RU2791871C1

RU2791871C1 - Installation for simulation of damages in cable lines

Info

Publication number: RU2791871C1
Application number: RU2022131405A
Authority: RU
Inventors: Илья Викторович Королев; Анастасия Михайловна Боровкова; Олег Александрович Локтионов
Filing date: 2022-12-01
Publication date: 2023-03-14

Abstract

FIELD: electrical engineering and power.

SUBSTANCE: simulating damage in cable lines. Installation for simulation of damages in cable lines consists of control element (2) made of a circuit breaker of network element (3) and mode selection element (4) connected in series, and power circuit (6). The control element is equipped with an indication panel, and power circuit (6) includes a parallel-connected insulation test circuit (7), burning circuit (8) and acoustic search circuit (9), the outputs of which are connected to indication panel (5) of control element (2). The circuit breaker of network element (2) is connected to an adjustable laboratory autotransformer (10), which is connected through a step-up transformer (4) to power circuit (6).

EFFECT: increase in the functionality of the device.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, а именно к кабельным сетям, и может быть использовано при имитации повреждений в кабельных линиях.The invention relates to the field of energy, namely to cable networks, and can be used to simulate damage in cable lines.

Известен тренажер-имитатор кабельных линий связи, который состоит из корпуса с размещенными в нем катушками с проводом, концы которых распаяны на соединительные контакты станционной и линейной стороны. Между линиями, имитирующими жилы кабельных линий связи, припаяны переменные резисторы. Между линиями, имитирующими жилы кабельных линий связи, и линией, имитирующей экран, припаяны подстроенные конденсаторы [Патент на полезную модель RU201620, МПК G09B 23/18, Н04В 3/40, опубл. 25.08.2020 г.]Known trainer-simulator of cable lines, which consists of a housing placed in it coils of wire, the ends of which are soldered to the connecting contacts of the station and the linear side. Variable resistors are soldered between the lines imitating the cores of cable communication lines. Adjusted capacitors are soldered between the lines simulating the cores of cable communication lines and the line simulating the screen [Utility model patent RU201620, IPC G09B 23/18, H04B 3/40, publ. 08/25/2020]

Недостатком данного технического решения является его низкая сложность конструкции и эксплуатации.The disadvantage of this technical solution is its low complexity of design and operation.

Известно устройство для обучения методам определения повреждения кабельных связей, которое имеет блоки имитации неисправностей, первые выводы которых соединены с одними из выводов сопротивлений жил, при этом вторые выводы блоков имитации неисправностей подключены к контактам соответствующих переключателей имитации удаленности места и вида обрыва кабеля [SU1187200, МПК G09B 23/18, опубл. 23.10.1985 г.].A device is known for teaching methods for determining damage to cable connections, which has blocks of fault simulation, the first conclusions of which are connected to one of the terminals of the resistance of the wires, while the second conclusions of the fault simulation blocks are connected to the contacts of the corresponding switches for simulating the remoteness of the place and type of cable break [SU1187200, IPC G09B 23/18, publ. October 23, 1985].

Недостатком данного технического решения является сложность конструкции и эксплуатации, а также низкая функциональность, т.к. нет возможности имитации других режимов - процесса испытания высоковольтного кабеля повышенным напряжением и процесса прожига дефектного кабеля.The disadvantage of this technical solution is the complexity of design and operation, as well as low functionality, because there is no possibility of simulating other modes - the process of testing a high-voltage cable with increased voltage and the process of burning a defective cable.

Технической задачей изобретения является расширение арсенала технических средств, используемых для имитации повреждений в кабельных линиях.The technical objective of the invention is to expand the arsenal of technical means used to simulate damage in cable lines.

Техническим результатом изобретения является повышение функциональности устройства.The technical result of the invention is to increase the functionality of the device.

