SE454931B - Upptiningsanordning for rorledningar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 454 951 Ehuru den ovan angivna apparaten är en förbättring av svets- aggregatet och arbetar mycket bra under de flesta förhållan- den. kan problem fortfarande uppstå om den strömväg. genom vilken upptiningsströmmen flyter. ej är en god lågresistív strömväg genom ett rör. I ett extremfall skulle kretsen kunna vara öppen eller. vanligare. strömvâgen genom röret skulle kunna ha högohmiga fogar. som överbryggas av en jordkabel eller nolledare vid det parallellöpande. elektriska distribu- tionsnätet. Det senare fallet är inte lätt att upptäcka. eftersom det vid kontroll med en ohm-meter torde ge intryck av att vara en strömväg med god ledning. I själva verket är emel- lertid jordkabeln eller nolledaren inte av tillräcklig storlek för att kunna klara de stora strömmar som behövs vid uppti- níng. Vad som kan hända är att operatören. som inte vet att han har en dålig rörledningskrets. helt enkelt ökar spänningen i försök att erhålla tillräckligt hög ström för upptining. vilket kan leda till att man förstör jordkablarna eller nolle- darna i servis-ingångarna i grannhuset. Detta kan faktiskt förorsaka en omedelbar brand. men vanligare är att trådisole- ringen förstörs genom upphettning. varvid denna skada inte upptäcks så lätt. Emellertid kan detta förorsaka brand eller stötar veckor eller månader senare.

Ett väsentligt syfte med uppfinningen är att eliminera de ovan nämnda riskerna.

Uppfinningen avser en anordning för upptining av rörledningar. vilket i ett allmänt utförande innefattar en källa. som ger relativt låg spänning och hög strömstyrka. kopplingsorgan anslutna till strömkällan. väljbara mellan åtminstone ett första och ett andra tillstånd. varvid det första tillståndet anger en första utspänning och det andra tillståndet anger en andra utspänning. vilken är högre än den första utspänningen. organ vilka är anslutna till strömkällan för att pålägga den valda spänningen över en rörledning. som skall tinas. ström- kännande organ för att avkänna strömflödet i rörledningen. som skall tínas, och styrorgan. vilka är anslutna till de ström- kännande organen och till kopplingsorganen. varvid styrorganen 10 15 20 25 30 35 454 931 är manövrerbara, när kopplingsorganen befinner sig i det första tillståndet och den avkända strömmen är över en förut- bestämt värde. för att tillåta att, vid påföljande omkoppling av kopplingsorganen till det andra tillståndet. den andra utspänningen pâläggs över ledningen men förhindra att den andra spänningen påläggs över ledningen, om den avkända ström- men är under det förutbestämda värdet.

Den huvudsakliga fördelen med anordningen enligt uppfinningen är att den är funktionssäker. såtillvida att den icke tillåter en höjning av den pålagda spänningen, såvida icke strömvägen tidigare har befunnits vara fullgod.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till de bifogade ritningarna. där fig. 1A - IC tillsammans utgör ett kopplingsschema, som visar de väsentliga elektriska komponenterna och inbördes koppling- arna i en apparat för rörledningsupptiníng. utformad i enlig- het med uppfinningen. fig. 2 visar ett arrangemang med kopplingsplintar pâ en panel på rörledningsupptiningsapparaten. fig. 3A - 3C utgör tillsammans ett kopplingsschema. som visar de väsentliga elektriska komponenterna och inbördes koppling- arna i en styrkrets. vilken är konstruerad i enlighet med upp- finningen och används för att styra funktioner på upptinings- apparaten för ledningar i fig. 1. och fig. 4. på samma ritningsblad som fig. 2. visar huvudkontroll- panelen på rörledningsupptiningsapparaten.

Före det att figurerna beskrivs i detalj skall rörledningsupp- tiningsapparatens allmänna konfiguration och arbetssätt i enlighet med uppfinningen beskrivas. Pig. 1 visar de väsent- liga kretsarna i apparaten. med vilka flera önskade utspän- ningar kan lämnas till en panel (fig. 2). vilken har socklar i vilka rörledningsupptíningskablar parvis kan pluggas in manu- ellt. Flera parametrar övervakas och behandlas i styrkretsen i fig. 3 för att erhålla styrsignaler. som matas tillbaka till apparaten i fig. 1 och därigenom påverkar apparatens arbets- sätt. 10 15 20 25 30 35 454 931 I fig. 1 är rörledningsupptiningsapparaten en modifierad. mobil generator. i vilken en bensin- eller dieselmotor driver rotorn på en 60 Hz borstlös växelströmsgenerator. Motorn. som kan vara av en passande konventionell typ. är ej visad i figu- ren, under det att generatorn allmänt betecknas med 10. Gene- ratorn har en fältlindning ll. som via ledare 12 matas med en fältspänning från en spänningsregulator 13. Generatorn har två utgângsledare L1 och L2 och en jordad nollutgäng N. Avkän- ningsingângarna 14 och 15 på spänningsregulatorn 13 är via ledare 16 och 17 och ledare 18 och 19 förbundna med utgångs- ledarna Ll resp. L2. På så sätt övervakar spänningsregulatorn 13 ledningsspänningen på ledarna Ll och L2 och reglerar den till önskat värde. nämligen 240 V.

Såsom en finess är spânningsregulatorn 13 försedd med en krets 22. som är ansluten över styringångarna 6 och 7 på regulatorn 13. Kretsen 22 innefattar normalt slutna reläkontakter CRl-1 parallellt med normalt slutna reläkontakter CR2-1, vilka i sin tur är parallellkopplade med motståndet Rl. Under vissa om- ständigheter. vilka i detalj beskrivs här nedan, bryts båda kontaktparen CRl-l och CR2-1 för att placera motståndet Rl över styrutgångarna 6 och 7. Värdet på R1 är valt så att den reglerade spänningen från spänningsregulatorn 13 faller från 240 V till 220 V. Specifíkt är R1 ett motstånd på 50 W, 125 ohm.

