряжение на выходе УПДС 4. Процесс повторяют вплоть до получения приемлемого результата, пока результирующее напряжение не попадет в диапазон работы квантователя 5. В случае получения высокого значения сопротивления изоляции по результирующему напряжению УУ 1 через третий выход подает команду на блок регулировки измерительного напряжения для увеличения измерительного напряжения в УПИН 2 через его второй вход. Увеличенное вплоть до максимально возможного измерительное напряжение (Uизм max) через то же Rизмерительный через МФ Вх/Вых поступает на кабель. Далее производят процесс замера и вычисления изоляции кабеля вновь, как описано выше - через МФ Вх/Вых, УСПИ 3, УПДС 4, квантователь 5. Вычисляют с заданной точностью итоговое значение сопротивления изоляции в момент времени t (Rизt) по установленным Kусn, ΔRn, измерительному напряжению, а также замеренному значению падения напряжения. Rизt передают через вход/выход УУ 1 на информационный вход/выход УМСК для передачи к внешнему устройству (потребителю). Передачу производят, например, модификацией значений доступных для чтения регистров ModBus RTU.In the main mode, the CU via output 1 transmits a command to UPIN to apply the measuring voltage U meas1 through the known resistance R measuring (reference measuring resistance) installed in it to the MF I / O and then to the power cable. The voltage drop (residual from U ism ) obtained on a resistive divider R measuring / R isolation comes from UFM I / O MF to the input of USPI 3, which performs the functions of overvoltage protection, filtering and amplification of the incoming signal. The selected signal of residual voltage is supplied to the first input of the UPSL 4, which is tuned to one of the set Y n (1 <n <N) voltage amplifiers, which correspond to different gain factors K usn for each installed range of insulation resistance drop ΔR n . The parameters N n , K usn , ΔR n depend on the initial parameters of the cable insulation, measuring voltage, as well as the parameters of the quantizer 5, the required measurement accuracy. At the initial stages of cable operation, when the voltage drops over time are still very small, the voltage drop in the DCFL 4 coming from the MF I / O is digitized in the quantizer 5. While the resulting voltage from the output of the UPSL 4 is in the range of the quantizer 5, in UU 1 it is recalculated its equivalent insulation resistance value. If the resulting voltage from the output UPDS 4 does not fall into the range of operation of the quantizer 5 in the CU 1 produce switching insulation resistance drop range ΔR n, decreasing K usn and supplied command to the second input UPDS 4 for the corresponding change Y n, reducing the resulting voltage on UDS output 4. The process is repeated until an acceptable result is obtained, until the resulting voltage falls into the range of the quantizer 5. In the case of obtaining a high insulation resistance value by the resulting voltage eniyu W 1 via the third output delivers the command to the unit measuring the voltage control to increase the measuring voltage UPIN 2 via its second input. Larger up to the maximum possible measurement voltage (U MOD max) through the same measuring R MF through the I / O is fed to the cable. Next, the process of measuring and calculating the cable insulation is performed again, as described above - via MF I / O, USPI 3, UDS 4, quantizer 5. The final value of the insulation resistance at time t (R of t ) is calculated with a given accuracy according to the established K usn , ΔRn, measuring voltage, as well as the measured value of the voltage drop. R from t pass through the input / output of the CU 1 to the information input / output of the UMSK for transmission to an external device (consumer). The transmission is made, for example, by modifying the readable values of the ModBus RTU registers.

Таким образом, для корректной оцифровки постепенно увеличивающегося падения напряжения при ухудшении состояния изоляции кабеля на высоких сопротивлениях, постепенно переходят к соответствующим диапазонам измеряемых сопротивлений ΔRn в УУ 1, понижая Кусn корректируя соответственно Уn для уменьшения значения Uизм, которое могут изменять плавно - например, для каждого из определенных ΔRn, либо дискретно - нескольким последовательным ΔRn соответствует Uизм m (1<m<M, M<N, Uизм max=Uизм М).Thus, for correct digitization gradually increasing voltage drop when the deterioration of the cable insulation at high resistances gradually pass to respective ranges of the measured resistance ΔR n in W 1 and decreasing K usn adjusting respectively Y n to decrease the value U rev, which can change smoothly - for example, for each of the defined ΔRn, either discretely - ΔRn corresponds to several successive U rev m (1 <m <M, M <N , U max = U MOD MOD M).