Это достигается тем, что установка для моделирования повреждений в кабельных линиях, содержащая блок управления, выполненный из последовательно включенных элемента сетевого и элемента выбора режима, и силовой блок, согласно изобретению блок управления снабжен панелью индикации, а силовой блок включает в себя параллельно подключенные модуль испытания изоляции, модуль прожига и модуль акустического поиска, выходы которых соединены с панелью индикации блока управления, выход элемента сетевого блока управления, свободный от подключения к элементу выбора режима, соединен с регулируемым автотрансформатор, который подключен через повышающий трансформатор к силовому блоку, модуль испытания изоляции выполнен в виде включенных последовательно первого конденсатора, первого и второго диодов, первого резистора, первого разрядника и второго резистора, первый конденсатор выводом, свободным от подключения к первому диоду, подключен к узлу соединения силового блока с началом обмотки повышающего трансформатора, а второй резистор выводом свободным от подключения к первому разряднику подключен к узлу соединения силового блока с концом обмотки повышающего трансформатора, третий и четвертый диоды включены последовательно друг с другом, при этом третий диод подключен к узлу, образуемому точкой соединения второго резистора и первого разрядника, а четвертый диод к узлу, образованному точкой соединения первого конденсатора и первого диода, второй конденсатор включен параллельно первой ветви, образованной третьим и четвертым диодами, также параллельно ветви, образованной третьим и четвертым диодами, включены вторая ветвь, которая представляет собой соединенные последовательно третий резистор и первый ключ, и третья ветвь из соединенных последовательно четвертого и пятого резисторов, при этом первые точки подключения второго конденсатора и второй и третьей ветвей расположены между вторым диодом и первым резистором, а вторые точки подключения второго конденсатора и второй и третьей ветвей расположены между узлом подключения третьего диода к точке соединения второго резистора и первого разрядника и первым разрядником, модуль прожига выполнен в виде включенных последовательно третьего конденсатора, пятого и шестого диодов, шестого резистора, второго разрядника и седьмого резистора, третий конденсатор выводом, свободным от подключения к пятому диоду, подключен к узлу соединения силового блока с началом обмотки повышающего трансформатора, а седьмой резистор выводом свободным от подключения к второму разряднику подключен к узлу соединения силового блока с концом обмотки повышающего трансформатора, седьмой и восьмой диоды включены последовательно друг с другом, при этом седьмой диод подключен к узлу, образуемому точкой соединения седьмого резистора и второго разрядника, а восьмой диод к узлу, образованному точкой соединения третьего конденсатора и пятого диода, четвертый конденсатор включен параллельно четвертой ветви, образованной седьмым и восьмым диодами, также параллельно четвертой ветви включена пятая ветвь, которая представляет собой соединенные последовательно восьмой и девятый резисторы, при этом первые точки подключения четвертого конденсатора и пятой ветви расположены между шестым диодом и шестым резистором, а вторые точки подключения четвертого конденсатора и пятой ветви расположены между узлом подключения седьмого диода к точке соединения седьмого резистора и второго разрядника и вторым разрядником, модуль акустического поиска выполнен в виде включенных последовательно пятого конденсатора, девятого и десятого диодов, второго ключа, третьего разрядника и десятого резистора, пятый конденсатор выводом, свободным от подключения к девятому диоду, подключен к узлу соединения силового блока с началом обмотки повышающего трансформатора, а десятый резистор выводом свободным от подключения к третьему разряднику подключен к узлу соединения силового блока с концом обмотки повышающего трансформатора, одиннадцатый и двенадцатый диоды включены последовательно друг с другом и образую шестую ветвь, при этом одиннадцатый диод подключен к узлу, образуемому точкой соединения десятого резистора и третьего разрядника, а двенадцатый диод к узлу, образованному точкой соединения пятого конденсатора и девятого диода, шестой конденсатор включен параллельно шестой ветви, образованной одиннадцатым и двенадцатым диодами, также параллельно шестой ветви включена седьмая ветвь, которая представляет собой соединенные последовательно одиннадцатый резистор и третий ключ, при этом первые точки подключения шестого конденсатора и седьмой ветви расположены между десятым диодом и вторым ключом, а вторые точки подключения шестого конденсатора и седьмой ветви расположены между узлом подключения одиннадцатого диода к точке соединения десятого резистора и третьего разрядника и третьим разрядником.This is achieved by the fact that the installation for simulating faults in cable lines, containing a control unit made of a network element connected in series and a mode selection element, and a power unit, according to the invention, the control unit is equipped with an indication panel, and the power unit includes a test module connected in parallel isolation module, burning module and acoustic search module, the outputs of which are connected to the display panel of the control unit, the output of the network control unit element, free from connection to the mode selection element, is connected to an adjustable autotransformer, which is connected through a step-up transformer to the power unit, the insulation test module is completed in the form of the first capacitor, the first and second diodes, the first resistor, the first spark gap and the second resistor connected in series, the first capacitor is connected to the connection node of the power unit with the start of the step-up transformer winding with a terminal free from connection to the first diode. rmator, and the second resistor with a lead free from connection to the first spark gap is connected to the connection node of the power unit with the end of the winding of the step-up transformer, the third and fourth diodes are connected in series with each other, while the third diode is connected to the node formed by the connection point of the second resistor and the first spark gap , and the fourth diode to the node formed by the connection point of the first capacitor and the first diode, the second capacitor is connected in parallel with the first branch formed by the third and fourth diodes, and in parallel with the branch formed by the third and fourth diodes, the second branch is connected, which is a third resistor connected in series and the first switch and the third branch of the fourth and fifth resistors connected in series, while the first connection points of the second capacitor and the second and third branches are located between the second diode and the first resistor, and the second connection points of the second capacitor and the second and third branches are located are laid between the third diode connection point to the connection point of the second resistor and the first spark gap and the first spark gap, the burning module is made in the form of the third capacitor connected in series, the fifth and sixth diodes, the sixth resistor, the second spark gap and the seventh resistor, the third capacitor with a terminal free from connection to the fifth diode is connected to the connection node of the power unit with the beginning of the winding of the step-up transformer, and the seventh resistor, with its output free from connection to the second spark gap, is connected to the connection node of the power unit with the end of the winding of the step-up transformer, the seventh and eighth diodes are connected in series with each other, while the seventh the diode is connected to the node formed by the connection point of the seventh resistor and the second arrester, and the eighth diode to the node formed by the connection point of the third capacitor and the fifth diode, the fourth capacitor is connected in parallel to the fourth branch formed by the seventh and eighth diodes, also in parallel to the fourth The fifth branch includes the fifth branch, which is the eighth and ninth resistors connected in series, while the first connection points of the fourth capacitor and the fifth branch are located between the sixth diode and the sixth resistor, and the second connection points of the fourth capacitor and the fifth branch are located between the connection node of the seventh diode to the connection point of the seventh resistor and the second spark gap and the second spark gap, the acoustic search module is made in the form of the fifth capacitor connected in series, the ninth and tenth diodes, the second switch, the third spark gap and the tenth resistor, the fifth capacitor is connected to the node with a terminal that is free from connection to the ninth diode connection of the power unit with the beginning of the winding of the step-up transformer, and the tenth resistor with the output free from connection to the third arrester is connected to the connection node of the power unit with the end of the winding of the step-up transformer, the eleventh and twelfth diodes are connected in series to each other with a friend and form the sixth branch, while the eleventh diode is connected to the node formed by the connection point of the tenth resistor and the third arrester, and the twelfth diode to the node formed by the connection point of the fifth capacitor and the ninth diode, the sixth capacitor is connected in parallel to the sixth branch formed by the eleventh and twelfth diodes, the seventh branch is also connected in parallel with the sixth branch, which is the eleventh resistor and the third key connected in series, while the first connection points of the sixth capacitor and the seventh branch are located between the tenth diode and the second key, and the second connection points of the sixth capacitor and the seventh branch are located between the connection node of the eleventh diode to the connection point of the tenth resistor and the third spark gap and the third spark gap.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема установки для моделирования повреждений в кабельных линиях и приняты следующие обозначения:The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a block diagram of the installation for modeling faults in cable lines and the following designations are accepted:

1 - питающая сеть,1 - supply network,

2 - блок управления,2 - control unit,

3 - элемент сетевой,3 - network element,

4 - элемент выбора режима,4 - mode selection element,

5 - панель индикации,5 - display panel,

6 - силовой блок6 - power block

7 - модуль испытания изоляции,7 - insulation test module,

8 - модуль прожига,8 - burning module,

9 - модуль акустического поиска,9 - acoustic search module,

10 - регулируемый автотрансформатор10 - adjustable autotransformer

11 - повышающий трансформатор.11 - step-up transformer.

На фиг. 2 - схема модуля испытания изоляции, где приняты следующие обозначения:In FIG. 2 - diagram of the insulation test module, where the following designations are accepted:

10 - регулируемый автотрансформатор,10 - adjustable autotransformer,

11 - повышающий трансформатор,11 - step-up transformer,

12,13 - конденсаторы,12.13 - capacitors,

14-17 - диоды,14-17 - diodes,

18-22 - резисторы,18-22 - resistors,

23 - разрядник23 - discharger

24 - ключ24 - key

На фиг. 3 схема модуля прожига, где приняты следующие обозначения:In FIG. 3 diagram of the burning module, where the following designations are accepted:

11 - повышающий трансформатор,11 - step-up transformer,

25, 26 - конденсаторы,25, 26 - capacitors,

27-30 - диоды,27-30 - diodes,

31-34 - резисторы,31-34 - resistors,

35 - разрядник.35 - discharger.

На фиг. 4 схема модуля акустического поиска, где приняты следующие обозначения:In FIG. 4 diagram of the acoustic search module, where the following designations are accepted:

11 - повышающий трансформатор,11 - step-up transformer,

36, 37 - конденсаторы,36, 37 - capacitors,

38-41 - диоды,38-41 - diodes,

42, 43 - резисторы,42, 43 - resistors,

44 - разрядник,44 - arrester,

45 - ключ,45 - key,

46 - ключ.46 - key.

Блок-схема установки для моделирования повреждений в кабельных линиях (см. фиг. 1) состоит из двух основных блоков, соединенных последовательно: блока управления 2 и силового блока 6.The block diagram of the installation for modeling faults in cable lines (see Fig. 1) consists of two main blocks connected in series: control unit 2 and power unit 6.

Блок управления 2 соединяется с питающей сетью 1 и выполнен из последовательно включенных элемента сетевого 3 и элемента выбора режима 4, а также панели индикации 5. Силовой блок 6 включает в себя параллельно подключенные модуль испытания изоляции 7, модуль прожига 8 и модуль акустического поиска 9, выходы которых соединены с панелью индикации 5 блока управления 2. Выход элемента сетевого 3 блока управления 2, свободный от подключения к элементу выбора режима 4, соединен с регулируемый автотрансформатор 10, который подключен через повышающий трансформатор 11 к силовому блоку 6.The control unit 2 is connected to the power supply network 1 and is made of a network element 3 and a mode selection element 4 connected in series, as well as an indication panel 5. The power unit 6 includes an insulation test module 7 connected in parallel, a burning module 8 and an acoustic search module 9, the outputs of which are connected to the display panel 5 of the control unit 2. The output of the network element 3 of the control unit 2, free from connection to the mode selection element 4, is connected to an adjustable autotransformer 10, which is connected through a step-up transformer 11 to the power unit 6.