Den faktiska linjespänníngen. som levereras vid varje tid- punkt. kan kontrolleras visuellt på en 0 - 300 V voltmeter 25. som är kopplad mellan ledarna L1 och L2 via ledarna 17. 26. 27 och 19.

Ledarna Ll och L2 är anslutna till en nedtransformator 30 via en huvudströmbrytare Mcßl. kontakterna H-1 och M-2 hos en huvudkontaktor M och kontakterna Cl-1. C3-1. C4-l och C5-1 hos de resp. kontaktorerna Cl. C3. C4 och CS. Nolledaren N är an- sluten till nedtransformatorn 30 via kontakten C2-1 på en kon- taktor C2. I all synnerhet är transformatorns primärlindning 31 försedd med uttag Tl. T2, T3, T4 och TS. varvid T1 och T5 10 15 20 25 30 35 454 931 är placerade på motsatta sidor. Kontakterna Cl-1. C2-1. C3-1.

C4-1 och CS-1 är anslutna till resp. uttag T1 - T5. var och en av kontakterna C3-l. C4-1 och CS-1 är gemensamt anslutna till ledningen L2.

Det torde vara uppenbart att genom aktivering av speciella kontaktorer olika primärspänningar kan matas till transforma~ torn 30. Om t.ex. enbart kontaktorerna C2 och C5 aktiveras sluts kontakterna CZ-l och C5-1. varigenom 120 V tillförs mellan T2 och TS. Om kontaktorerna Cl och C5 aktiveras förutom kontaktorerna CRl och CR2. sluts kontakterna Cl-l. C5-l och CRl-l och CR2-1 bryts. varvid en spänning på 220 V matas mellan uttagen Tl och TS. Om kontaktorerna Cl och CS men icke CR2 aktiveras, matas en spänning på 240 V över uttagen Tl och TS. En tabell. som visar relationen mellan de aktiverade kontaktorerna. den tillförda primärspänningen och den från transformatorns 30 sekundärlindníng 32 erhållna sekundärspän- ningen finns längre fram i beskrivningen. Ändarna på sekundärlindningen 32 är anslutna till var sin busskena 33 och 34. Fem kabelhållare 36 är parallellkoppläde till busskenan 33 via ledare 37. och fem kabelhållare 40 är parallellkopplade till busskenan 34 via ledare 41. Hållare i en grupp skall paras ihop med resp. hållare i den andra grup- pen. och av detta skäl är hållarna i varje grupp numrerade 1 - 5. Specifikt är hållarna anordnade på en styrpanel 42 av den typ. som visas i fig. 2. varvid styrpanelen är monterad på baksidan av rörupptiningsmaskinen. Grupperna av hållare är anordnade i två spalter med de upptill angivna markeringarna L (vänster) och R (höger), och paren är numrerade från 1 till S konsekutivt nedifrån.

En 600/5 strömtransformator 44 är kopplad för att avkänna den ström, som flyter genom den ledare 37. som matar hållaren nr 1 i en grupp och en liknande strömtransformator 45 är kopplad att avkânna den ström. som flyter genom den ledare 41, som matar hållaren nr 1 i den andra gruppen. Strömtransformatorns 44 ena sida är ansluten till en klämma 46 och strömtransforma- 10 15 20 25 30 35 454 931 torns 45 ena sida är ansluten till en klämma 47 under det att strömtransformatorernas 44 och 45 andra sidor är gemensamt kopplade till en klämma 48. Motstånd R4 och RS på l ohm är kopplade mellan varje par av anslutningsklämmor 46 och 48 resp. 47 och 48. Klämmorna 46. 47 och 48 är kopplade till de resp. signalutgângsklämmorna 100. 101 och 102. vilka visas i styrkretsen i fig. 3.

En tredje 600/5 krets-transformator 49 är kopplad att avkänna det totala strömflödet i ledarna 41. De båda sidorna av trans- formatorn 49 är förda ut till anslutningsklämmor 50 och 51. mellan vilka ett motstånd R3 på 1 ohm är kopplat. Anslutnings- klämmorna 50 och 51 är kopplade till var sin signalingångs- klämma 103 och 104. vilka visas i styrkretsen i fig. 3.

En 2000/5 ström-transformator 54 är också kopplad att avkänna den totala strömmen i ledarna 41. Ena sidan på transformatorn 54 är ansluten till ena sidan på en amperemeter 55 med mätom- rådet 0 - 2000 A. Transformatorns S4 andra sida är ansluten till den andra sidan på amperemetern 55 via en normalt sluten styrreläkontakt CRS-l. som är parallellkopplad med en ampere- meter 56 med mätomrâdet O - 800 A. vilken är seriekopplad med den normalt brutna kontakten CRS-2. Kontakterna CRS-1 och CRS-2 manövreras av ett styrrelä CR5. vilket kommer att be- skrivas nedan. Ett motstând R2 på 0.1 ohm är parallellkopplat med kontakten CRS-2. Det bör observeras att amperemetern 56 normalt är shuntad av kontakten CRS-1. men när reläet CRS aktiveras kopplas amperemetern 56 i serie med strömtransforma- torn 54. Båda amperemetrarna 55 och 56 är monterade på appara- tens styrpanel.

Mellan ledarna N och L2. vilka sträcker sig mellan växel- strömsgeneratorn 10 och transformatorn 30. finns en uppsätt- ning tryckknappar. styrreläer. kontaktorer. kontakter och pilotljus. vilken uppsättning helt allmänt erhållit referensen 60. Tryckknapparna innefattar en "START"-knapp 61. en dubbel- polig "STOP"-tryckknapp 62 och sju spänningsväljartryckknappar PBA. PBB. PBC. PBD. PBE. PBF och PBG. medelst vilka operatören 10 15 20 25 30 35 454 931 kan välja en önskad sekundärspänning på transformatorn 30 på 12 V, 18 V, 20 V. 22 V. 24 V. 27 V eller 30 V. I all synnerhet är varje tryckknapp seriekopplad med ett individuellt styrrelä CRA. CRB. CRC. CRD, CRE. CRF och CRG. Dessa reläer har flera normalt brutna och normalt slutna kontakter. vilka kopplas om. när reläerna aktiveras genom intryckning av den resp. tryck- knappen. Reläkontakterna har erhållit referensheteokningarna CRA-1. CRA-2 etc.. CRB-1. CRB-2 etc.. CRC-1. CRC-2 etc..