При больших падениях напряжения, аналогично переходят к соответствующему диапазону измеряемых сопротивлений ΔRn для корректной оцифровки в квантователе 5 и повышения точности измерений. При этом в УУ 1 изменяют увеличивая Кусn для выбора в УПДС 4 Уn, увеличивая значение остаточного напряжения, далее оцифровывают результирующее напряжение и при необходимости уменьшают Uизмm.For large voltage drops, similarly go to the appropriate range of measured resistances ΔR n for correct digitization in the quantizer 5 and increase the accuracy of measurements. At the same time, in VU 1, it is changed by increasing K usn for selection in SPS 4 U n , increasing the value of the residual voltage, then the resulting voltage is digitized and, if necessary, U u is reduced .

После изменения Uизмm производят процесс замера и вычисления изоляции кабеля вновь, как описано выше. Итоговые вычисленные с заданной точностью значения сопротивления изоляции передают на информационный вход/выход УМСК для передачи потребителю.After a change in Um , a measurement and calculation of the cable insulation is performed again, as described above. The final insulation resistance values calculated with a given accuracy are transmitted to the information input / output of the UMSK for transmission to the consumer.

Существует возможность калибровки передаточной характеристики измерительных трактов УМСК на месте установки. Такая необходимость возникает, когда с течением времени происходит старение радиоэлементов, ведущих к появлению ошибок в процессе передачи аналогового сигнала до квантователя. Для запуска калибровочного режима МФ Вх/Вых УМСК отключают от линии связи и запускают режим калибровки. В этом режиме по командам УУ 1 через УК 7, в котором установлен набор калибровочных сопротивлений изоляции, производят последовательное подключение этих эталонных значений сопротивлений к МФ Вх/Вых (к блоку подачи измерительного напряжения). Процесс измерения сопротивлений аналогичен процессу замера изоляции кабеля. После завершения процесса УУ 1 производит коррекцию коэффициентов передачи аналогового тракта (калибровочных коэффициентов) Кусn для пересчета изоляции, по которым устанавливают Уn в УПДС 4 и на различных диапазонах сопротивления изоляции ΔRn.It is possible to calibrate the transfer characteristic of the measuring paths of the UMSK at the installation site. Such a need arises when over the course of time the aging of radio elements occurs, leading to errors in the process of transmitting the analog signal to the quantizer. To start the calibration mode MF I / O, the UMSK is disconnected from the communication line and the calibration mode is started. In this mode, according to commands of CU 1 via CC 7, in which a set of calibration insulation resistances is installed, they are connected in series to these reference resistance values to the MF I / O (to the unit for supplying the measuring voltage). The process of measuring the resistance is similar to the process of measuring cable insulation. After the completion of the process, the VU 1 performs correction of the transfer coefficients of the analog path (calibration coefficients) K usn to recalculate the insulation, according to which Y n is installed in ATDS 4 and on different insulation resistance ranges ΔRn.

Несмотря на то, что технические решения показаны и описаны со ссылкой на их конкретные варианты осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны без отступления от сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.Although the technical solutions are shown and described with reference to their specific embodiments, those skilled in the art should understand that various changes in form and content can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Например, Квантователь 5 может быть встроен в УУ 1 либо может быть выполнен в виде отдельного устройства. Скорость оцифровывания сигнала при этом значительно выше, но возрастает и стоимость, что не всегда оправдано и востребовано.For example, Quantizer 5 can be built into the CU 1 or can be implemented as a separate device. The digitization rate of the signal is much higher, but the cost increases, which is not always justified and claimed.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении устройства мониторинга состояния кабеля за счет УПДС 4 и УРИН 6, позволяющих проводить во времени корректировку остаточного напряжения при различных сопротивлениях изоляции и измеряемого напряжения обеспечивают возможность расчета сопротивления изоляции кабеля с заданной точностью и оценки потребителем состояния кабеля на всем протяжении его эксплуатации.Thus, in the proposed technical solution, the device monitors the state of the cable due to UDS-4 and URIN-6, which allow time correction of the residual voltage at different insulation resistances and the measured voltage provide the ability to calculate the insulation resistance of the cable with a given accuracy and the consumer's assessment of the cable condition its operation.

Claims (2)