Модуль испытания изоляции 7 выполнен в виде включенных последовательно первого конденсатора 12, первого 16 и второго 17 диодов, первого резистора 21, первого разрядника 23 и второго резистора 18. Первый конденсатор 12 выводом, свободным от подключения к первому диоду 16, подключен к узлу соединения силового блока 6 с началом обмотки повышающего трансформатора 11, а второй резистор 18 выводом свободным от подключения к первому разряднику 23 подключен к узлу соединения силового блока 6 с концом обмотки повышающего трансформатора 11. Третий 14 и четвертый 15 диоды включены последовательно друг с другом, при этом третий диод 14 подключен к узлу, образуемому точкой соединения второго резистора 18 и первого разрядника 23, а четвертый диод 15 к узлу, образованному точкой соединения первого конденсатора 12 и первого диода 16. Второй конденсатор 13 включен параллельно первой ветви, образованной третьим 14 и четвертым 15 диодами. Также параллельно ветви, образованной третьим 14 и четвертым 15 диодами, включены вторая ветвь, которая представляет собой соединенные последовательно третий резистор 22 и первый ключ 24, и третья ветвь из соединенных последовательно четвертого 20 и пятого 19 резисторов. При этом первые точки подключения второго конденсатора 13 и второй и третьей ветвей расположены между вторым диодом 17 и первым резистором 21, а вторые точки подключения второго конденсатора 13 и второй и третьей ветвей расположены между узлом подключения третьего диода 14 к точке соединения второго резистора 18 и первого разрядника 23 и первым разрядником 23 (см. фиг. 2).The insulation test module 7 is made in the form of the first capacitor 12, the first 16 and the second 17 diodes, the first resistor 21, the first spark gap 23 and the second resistor 18 connected in series. block 6 with the beginning of the winding of the step-up transformer 11, and the second resistor 18 with the output free from connection to the first spark gap 23 is connected to the connection node of the power block 6 with the end of the winding of the step-up transformer 11. The third 14 and fourth 15 diodes are connected in series with each other, while the third the diode 14 is connected to the node formed by the connection point of the second resistor 18 and the first arrester 23, and the fourth diode 15 to the node formed by the connection point of the first capacitor 12 and the first diode 16. The second capacitor 13 is connected in parallel to the first branch formed by the third 14 and fourth 15 diodes . Also parallel to the branch formed by the third 14 and fourth 15 diodes, the second branch is connected, which is the third resistor 22 and the first key 24 connected in series, and the third branch of the fourth 20 and fifth 19 resistors connected in series. In this case, the first connection points of the second capacitor 13 and the second and third branches are located between the second diode 17 and the first resistor 21, and the second connection points of the second capacitor 13 and the second and third branches are located between the connection point of the third diode 14 to the connection point of the second resistor 18 and the first spark gap 23 and the first spark gap 23 (see Fig. 2).

Модуль прожига 8 выполнен в виде включенных последовательно третьего конденсатора 25, пятого 29 и шестого 30 диодов, шестого резистора 34, второго разрядника 35 и седьмого резистора 31. Третий конденсатор 25 выводом, свободным от подключения к пятому диоду 29, подключен к узлу соединения силового блока 6 с началом обмотки повышающего трансформатора 11, а седьмой резистор 31 выводом свободным от подключения к второму разряднику 35 подключен к узлу соединения силового блока 6 с концом обмотки повышающего трансформатора 11. Седьмой 27 и восьмой 28 диоды включены последовательно друг с другом, при этом седьмой диод 27 подключен к узлу, образуемому точкой соединения резистора седьмого 31 и второго разрядника 35, а восьмой диод 28 к узлу, образованному точкой соединения третьего конденсатора 25 и пятого диода 29. Четвертый конденсатор 26 включен параллельно четвертой ветви, образованной седьмым 27 и восьмым 28 диодами. Также параллельно четвертой ветви включена пятая ветвь, которая представляет собой соединенные последовательно восьмой 33 и девятый 32 резисторы. При этом первые точки подключения четвертого конденсатора 26 и пятой ветви расположены между шестым диодом 30 и шестым резистором 34, а вторые точки подключения четвертого конденсатора 26 и пятой ветви расположены между узлом подключения седьмого диода 27 к точке соединения седьмого резистора 31 и второго разрядника 35 и вторым разрядником 35 (см. фиг. 3).The burning module 8 is made in the form of the third capacitor 25, the fifth 29 and the sixth 30 diodes, the sixth resistor 34, the second arrester 35 and the seventh resistor 31 connected in series. 6 with the beginning of the winding of the step-up transformer 11, and the seventh resistor 31 with the output free from connection to the second spark gap 35 is connected to the connection node of the power unit 6 with the end of the winding of the step-up transformer 11. The seventh 27 and eighth 28 diodes are connected in series with each other, while the seventh diode 27 is connected to the node formed by the connection point of the seventh resistor 31 and the second spark gap 35, and the eighth diode 28 to the node formed by the connection point of the third capacitor 25 and the fifth diode 29. The fourth capacitor 26 is connected in parallel to the fourth branch formed by the seventh 27 and eighth 28 diodes. Also parallel to the fourth branch included the fifth branch, which is connected in series eighth 33 and ninth 32 resistors. In this case, the first connection points of the fourth capacitor 26 and the fifth branch are located between the sixth diode 30 and the sixth resistor 34, and the second connection points of the fourth capacitor 26 and the fifth branch are located between the connection point of the seventh diode 27 to the connection point of the seventh resistor 31 and the second arrester 35 and the second spark gap 35 (see Fig. 3).