CRD-1. CRD-2 etc.. CRE-1. CRE-2 etc., CRP-1. CRF-2 etc. och CRG-1. CRG-2 etc. Omställning av dessa relâkontakter medför selektiv aktivering av kontaktorerna M och Cl - C5 och styrre- läerna CRI och CR2. varigenom lämpliga uttag Tl - TS på trans- formatorn 30 väljs för att åstadkomma den önskade utspänning- en. Följande tabell avser manövreringen av tryckknapparna PBA - PBG för att aktivera kontaktorerna Cl - C5 och styrre- läet CR2 och till primär- och sekundärspânningarna. ström- Aktiverade Pimärspän- Uttag Sekundärspän- ställare spolar ning i V ning i V PBA C2 CS _ 120 T2-TS 12 PBB Cl C5 CR2 220 Tl-TS 18 PBC Cl CS 240 T1-T5 20 PBD Cl C4 CR2 220 Tl-T4 22 PBE Cl C4 240 Tl-T4 24 PBF Cl C3 CR2 220 Tl-T3 27 PBG Cl C3 240 Tl-T3 30 Flera pilotljus eller indíkatorlampor Ill-117 är seriekopplade med reläkontakterna CRA-1 - CRG-l. så att en specifik indika- torlampa upplyses. när en speciell tryckknapp trycks in.

Styrreläet CR1 har kontakter CRl-1 i spânningsregulatorkretsen 22. såsom beskrivits ovan. och en normalt sluten kontakt CRl-2 seriekopplad med styrreläet CR2 via inbördes parallellkopplade tryckknappskontakter PBB'. PBD' och PBF'. Var och en av dessa kontakter är sluten, när den tillhörande tryckknappen PBB. PBD eller PBF är sluten. Styrreläet CR2 har förutom kontakten 10 15 20 25 30 35 454 951 CR2-1 i spänningsregulatorkretsen 22, såsom beskrivits ovan, en normalt bruten kontakt CR2-2. som är ansluten till en le- dare 64 för att ge matning till índikatorlamporna Ill-Il7.

Förutom de ovan beskrivna kontaktorerna och styrreläerna. vilka också visas i fig, 1. finns styrreläer CR3. CR4 och CRS, vilka matas från tre styrutgângsklämmor 106. 107 och 108 i styrkretsen í fíg. 3. Styrreläet CR3 har en normalt bruten kontakt CR3-1 i serie med startknappen 61 och huvudkontaktorn M. Styrreläet CR4 har normalt brutna kontakter CR4-1 och CR4-2 seriekopplade med kontaktorerna C3 resp, C4 och normalt slutna kontakter CR-4 resp. CR-5 kopplade mellan kontaktorerna C3 och CS och kontaktorerna CS och C5. Styrreläet CRS har förutom de till amperemetrarna 55 och 56 kopplade kontakterna CRS-1 och CR5-2 en normalt bruten kontakt CRS-3 seriekopplad med indika- torlampan I5 och en normalt sluten kontakt CRS-4 seriekopplad med indíkatorlampan I6.

Två ytterligare styrutgângsklämmor 109 och 110 från styrkret- sen i fig. 3 är anordnade, och dessa tjänar till att ge ström- försörjning till lamporna I9 resp. Il0.

Förutom anslutningsklämmorna 100 - 104. via vilka signaler. vilka är indikativa för strömmen i rörupptiningskablarna._ inmatas i styrkretsen i fig. 3. finns sex andra signalingångs- klämmor för ínmatníng av information från den i fig. 1 visade apparaten till styrkretsen i fig. 3. Den första är anslut- ningsklämman 105. som är ansluten till en anslutningsklämma för en spänningsförsörjníng på 12 V via en normalt bruten delkontakt 62a på “STOP"-knappen 62. En normalt sluten del- kontakt 62b på “STOP"-knappen 62 är seriekopplad med "START"- -knappen 61 och huvudkontaktorn H. De andra fem ingångskläm- morna är anslutníngsklâmmorna 106 - 110. vilka är kopplade resp. till förbindníngspunkten mellan tryckknappen PBC och styrreläet CRC. tryckknappen PBD och reläet CRD. tryckknappen PBE och reläet CRE. tryckknappen PBF och reläet CRF och tryck- knappen PBG och reläet CRG. 10 15 20 25 30 35 454 931 Rörledningsupptiningsapparaten i fig. 1 arbetar på följande sätt. När operatören önskar tina ett husservis-rör ansluter han ena änden av vardera paret av 4/0 kablar till hållarparet l för hållare 40 på rörupptiningsapparaten och de andra ändar- na på kablarna resp. till servis-rörledningen av koppar eller annan metall i källaren så nära som möjligt till där den kommer in och till närmaste vattenpost. Därefter trycker ope- ratören på knappen PBA för att överföra 12 V över bussled- ningsskenorna 33 och 34. Detta ger aktivering av styrreläet CRA och därigenom slutning av kontakterna CRA-1. CRA-3 och CRA-4 och brytning av CRA-2. slutning av CRA-l medför att indikatorlampan Ill börjar lysa och slutning av kontakterna CRA-3 och CRA-4 medför aktivering av kontaktorerna CS och C2. som. såsom framgår av tabell I ovan, ger det riktiga transfor- matoruttaget för en sekundärutgâng på 12 V. Brytning av CRA-2 hindrar de andra tryckknapparna från att aktiveras. under det att tryckknappen PBA är aktiverad.