1. Устройство мониторинга состояния кабеля (УМСК), выполненное с возможностью подачи необходимого напряжения питания на все элементы, требующие питания, содержащее устройство управления (УУ), к первому выходу которого подключен первый вход устройства подачи измерительного напряжения (УПИН), выход которого подключен к многофункциональному входу/выходу УМСК, к которому подключен вход устройства снятия первичной информации (УСПИ), и квантователь, выход которого подключен к входу УУ, вход/выход УУ является информационным входом/выходом УМСК, отличающееся тем, что УМСК дополнительно содержит устройство переключения диапазона сопротивлений (УПДС), первый вход которого подключен к выходу УСПИ, второй вход - к второму выходу УУ, а выход - к входу квантователя, и устройство регулировки измерительного напряжения (УРИН), вход которого подключен к третьему выходу УУ, а выход - к второму входу УПИН.1. A cable condition monitoring device (UMSK), configured to supply the required supply voltage to all elements requiring power, containing a control device (CU), to the first output of which the first input of the measuring voltage supply device (UPIN) is connected, the output of which is connected to the multifunctional input / output of the UMSK, to which the input of the device for removing the primary information (USPI) is connected, and the quantizer, the output of which is connected to the input of the CU, the input / output of the CU is the information input / output of the UMSK, wherein the UMSK additionally contains a resistance range switching device (UDS), the first input of which is connected to the USPI output, the second input to the second output of the UU, and the output to the input of the quantizer, and the measuring voltage adjustment device (URIN) whose input is connected to the third output of the control unit, and the output to the second input of the UPIN. 2. Устройство мониторинга состояния кабеля по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит калибровочное устройство (УК), вход которого подключен к четвертому выходу УУ, а выход - к многофункциональному входу/выходу УМСК.2. A device for monitoring the state of the cable according to claim 1, characterized in that it further comprises a calibration device (CC), the input of which is connected to the fourth output of the control unit and the output to the multifunctional input / output of the UMSK.
RU2018120614A 2018-06-04 2018-06-04 Cable condition monitoring device RU2690515C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120614A RU2690515C1 (en) 2018-06-04 2018-06-04 Cable condition monitoring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120614A RU2690515C1 (en) 2018-06-04 2018-06-04 Cable condition monitoring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690515C1 true RU2690515C1 (en) 2019-06-04

Family

ID=67037396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120614A RU2690515C1 (en) 2018-06-04 2018-06-04 Cable condition monitoring device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690515C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5631570A (en) * 1995-05-09 1997-05-20 Hubbell Incorporated Protective grounding jumper cable tester and testing method
RU19420U1 (en) * 2001-05-18 2001-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Связьприбор" DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS AND DETERMINING THE PLACE OF DAMAGE TO CABLE LINES
RU2245557C1 (en) * 2003-07-14 2005-01-27 Шустров Владимир Александрович Method and device for resistance measurements
RU2510033C2 (en) * 2012-06-21 2014-03-20 Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" Device for continuous monitoring of cable insulation resistance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5631570A (en) * 1995-05-09 1997-05-20 Hubbell Incorporated Protective grounding jumper cable tester and testing method
US5684408A (en) * 1995-05-09 1997-11-04 Hubbell Incorporated Protective grounding jumper cable testing method
RU19420U1 (en) * 2001-05-18 2001-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Связьприбор" DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS AND DETERMINING THE PLACE OF DAMAGE TO CABLE LINES
RU2245557C1 (en) * 2003-07-14 2005-01-27 Шустров Владимир Александрович Method and device for resistance measurements
RU2510033C2 (en) * 2012-06-21 2014-03-20 Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" Device for continuous monitoring of cable insulation resistance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2565349C2 (en) Sensor of partial discharges for online testing device of hv insulation
CN110726877B (en) Method and apparatus for determining a division of total insulation resistance and total system leakage capacitance
RU2422964C1 (en) Device of electric circuits current protection against single-phase ground faults (versions)
US10078105B2 (en) Electrical system with arc fault detection
EP2985666B1 (en) On-line status diagnosis device and on-line status diagnosis method for electric power utilities
EA022682B1 (en) Evaluating noise and excess current on a power line
CA3000879C (en) Improvements in or relating to direct current distance protection controllers
US10305424B2 (en) Solar photovoltaic system inspection method and inspection apparatus
EP3132514A1 (en) Transformer parameter estimation using terminal measurements
US20210063447A1 (en) Method for Validating Voltage Measurements in a Digital-Electricity Transmission System
CN103370632B (en) Method and apparatus for detecting earth fault
RU2690515C1 (en) Cable condition monitoring device
CN111044792A (en) High-voltage cable dielectric loss live detection system and method
US11245409B2 (en) Systems and methods for removing low frequency offset components from a digital data stream
JP2022505739A (en) State analysis of electrical operating means
JP2012193975A (en) Electric apparatus insulation diagnostic device
EP2130277B1 (en) Circuit and method for compensating capacitive earth currents in networks
JP2013253804A (en) Calibrating device
US11817875B2 (en) Systems and methods for removing low frequency offset components from a digital data stream
KR102167770B1 (en) Diagnostic System for Insulation Deterioration of Stator Inter-turn winding by Analyzing SFRA Signals
Polyakov et al. Power transmission lines monitoring system
KR100275571B1 (en) Method for correcting error of digital electronic relay
RU2700809C1 (en) Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines
RU2422966C1 (en) Method to monitor insulation resource
CN115769093A (en) Test system for testing electrical equipment and main equipment and auxiliary equipment thereof