Модуль акустического поиска 9 выполнен в виде включенных последовательно пятого конденсатора 36, девятого 40 и десятого 41 диодов, второго ключа 45, третьего разрядника 44 и десятого резистора 42. Пятый конденсатор 36 выводом, свободным от подключения к девятому диоду 40, подключен к узлу соединения силового блока 6 с началом обмотки повышающего трансформатора 11, а десятый резистор 42 выводом свободным от подключения к третьему разряднику 44 подключен к узлу соединения силового блока 6 с концом обмотки повышающего трансформатора 11. Одиннадцатый 38 и двенадцатый 39 диоды включены последовательно друг с другом и образую шестую ветвь, при этом одиннадцатый диод 38 подключен к узлу, образуемому точкой соединения десятого резистора 42 и третьего разрядника 44, а двенадцатый диод 39 к узлу, образованному точкой соединения пятого конденсатора 36 и девятого диода 40. Шестой конденсатор 37 включен параллельно шестой ветви, образованной одиннадцатым 38 и двенадцатым 39 диодами. Также параллельно шестой ветви включена седьмая ветвь, которая представляет собой соединенные последовательно одиннадцатый резистор 43 и третий ключ 46. При этом первые точки подключения шестого конденсатора 37 и седьмой ветви расположены между десятым диодом 41 и вторым ключом 45, а вторые точки подключения шестого конденсатора 37 и седьмой ветви расположены между узлом подключения одиннадцатого диода 38 к точке соединения десятого резистора 42 и третьего разрядника 44 и третьим разрядником 44 (см. фиг. 4).The acoustic search module 9 is made in the form of the fifth capacitor 36, the ninth 40 and tenth 41 diodes, the second key 45, the third arrester 44 and the tenth resistor 42 connected in series. block 6 with the beginning of the winding of the step-up transformer 11, and the tenth resistor 42 with the output free from connection to the third spark gap 44 is connected to the connection node of the power block 6 with the end of the winding of the step-up transformer 11. The eleventh 38 and twelfth 39 diodes are connected in series with each other and form the sixth branch , while the eleventh diode 38 is connected to the node formed by the connection point of the tenth resistor 42 and the third arrester 44, and the twelfth diode 39 to the node formed by the connection point of the fifth capacitor 36 and the ninth diode 40. The sixth capacitor 37 is connected in parallel with the sixth branch formed by the eleventh 38 and the twelfth 39 diodes. Also, the sixth branch is connected in parallel with the seventh branch, which is the eleventh resistor 43 and the third key 46 connected in series. In this case, the first connection points of the sixth capacitor 37 and the seventh branch are located between the tenth diode 41 and the second key 45, and the second connection points of the sixth capacitor 37 and the seventh branch is located between the connection point of the eleventh diode 38 to the connection point of the tenth resistor 42 and the third spark gap 44 and the third spark gap 44 (see Fig. 4).

Установка для моделирования повреждений в кабельных линиях работает следующим образом.Installation for simulation of damages in cable lines works as follows.

Блок управления 2 подключается к питающей сети 1, включается автоматический выключатель элемента сетевого 3, что сопровождает включение установки, о чем свидетельствует включение светового индикатора на панели индикации 5. При этом напряжение из питающей сети 1 поступает на регулируемый автотрансформатор 10. В свою очередь, напряжение с регулируемого автотрансформатора 10 подается на повышающий трансформатор 11. Панель индикации 5 служит также для снятия показаний силы тока на амперметре и напряжения на вольтметре. Элементом выбора режима 4 осуществляется переключение модулей 7-9 галетным переключателем, а также контакторами. Плавно поворачивая ручку регулируемого автотрансформатора 10, получают регулируемое напряжение. Повышая напряжение посредством повышающего трансформатора 11 от нулевой отметки, происходит заряд конденсаторов 12-13, 25-26 и 36-37 в соответствующих модулях 7-9 по схеме удвоения напряжения. Далее, в зависимости от выбранной схемы, происходит следующее.The control unit 2 is connected to the supply network 1, the circuit breaker of the network element 3 is turned on, which accompanies the unit is turned on, as evidenced by the inclusion of a light indicator on the display panel 5. In this case, the voltage from the supply network 1 is supplied to the adjustable autotransformer 10. In turn, the voltage from an adjustable autotransformer 10 is fed to a step-up transformer 11. The display panel 5 also serves to take current readings on an ammeter and voltage on a voltmeter. The mode selection element 4 switches modules 7-9 with a jack switch, as well as contactors. By smoothly turning the knob of the adjustable autotransformer 10, an adjustable voltage is obtained. By increasing the voltage through the step-up transformer 11 from zero, the capacitors 12-13, 25-26 and 36-37 are charged in the respective modules 7-9 according to the voltage doubling scheme. Further, depending on the chosen scheme, the following happens.