Operatören trycker därefter in START-knappen 61. som aktiverar huvudkontaktorn H. varigenom 12 V överförs till paret av kab- lar. Därigenom aktiveras också pilotlampan I7. och detta indi- kerar för operatören att rörupptining pågår. Det bör observe- ras att 12 V kommer att vara tillräckligt för att tina röret under normala omständigheter. Syftet med användning av 12 V är att utan risk se till att god anslutning mellan kablarna och rörledningen etableras. Om en avläsning på ca 100 Amp erhålles på amperemetern 56 vet operatören att god förbindning har erhållits och att spänningen kan ökas utan vidare. Detta görs genom intryckning av STOP-knappen 62 följt av knappen PBB och ånyo START-knappen 61 för att tillföra 18 V över paret kablar.

Om strömmen på amperemetern 56 ökar avsevärt indikerar detta för operatören att förbindningarna fortfarande är goda och att ström flyter genom rörledningen.

Operatören kommer ånyo att trycka in STOP-knappen 62 följt av knappen PBC. vilket ger 20 V. och därefter START-knappen 61. som ännu en gång sluter huvudkontaktorn M. varigenom 20 V tillförs till paret av kablar. Ånyo borde den ström, som 10 15 20 25 30 35 454 951 10 flyter. öka. men denna gång har man icke lämnat det till operatören att göra sin bedömning. Sekundärströmmen avkänns av strömtransformatorerna 44. 45 och 49. och denna krets över- vakas av styrkretsen i fíg. 3. Strukturen och funktionen hos styrkretsen i fíg. 3 kommer att beskrivas mera detaljerat senare. För närvarande år det tillräckligt att nämna att om den ström. som flyter i kablarna. är tillräckligt hög. kommer styrkretsen i fig. 3 att sätta operatören i stånd att välja en högre spänning genom att ge en spänning på styrutgången 107, som aktiverar styrreläet CR4. Aktivering av styrreläet CR4 sluter kontakterna CR4-l och CR4-2. vilket sätter kontaktorer- na C3 och C4 i stånd att aktiveras. när tryckknapparna PBD.

PBE. PBF eller PBG ändamålsenligt trycks in av operatören.

Samtidigt bryts kontakterna CR4-3 och CR4-4 för att avkoppla kontaktorn C5. Tabell I visar att detta medger 22. 24. 27 och 30 V att matas till paret kablar.

Om å andra sidan den ström. som övervakas. är så låg att den indikerar att det finns ett fel i rörledningsbanan. t.ex. på grund av en förbindning med hög resistans eller en läcka genom en jordledare eller vatten-nollednings-krets. varvid styrkret- sen förhindrar att operatören tillför en spänning. som är större än 20 V. genom att den icke aktiverar styrreläet CR4.

Samtidigt aktiveras varningslampan I9 medelst en utsignal på anslutningsklämman 109. vilket varnar operatören för en poten- tiellt riskabel situation, dvs. 20 V och dålig strömbana. För- utom att varningslampan I9 aktiveras. vilket är en instruktion för operatören att koppla från apparaten. ombesörjer styrkret- sen i fíg. 3 att huvudkontaktorn H automatiskt löser ut efter en tid på l minut. om operatören icke skulle reagera. Detta utföres genom förlust av spänning på styrutgången 106. varvid styrreläet CR3 inaktiveras och därigenom bryter kontakten CR3-l i huvudkontaktorkretsen. För övrigt åstadkommer styr- kretsen i fig. 3 att huvudkontaktorn löser ut efter en tid på l minut för varje tryckknappskopplingslâge. om strömmen icke är tillräckligt hög utan "PARA"-lyset sätts på. enbart när tryckknapparna PBC. PBD. PBE. PBF eller PBG har tryckts in. 10 15 20 25 30 35 454 951 ll När operatören mottar varningen eller direktivet om att en dålig strömbana finns för handen. bör han om möjligt flytta den till vattenposten anslutna kabeln till en vattenpost på andra sidan av det hus. där upptiningen skall göras. för att se om han har en bättre strömbana från denna punkt. Om han fortfarande har en dålig strömbana kommer apparaten att ånyo indikera detta. och det kommer då att vara nödvändigt att försöka att göra ett kontrollstopp vid grannhuset på vardera sidan om det hus, som är under upptining. eller på ett hus tvärsöver gatan. ända till dess att apparaten indikerar att en god strömbana finns för handen.

Varje gång som operatören ändrar anslutningar. är det nödvän- digt att ånyo sätta igång med tryckknappen PBA och arbeta sig uppåt. Detta säkerställer att högre spänningar kan påtryckas endast när goda strömbanor har etablerats.

Samtidigt som övervakning sker av den påtryckta spänningen och den ström. som flyter. åstadkommer styrkretsen i fig. 3 också omkoppling från den lågskaliga amperemetern 56 på 0 - 800 Amp till amperemetern 55 på O - 2000 Amp vid approximativt 600 Amp. varigenom operatören tillåts erhålla mer exakta avläs- ningar inom det lägre området. Detta utförs genom borttagning av en spänning vid styrklämman 108. varigenom styrreläet CRS. inaktiveras. vilket medför slutning av kontakten CR5~l och brytning av kontakten CRS-2. vilket shuntar amperemetern 56.

Fig. 4 visar utformningen av den styrpanel. på vilken alla tryckknapparna PBA - PBG. START-knappen 61 och ”STOP"-knappen 62. amperemetrarna 55 och 56 och "PARA"-lyset. som är en upp- lysbar rektangel. är placerade. Indikatorn I7 visas också ovanför en platta. som anger "RöRTINING“.

Styrkretsen i fig. 3 övervakar också den ström. som flyter i de individuella kablarna. och när denna när 500 Amp. uppträder en spänning vid utgångsklämman 110 för att aktivera pilot- lampan Il0 och en lampa I20 på panelen 42. Ljuset 110 användes för att upplysa en rektangulär panel markerad "LÄGG TILL 2 10 15 20 25 30 35 1454 951 12 KABLAR“ placerad på styrpanelen I20. och lampan I20 är också markerad med angivelsen “LÄGG TILL KABLAR". Om operatören icke följer detta direktiv och ökar utspänningen utan att lägga till kablar, ser styrkretsen till att huvudkontaktorn M ut- löses omedelbart, om kretsen i en enda kabel överskrider 600 Amp eller att kontaktorn M utlöses efter 4 mín.. om strömmen ligger mellan 550 och 660 Amp. Detta uppnås genom frånkopplíng av spänning från styrutgångsklämman 106.