Модуль испытания изоляции 7 используют для имитации пробоя изоляции кабеля (фиг. 2). В данном режиме установка имитирует процесс испытания высоковольтного кабеля повышенным напряжением. Испытуемый кабель имитируется разрядником 23, который представляет собой два сведенных друг к другу электрода.The insulation test module 7 is used to simulate cable insulation breakdown (FIG. 2). In this mode, the unit simulates the process of testing a high-voltage cable with increased voltage. The cable under test is imitated by arrester 23, which is two electrodes brought together.

С началом моделирования процесса испытания изоляции от регулируемого автотрансформатора 10, который имеет возможность регулировки напряжения, напряжение подается на повышающий трансформатор 11, который не имеет гальваническую связь с питающей электросетью 1. Величина выходного напряжения с повышающего трансформатора не превышает 350 В действующего напряжения. Следующим этапом является процесс зарядки конденсатора, выполненный по схеме удвоителя напряжения, удвоителями являются 2 пары диодов 14, 15 и 16, 17. В первый полупериод, когда пара диодов 14 и 15 открыты, а 16 и 17 закрыты, происходит заряд конденсатора 12. В следующий полу период, когда пара диодов 16 и 17 открыты, а 14 и 15 закрыты, заряд конденсатора 12 передается в конденсатор 13 и, таким образом, конденсатор 13 заряжается удвоенным напряжением. В результате на выходе удвоителя возникает удвоенное амплитудное значение выходного напряжения с повышающего трансформатора 11, которое не превышает 1000 В. Резистор 21 служит для ограничения тока, так как при пробое кратковременно возникает короткое замыкание, которое попадает на питающую схему. Резистор 18 служит также для ограничения тока и для его измерения. Резисторы 19 и 20 представляют собой измерительный делитель служащий для измерения напряжения. Напряжение от повышающего трансформатора 11 плавно повышается от нулевой отметки до установленной величины. Если при удержании кабеля под напряжением в течении 10 минут не произойдет пробой, то плавно понижается напряжение до нулевой отметки, конденсаторы 12 и 13 разряжаются на резистор 22. После чего электроды разрядника 23 сводятся ближе и испытание повторяется. Если за установленное время произойдет пробой кабеля, то сработает защита испытательной установки, и будет зафиксирована неисправность в кабеле, конденсаторы 12 и 13 разряжаются на резистор 22.With the beginning of the simulation of the insulation test process from the adjustable autotransformer 10, which has the ability to adjust the voltage, the voltage is applied to the step-up transformer 11, which does not have a galvanic connection with the supply network 1. The output voltage from the step-up transformer does not exceed 350 V of the effective voltage. The next step is the process of charging the capacitor, performed according to the voltage doubler circuit, the doublers are 2 pairs of diodes 14, 15 and 16, 17. In the first half-cycle, when a pair of diodes 14 and 15 are open, and 16 and 17 are closed, capacitor 12 is charged. the next half period, when a pair of diodes 16 and 17 are open, and 14 and 15 are closed, the charge of the capacitor 12 is transferred to the capacitor 13 and, thus, the capacitor 13 is charged with a double voltage. As a result, at the output of the doubler, a doubled amplitude value of the output voltage from the step-up transformer 11 occurs, which does not exceed 1000 V. The resistor 21 serves to limit the current, since during a breakdown, a short circuit occurs for a short time, which falls on the supply circuit. Resistor 18 also serves to limit the current and to measure it. Resistors 19 and 20 are a measuring divider used to measure voltage. The voltage from the step-up transformer 11 smoothly rises from zero to the set value. If, while holding the cable energized for 10 minutes, a breakdown does not occur, then the voltage gradually decreases to zero, capacitors 12 and 13 are discharged to resistor 22. After that, the electrodes of the spark gap 23 are brought closer and the test is repeated. If a cable breakdown occurs within the set time, then the protection of the test facility will work, and a fault in the cable will be recorded, capacitors 12 and 13 are discharged to resistor 22.