Den i fig. 3 visade styrkretsen kommer nu att beskrivas. Det finns i huvudsak fem olika typer av komponentkretsar. nämligen a. ingångskretsar (signalberoende) b. spänningsavkänningskretsar c. logikkretsar d. tidgivníngskretsar e. utgångskretsar.

Ingângskretsag l. Anslutningsklämmorna 100. 101 och 102 är ingångsanslutning- ar. som såsom visas i fig. 1. är kopplade till anslutníngs- klämmorna 46. 47 och 48 på strömtransformatorerna 44 och 45.

Dioderna Dl - D4. motstånden R1 - R3 och kondensatorerna C3 - CG bildar en spänníngsdubblarlikriktare och filter med dubbel ingång. De båda ingângarna mellan anslutningsklämmorna 100 - 102 och 101 - 102 är växelspänning på 0 - 5 V. 60 Hz.

Den gemensamma utgången över motståndet R3 är en likspänning på 0 - 10 V. 2. Anslutningsklämmorna 103 och 104 är ingångsklämmor, som såsom visas i fig. 1. är anslutna till anslutningsklämmorna 50 och 51 på strömtransformatorn 49. Díoderna D5 och D6. motstån- den R4 - R6 och kondensatorerna C8 - C11 bildar en spännings- dubblarlikríktare och ett filter med dubbel ingång. Insignalen mellan anslutningsklämmorna 103 och 104 är en växelspânning på O - 5 V. 60 Hz. Utspänningen över motståndet R6 är en likspän- ning på 0 - 10 V. 10 15 20 25 30 35 454 931 13 3. Anslutningsklämman 105 är ansluten. såsom visas i fig. 1. till en likspänningskälla på 12 V via STOP-knappen 62. An- slutningsklämman 105 är ansluten till ett relä Kl shuntad med en diod D7. När reläet Kl aktiveras. bryts dess kontakter (icke visade). för att frånkopplas den spänning VL. som normalt matas till olika komponenter. såsom visas. Bortkopp- ling av VL tjänar såsom en återställning för alla spärrhake- funktionerna i styrkretsen. 4. Anslutningsklämman 106 är. såsom visas i fig. 1. ansluten till tryckknappen PBC. Díoden D8. motstånden R7 - R9 och kon- densatorerna C12 och C13 bildar en likriktare och ett filter.

Insignalen på anslutningsklämman 106 är växelspänning på 120 V. och utspänningen över motståndet R9 är en likspänníng på 12 V. Inspänningen på 120 V tillföres naturligtvis enbart när tryckknappen PBC har tryckts in.

S. Anslutningsklämmorna 107 - 110 är. såsom visas i fig. l. anslutna till de resp. tryckknapparna PBD - PBG. Dioderna D9 - D12. motstånden Rl0 - Rl2 och kondensatorerna C14 och C15 bildar en likriktare och ett filter med fyra ingångar. Inspän- ningarna på anslutningsklämmorna 107 - 110 är växelspänning på 120 V. och den gemensamma utgången över motståndet Rl2 är en likspänning på 12 V. Inspänningen på 120 V matas naturligtvis enbart när en av tryckknapparna PBD - PBG har tryckts in.

Spänningsavkänning Sex nivâavkännande spänningskomparatorer Ul-A. Ul-B. U1-C.

U2-A. U2-B, U2-C är anordnade. Var och en av dem har en ingång kopplad till en individuell potentiometer RVl - RV6. Dessa sätter de motsvarande resp. referensspänningarna till 500 Amp. 550 Amp. 600 Amp. 100 Amp. 300 Amp och 600 Amp för de resp. komparatorerna Ul-A - Ul-C och U2-A - U2-C. såsom har marke- rats i fíguren. Var och en av komparatorerna Ul-A - Ul-C har en andra ingång gemensamt kopplad till motståndet R3. vilken ger utgången från den första. ovan beskrivna ingångskretsen.

De övriga tre komparatorerna har deras andra ingångar gemen- 10 15 20 25 30 35 454 931 14 samt kopplade till motståndet R6. vilken ger utgången från den andra. ovan beskrivna ingångskretsen. Nïr utspänningen från motståndet R3 eller R6. vilket som just då gäller. överskrider en referensspänning. erhålles från den tillhörande komparatorn en hög utspänning. som betecknar att ett speciellt strömvärde har överskridits.

Logik J Utsignalerna från de ovan beskrivna komparatorerna matas direkt eller indirekt genom logikkretsar. Dessa innefattar tre ELLER-grindar. av vilka den ena bildas av dioderna D16 och D17. en av díoderna D15. D20 och D21 och en av dioderna D25 och D32. För att fullborda logikkretsarna är OCH-grindar bildade av resp. fyra opto-ísolatorer U3. U5. U6 och U9. I vardera fallet har opto-isolatorerna två stift Pl och P5. vilka används såsom ingångar och ett stift P4 såsom utgång. En hög signal uppträder på P4. om en hög signal finns på både Pl och P5.

Tídgivning Det finns två tidgivningskretsar. Den första innefattar tran- sístorer Q3 och Q4. en opto-isolator U4 och en spänningskompa- rator U1-D. Ingången till denna tidgivningskrets är utgången på ELLER-grinden D16 och D17. Transistorerna Q3 och Q4 är förstärkartransistorer och inverterare. vilka sätter igång och stoppar tidgivníngsanordningen. Tidgivningselementet är mot- ståndet R40 tillsammans med kondensatorerna C17 och C18. Spän- ningskomparatorn Ul-D genomför spänningen på tidgivningskon- densatorerna C17 och C18 med en referensspänning från poten- tíometrarna RV7 och RV8. Spänningen på kondensatorerna C17.

C18 stiger sakta. och när den når samma nivå som referens- spänningen. blir komparatorns U1-D utgång hög. Opto-isolatorn U4 väljer den av två tidintervall (RV7 eller RV8). som i kraft. genom att åstadkomma en utsignal vid stíftet P4. enbart om det finns en insignal på stiftet Pl. 10 15 20 25 30 35 454 931 15 Den andra tidkretsen innefattar transistorn Q12 och spännings- komparatorn U2-D. Transistorns Q12 bas är ansluten till ut- gången på den spänningsavkännande komparatorn U2-A. Transis- torn Q12 sätter igång och stoppar tidkretsen. Motståndet R69 och kondensatorn C25 är tidgivningselementen. Potentiometern RV9 sätter den punkt. vid vilken komparatorn U2-D kommer att ändra sin utsignal till hög. Tidkretsen är ställd att ge en fördröjning på 15 sek. mellan den tidpunkt. när insignalen till transístorns Q12 bas blir låg och utsignalen på kompara- torn U2-D blir hög.

Utsignaler Utsignalerna från styrkretsen går alla via reläer. av vilka det finns fem, nämligen K2. K3, Kd, K5 och K6. Reläerna K2 och K3 är spärrhakereläer, dvs. när de aktiveras kvarstår de aktiverade till dess att reläet Kl aktiveras genom STOP- -knappen, varigenom spänningen VL frånkopplas från styrda lik- riktare Ql och Q5, vilket återställer reläerna K2 och K3.

Reläet K4 är kopplat via en blinkkrets. som är bildad av en dubbelbasdiod eller unijunctiontransistor Ql0. i fortsätt- ningen UJT-transistor. ett motstånd R60. en kondensator C22 etc. och den bistabila vippan U7. Styrningen till och från av blinkkretsen sker vid stiftet Pl på vippan U7. Transistorerna Q7 och Q8 överför varje utsignal från OCH-grinden U6 till Vippans U7 stift Pl. Vippans U7 stift PS är utgångsstiftet, och detta är kopplat att driva en transistor Q9. varigenom reläet Kd aktiveras. Reläet KS aktiveras via en transistor Qll. som är kopplad till komparatorns U2-C utgångar via dioden D26. Reläet Kö är kopplat till utgângsstiftet P5 på opto-iso- latorn U8. vars ställstíft P4 är kopplat till den styrda likriktaren Ql3 och vars återställningsstift P2 är anslutet till komparatorns U2 utgång. Styret på den styrda likriktaren Q13 är kopplat till OCH-grindens U9 utgång.

Det bör observeras att reläerna K2 - K6 har kontakter. vilka omställs när reläerna aktiveras eller inaktiveras. Kontakterna 10 15 20 25 30 35 454 931 16 visas icke men det är underförstått att de är kopplade till en spänningskälla och till anslutningsklämmorna 106 - 110. vilka visas i fig. 1 och vilka anslutningsklämmor är styringångar på styrkretsen i fig. 3. De till reläet K2 hörande kontakterna är normalt brutna. så att ingen spänning vanligtvis uppträder på anslutníngsklämman 110. De till reläet K3 hörande kontakterna är normalt slutna. så att en spänning uppträder på anslut- ningsklämman 106 för att aktivera styrreläet CR3,(fig. 1). De till reläet K4 hörande kontakterna är normalt brutna. så att ingen spänning vanligtvis uppträder på anslutningsklämman 109.

De till reläet KS hörande kontakterna är normalt slutna. så att en spänning vanligtvis uppträder vid anslutningsklämman 108. varigenom reläet CRS aktiveras (fig. l). De till reläet K6 hörande kontakterna är normalt brutna. så att vanligtvis ingen spänning uppträder på anslutningsklämman 107. och reläet CR4 (fig. 1) icke är aktiverat.

Den allmänna beskrivningen av apparatens manövrering med referens till fig. 1 kommer nu att kompletteras med en mer specifik beskrivning med referens i princip till fig. 3. Såsom angivits ovan tillåter apparaten operatören att välja en högre spänning när maskinen avkänner en god strömbana, när opera- tören har valt tryckknappen PBC. Hur denna funktion uppnås kommer nu att beskrivas med referens till fig. 3.

S ännin sst rning Om en ström. som är högre än 300 Amp. flyter 1 transformatorns sekundärlindning. kommer en "hög" signal att uppträda på spänningskomparatorns U2-B utgång. och denna "höga" signal matas till ett stift P5 på OCH-grinden U9. Om samtidigt tryck- knappen PBC är i intryckt läge matas en "hög" spänning till stiftet Pl på grinden U9. Detta alstrar en "hög" utsignal vid grindens P9 stift P4. vilket tänder den styrda likriktaren Ql3. vilket sätter på opto-isolatorn U2 och spärrhakereläet KG. varigenom en hög spänning âstadkommes på anslutningskläm- man 107. Såsom beskrivits ovan medger detta att högre spän- ningar kan väljas. när de andra tryckknapparna därefter trycks in. 10 15 20 25 30 35 454 931 17 Om ett strömfall inträffar i transformatorns sekundärlindning under 100 Amp. blir komparatorns U2-A utsignal låg, och tid- kretsen Q 12, U2-D börjar sin tidgívning. Om det låga till- ståndet kvarstår under minst 15 sek. (tidkretsens fördröj- ningstid) âterställs opto-isolatorn U8. och reläet K6 inakti- VGIBS.

FARA-lampan Om den ström, som flyter i transformatorns sekundärlindning. ligger mellan 100 och 300 Amp. kommer en "hög" signal att upp- träda på utgången på U2-A. och en "låg" signal vid utgången på U2-B. Den "låga" signalen förspänner transistorn Q6 ur led- ning, vilket medför en "hög" signal vid stiftet P5 på OCH- -grinden US. Den "höga" signalen från grinden U2-A passerar till OCH-grindens US stift P1. och således uppträder en "hög" signal på grindens US utgångsstift P4. Om samtidigt tryckknap- pen PBC trycks in har OCH-grinden U6 en "hög" signal vid sitt ingångsstift Pl. och från grinden US uppträder en "hög" signal på grindens U6 stift P5. Sålunda uppträder en "hög" signal vid grindens U6 utgång från P5. vilket får blinkningskretsen Q7.