Модуль прожига 8 имитирует устойчивое горение дуги. В данном режиме установка имитирует процесс прожига дефектного кабеля. Дефектный кабель имитируется разрядником 35. В представленном режиме происходит зажигание дуги и поддерживается ее устойчивое горение. Для поддержания устойчивого горения дуги источник высокого напряжения установки должен обладать характеристикой генератора тока. Поддержание стабильной величины тока в дуге улучшает устойчивость ее горения. Стабильность выходного тока обеспечивается включенным последовательно с источником высокого напряжения резистором.The piercing module 8 simulates a stable arc burning. In this mode, the installation simulates the process of burning a defective cable. A defective cable is imitated by a spark gap 35. In the presented mode, the arc is ignited and its steady burning is maintained. To maintain stable arcing, the high voltage source of the installation must have the characteristic of a current generator. Maintaining a stable current in the arc improves the stability of its burning. The stability of the output current is ensured by a resistor connected in series with the high voltage source.

С началом моделирования прожига от регулируемого автотрансформатора 10 напряжение подается на повышающий трансформатор 11. Следующим этапом является процесс зарядки конденсатора, выполненный по схеме удвоителя напряжения по средствам поочередного открытия и закрытия диодов 27, 28, 29, 30 и заряда конденсаторов 25 и 26. В схеме прожига зажигается дуга и поддерживается ее устойчивое горение. Резистор 34 служит для ограничения тока. Если его не будет, то в момент зажигания дуги возникает короткое замыкание, которое попадает на питающую схему, что приведет к срабатыванию защиты и отключению электроустановки. Резистор 31 служит также для ограничения тока и для его измерения. Резисторы 32 и 33 представляют собой измерительный делитель служащий для измерения напряжения.With the beginning of the burning simulation, voltage is supplied from the adjustable autotransformer 10 to the step-up transformer 11. The next step is the process of charging the capacitor, performed according to the voltage doubler circuit by means of alternately opening and closing diodes 27, 28, 29, 30 and charging capacitors 25 and 26. In the circuit burning, the arc is ignited and its steady burning is maintained. Resistor 34 serves to limit the current. If it is not there, then at the moment of ignition of the arc, a short circuit occurs, which falls on the supply circuit, which will lead to the operation of the protection and shutdown of the electrical installation. Resistor 31 also serves to limit the current and to measure it. Resistors 32 and 33 are a measuring divider used to measure voltage.

Модуль акустического поиска 9 имитирует возникновение акустических сигналов (сильных хлопков). В данном режиме установка моделирует процесс акустического поиска пробоя кабеля. Дефектный кабель имитируется разрядником 44. Для обеспечения работы данного режима установки происходит заряд конденсатора 37 большой емкости (500 мкФ) по схеме удвоения напряжения.The acoustic search module 9 simulates the occurrence of acoustic signals (strong pops). In this mode, the setup simulates the process of acoustic search for a cable breakdown. A defective cable is imitated by a spark gap 44. To ensure the operation of this installation mode, a high-capacity capacitor 37 (500 μF) is charged according to the voltage doubling scheme.

С началом моделирования акустического поиска от регулируемого автотрансформатора 10 напряжение подается на повышающий трансформатор 11. Следующим этапом является процесс зарядки конденсатора, выполненный по схеме удвоителя напряжения по средствам поочередного открытия и закрытия диодов 38, 39, 40, 41 и заряда конденсаторов 36 и 37. Емкость конденсатора 37 много больше емкости конденсатора 36. Это необходимо для создание мощного акустического хлопка. В момент зарядки конденсаторов 36-37 по схеме удвоителя напряжения, ключи 45 и 46 разомкнуты. Когда конденсатор 37 зарядился, ключ 45 замыкается, в место пробоя кабеля подается высоковольтный импульс, вызывающий акустический сигнал (сильный хлопок). Ключ 45 размыкается, ключ 46 замыкается, происходит разряд конденсаторов 36 и 37 на резистор 43.With the beginning of the acoustic search simulation, voltage is supplied from the adjustable autotransformer 10 to the step-up transformer 11. The next step is the process of charging the capacitor, performed according to the voltage doubler circuit by means of alternately opening and closing diodes 38, 39, 40, 41 and charging capacitors 36 and 37. capacitor 37 is much larger than the capacitance of capacitor 36. This is necessary to create a powerful acoustic clap. At the moment of charging capacitors 36-37 according to the voltage doubler circuit, keys 45 and 46 are open. When the capacitor 37 is charged, the key 45 is closed, a high-voltage pulse is applied to the cable breakdown site, causing an acoustic signal (strong bang). Key 45 opens, key 46 closes, capacitors 36 and 37 are discharged to resistor 43.

В каждом модуле 7-9 предусмотрена возможность фиксации значений силы тока и напряжения.Each module 7-9 provides the possibility of fixing the values of current and voltage.