Q8. U7. Q10 att ge en blinkande utsignal. vilket aktiverar reläet K4 att lysa upp "FARA“-symbolen.

Om någon av tryckknapparna PBD - PBG trycks in och reläet K6 icke har aktiverats och är spärrat, får den spänning. som uppträder på anslutningsklämman 107. 108. 109 eller 110. pas- sera genom den slutna kontakten K6-l till blínkningskretsen för att aktivera reläet K4 och “FARA“-indikerínqen.

Varning LÄGG TILL KABEQ Om den ström, som flyter i det första paret kablar. är 500 Amp eller mer. går komparatorns Ul-A utsignal till ett högt till- stånd. vilket aktiverar transistorn Ql och reläet K2, varige- nom indikeringen "LÄGG TILL KABLAR" på apparaten lyses upp. 10 15 20 25 30 35 454 931 18 Huvudkontaktorutlösning Om den ström. som flyter i det första paret kablar. är 600 Amp eller mer. uppträder en "hög" signal vid komparatorns Ul-C utgång. och denna passerar via díoden D21 (del av en ELLER- -grind) till den styrda likriktaren QS. varigenom reläet K3 aktiveras och~bryter sina tillhörande. normalt slutna kon- takter för att frånkoppla spänningen från anslutningsklämman 106. varigenom huvudkontaktorn M utlöses via styrreläet CR3.

Om den ström. som flyter i det första paret kablar. ligger mellan 550 och 600 Amp. uppträder en "hög" signal vid kompara- torns Ul-B utgång. Denna "höga" signal ställer grinden U4 via díoden D18 att ge en "hög" signal på stiftet P4. varigenom referensspänningsingången till komparatorn Ul-D sätts på den högre av de båda nivåerna.

Den "höga" signalen från komparatorn Ul-B aktiverar också via díoden D16 (del av en ELLER-grind) den tidkrets Q3 och Q4. som ger en ökande spänning till komparatorn Ul-D. vilken när den ställda referensspänningen inom ca 4 min. Komparatorns Ul-D utsignal går därefter "hög". och reläet K2 aktiveras via den styrda likriktaren Q5. varigenom dess tillhörande. normalt slutna kontakter bryts. och huvudkontaktorn M utlöses såsom tidigare.

Om den ström, som flyter i transformatorns sekundärlindning. ligger mellan 100 och 300 Amp. såsom angivits ovan i anslut- ning till manövreringen av FARA-lampan. uppträder en "hög" signal på OCH-grindens U5 utgång. Denna "höga" signal får passera genom díoden D17 till tidkretsen Q3. Q4 och Ul-D.

Eftersom komparatorn Ul-D har den tillförda lägre referens- spänningen. kommer det att ta enbart l min. före det att-den "höga" utsignalen genereras. och såsom tidigare kommer huvud- kontaktorn M att lösa ut.

För att summera den ovan angivna manövreringen skulle. om efter genomgång av den normala sekvensen av operationssteg en 10 15 20 25 30 35 454 931 19 god rörledningsströmbana visar sig ha etablerats. och en spänning över 20 V tillförs, av något skäl belastningskretsen öppna delvis men icke fullständigt, varigenom kretsens re- sistans ökar. så kommer inom 15 sek. spänningen att falla tillbaka till 20 V. Om vid 20 V strömmen ligger under nivån 300 Amp under ytterligare någon min.. kommer huvudkontaktorn att lösa ut. vilket hindrar en spänning på över 20 V att kvarstå nedshuntad över jord- eller noll-ledaren.

Om den sekundära strömmen. såsom indikerats av spänningen över anslutningsklämmorna 103 och 104. överskrider 600 Amp. upp- träder en "hög" signal över komparatorns U2-C utgång. Denna "höga" signal överförs till OCH-grindens U3 stift P5. Om ingen ström samtidigt avkännes av någondera strömtransformatorn 44 eller 45. är den till transistorns Q2 bas matade spänningen noll. och en "hög" signal uppträder vid OCH-grindens U3 stift Pl. På detta sätt uppträder en "hög" signal vid grindens U3 utgångsstift P4. och denna aktiverar reläet K3, såsom tidi- gare. vilket utlöser huvudkontaktorn M. Detta hindrar opera- tören från att shunta det första paret hållare. vilka marke- rats med 1. på panelen 42.

Reläet K3 inaktiveras genom intryckning av STOP-knappen. såsom beskrivits ovan.

Amperemeter-omställning När strömmen i sekundärlindningen är 600 Amp eller mer. er- hålles en "hög" signal, såsom indikeras ovan. vid komparatorns U2-C utgång. Denna aktiverar via transistorn Q11 reläet K5. som bryter den tillhörande, normalt slutna kontakten för att frånkoppla styrspänningen från anslutningsklämman 108. Sålunda inaktiveras reläet CRS (fig. 1), vilket medför shuntning-av amperemetern 56.

Fastän olika utformningar av generator och transformator skulle kunna användas vid utförandet av uppfinningen finns det vissa karakteristiska egenskaper. vilka bör finnas. och dessa 10 15 20 25 30 35 454 931 20 anges i följande korta beskrivning av en praktisk utförings- form.

Drivmotorn måste ha en mycket känslig regulator. vilken om möjligt är i stånd att hålla dess utspänning inom en maximal avvikelse på 2 t. vare sig man har ett tillstånd med tomgång eller är under full belastning. Drivmotorn är direkt kopplad till en borstlös växelströmsgenerator. vilket också har mycket god reglering. och denna är i sin tur kopplad till en speci- ellt dimensionerad. extra kraftig. strömalstrande transforma- tor med fast koppling.

En speciellt dimensionerad. extra kraftig strömtransformator med fast koppling använder en omlindad eller lindad typ av kärna; detta betyder att magnetflödet flyter i samma riktning som kornbanan eller den neutrala banan i kärnstålet. och genom användning av denna kärna finns enbart en förbindning i varje laminering och därför endast en förbindning i magnetkretsen, och dessa förbindningar är naturligtvis anordnade i sicksack.