Силовой блок 6 моделирует реальную установку по поиску повреждения в кабельных линиях. Модуль испытания изоляции 7 имитирует вызываемый пробой изоляции кабеля. Модуль прожига 8 имитирует возникновение устойчивой электрической дуги на электродах, которая в реальном кабеле образует область с пониженным сопротивлением, состоящим из продуктов горения изоляции и жилы, а также расплавленного материала токоведущей жилы и оболочки кабеля вплоть до образования металлического моста. Модуль акустического поиска 9 имитирует возникновение мощных акустических хлопков, с помощью которых происходит определение точного места поломки кабельной линии.Power block 6 simulates a real installation for finding faults in cable lines. Insulation test module 7 simulates cable insulation breakdown. The burning module 8 simulates the occurrence of a stable electric arc on the electrodes, which in a real cable forms an area with reduced resistance, consisting of the combustion products of the insulation and core, as well as the molten material of the current-carrying core and cable sheath, up to the formation of a metal bridge. The acoustic search module 9 simulates the occurrence of powerful acoustic pops, with the help of which the exact location of the cable line breakage is determined.

С использованием установки для моделирования повреждений в кабельных линиях можно в том числе изучать теоретические основы поиска: этапы определения места повреждения, методы определения мест повреждений, а также провести изучения работы аппаратуры для поиска повреждений в кабельных линиях. Имитируется три режима работы: испытание изоляции, прожиг и акустический поиск.Using the installation for modeling faults in cable lines, one can, among other things, study the theoretical foundations of the search: stages of determining the location of the fault, methods for determining the location of faults, as well as studying the operation of equipment for finding faults in cable lines. Three modes of operation are simulated: insulation testing, burning and acoustic search.

Использование изобретения позволяет расширить арсенал технических средств, используемых для имитации повреждений кабельных линий, повышается функциональность устройства.The use of the invention allows expanding the arsenal of technical means used to simulate damage to cable lines, increasing the functionality of the device.

Claims

Installation for simulation of damages in cable lines, containing a control unit made of a series-connected circuit breaker of a network element and a mode selection element, and a power unit, characterized in that the control unit is equipped with an indication panel, and the power unit includes an insulation test module connected in parallel , the burning module and the acoustic search module, the outputs of which are connected to the indication panel of the control unit; is made in the form of the first capacitor, the first and second diodes, the first resistor, the first spark gap and the second resistor, connected in series, the first capacitor with a lead free from connection to the first diode is connected to the connection node of the power unit with n the beginning of the winding of the step-up transformer, and the second resistor, with a lead free from connection to the first spark gap, is connected to the connection node of the power unit with the end of the winding of the step-up transformer, the third and fourth diodes are connected in series with each other, while the third diode is connected to the node formed by the connection point the second resistor and the first spark gap, and the fourth diode to the node formed by the connection point of the first capacitor and the first diode, the second capacitor is connected in parallel with the first branch formed by the third and fourth diodes, also in parallel with the branch formed by the third and fourth diodes, the second branch is connected, which represents the third resistor and the first switch connected in series, and the third branch of the fourth and fifth resistors connected in series, while the first connection points of the second capacitor and the second and third branches are located between the second diode and the first resistor, and the second connection points of the second condenser The torus and the second and third branches are located between the third diode connection point to the connection point of the second resistor and the first spark gap and the first spark gap, the burning module is made in the form of a third capacitor connected in series, the fifth and sixth diodes, the sixth resistor, the second spark gap and the seventh resistor, the third capacitor the terminal, free from connection to the fifth diode, is connected to the connection node of the power unit with the beginning of the winding of the step-up transformer, and the seventh resistor, with the output, free from connection to the second arrester, is connected to the connection node of the power unit with the end of the winding of the step-up transformer, the seventh and eighth diodes are turned on in series with each other, while the seventh diode is connected to the node formed by the connection point of the seventh resistor and the second arrester, and the eighth diode to the node formed by the connection point of the third capacitor and the fifth diode, the fourth capacitor is connected in parallel to the fourth branch formed by the seventh and in eighth diodes, the fifth branch is also connected in parallel to the fourth branch, which is the eighth and ninth resistors connected in series, while the first connection points of the fourth capacitor and the fifth branch are located between the sixth diode and the sixth resistor, and the second connection points of the fourth capacitor and the fifth branch are located between the node for connecting the seventh diode to the connection point of the seventh resistor and the second spark gap and the second spark gap, the acoustic search module is made in the form of the fifth capacitor connected in series, the ninth and tenth diodes, the second switch, the third spark gap and the tenth resistor, the fifth capacitor with a terminal free from connection to the ninth diode, is connected to the connection node of the power unit with the beginning of the winding of the step-up transformer, and the tenth resistor with the output free from connection to the third spark gap is connected to the connection node of the power unit with the end of the winding of the step-up transformer, the eleventh and twelfth The th diodes are connected in series with each other and form the sixth branch, while the eleventh diode is connected to the node formed by the connection point of the tenth resistor and the third arrester, and the twelfth diode to the node formed by the connection point of the fifth capacitor and the ninth diode, the sixth capacitor is connected in parallel to the sixth branch , formed by the eleventh and twelfth diodes, the seventh branch is also connected in parallel to the sixth branch, which is the eleventh resistor and the third key connected in series, while the first connection points of the sixth capacitor and the seventh branch are located between the tenth diode and the second key, and the second connection points of the sixth capacitor and the seventh branch are located between the connection point of the eleventh diode to the connection point of the tenth resistor and the third spark gap and the third spark gap.