Med andra ord använder dessa kärnor de önskvärda karakteris- tiska egenskaperna "parallellt med valsning" hos kornoriente- rad kiselstâl. och när det är ihopsatt ges en flödesbana. som är 99.9 % parallell med denna riktning.

De magnetiska egenskaperna hos den helt hopsatta kärnan är nära ungefär anslutna till dem hos ett Epsteins-prov hos en icke skuren toroidskärna. Detta tillsammans med dimensione- ringen av spolen resulterar i en utmärkt reglering.

Spolen lindas med kopparband. där varje varv har spolens fulla bredd. Detta är av stor vikt för att hålla den utmärkta reg- lering. som krävs. vilken är en positiv. hård spänning. vare sig apparaten är under belastning eller går i tomgång. Denna typ av dimensionering förhindrar drift eller kortslutning av det flöde. som man skulle kunna få, om en trâdlíndad spole an- vändes. Han kan lätt se att det torde vara viktigt att ha enbart nâgra få lindningsvarv mellan uttagen hos primärlind- ningen för att omsluta hela sekundärlindningen. 10 15 20 25 30 35 454 931 21 Vid dimensioneringen har laminerad koppar använts för hög- strömlindníngen för att ge den den nödvändiga flexibiliteten för att hålla spolen på en nätt konfiguration, vilket tillåter. den att vara anpassad till storleken på lindningsblocket. vilket i sin tur passar bra över kärnan.

Uttagen eller ändarna på lindningarna är plana kopparremsor, vilka är nitade och svetsade över lindningens fulla bredd.

Dessa har naturligtvis lämplig tvärsektion för att bära den ström. för vilka de är dimensionerade.

På grund av utgângskapaciteten hos rörupptiningsapparaten har man tyckt att det var tillrådligt att just ha den ena lind- ningen på sekundärsidan, vilken har ett högt amperetal, näm- ligen 2000 Amp växelström. och att åstadkomma ändringen hos spänningarna med hjälp av olika uttag på primärsidan. För att hålla sekundär- eller högamperetalslindningens resistans på ett minimum. lindas sekundärlindningen först på lindnings- blocket. därigenom hålls längden på varven så kort som möjligt.

Såsom beskrivits ovan kan transformatorn med hjälp av kopp- lingsarrangemanget eller uttagsvalsarrangemanget matas med 240 V. eller 220 V eller 120 V. Slutresultatet av denna speciella dimensionering är att utgången på rörledningstiningsapparaten kan passas ihop mera nära med rörbelastningen och fortfarande hålla ett mycket hårt eller icke reagerande spänningstill- stånd. Detta är ett av de väsentliga elementen för rörled- ningsupptining.

Fastän uppfinningen har beskrivits ovan såsom tillämpad på upptining av rörledningar bör det vara uppenbart att den nya anordningen kan användas för att uppvärma rör för vätskor. såsom bunkerolja. tjära. vax etc.. vilka stelnar vid tempera- turer. som är mycket högre än vattnets fryspunkt. Uppvärmning av dylika rörledningar håller dem fritt flytande. Det bör observeras att uttrycket “rör1edningstining". såsom den an- vänds i beskrivningen och kraven. skall förstås tillräckligt 10 15 20 454 931 22 brett för att täcka uppvärmning av dylika rörledningar förutom smältning av is i vattenrör.

Vidare. förutom att åstadkomma diskreta kopplingslägen. vid vilka olika spänningsnivåer väljs. skulle en omkopplare. såsom en roterande omkopplare. kunna användas för att erhålla en graderad spänningsutgång. Ånyo torde det huvudsakliga greppet hos uppfinningen vara att hindra en relativt hög spänning från att matas till rörledningen. om vid ett relativt lägre spän- ningsläge strömmen vore lägre än ett i förväg bestämt värde.

Vi har också räknat med att styrkretsen enligt uppfinningen skulle kunna anordnas så att den i själva verket hindrar ett högre kopplíngsläge från att väljas. när vid en lägre kopp- língsposition. strömmen är låg. Detta skulle kunna göras under användning av ett solenoidaktiverat lås. som torde aktivera omkopplaren. när den aktiveras. Detta är ett något annat när- mande från det specifika beskrivna arrangemanget. i vilket operatören kan välja en högre position. men den högre spän- ningen matas ícke till rörledningen på grund av aktiveringen av styrreläet. Emellertid blir slutresultatet detsamma.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 454 931 23 Patentkrav

1. Upptiningsanordning för rörledningar innefattande en effektkälla med relativt låg spänning och hög ström. ett omställningsarrangemang hörande till effektkällan och selek- tivt manövrerbart mellan åtminstone ett första och ett andra tillstånd. varvid det första tillståndet definierar en första spänningsutgång och det andra tillståndet definierar en andra spänningsutgång. som är högre än den första spänningsutgângen, kablar kopplade till effektkällan för att tillföra den valda spänningen till en rörledning, som skall tinas. och en ström- avkännare för att avkänna den ström. som flyter i den rörled- ning. som skall tinas. k ä n n e t e c k n a d av en styr- krets (fig. 3) kopplad till strömavkännaren (49) och till om- ställningsarrangemanget (PBA-PBG), varvid styrkretsen (fig. 3) är manövrerbar. när omställningsarrangemanget är i det första tillståndet och den avkända strömmen är högre än ett i förväg bestämt värde för att vid efterföljande omställning av om- ställningsarrangemanget till det andra omställningstillståndet medge tillförsel av den andra spänningsutgângen till rörled- ningen. men när den avkända strömmen är under det i förväg bestämda värdet att hindra tillförsel av den andra spänningen till rörledningen.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av en automatisk utlösningskrets (106, CR3) styrd av styrkretsen (fig. 3) för att brvta effektmatningen. när den avkända ström- men är under det i förväg bestämda värdet.

3. Anordning enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a d av en tidsfördröjningskrets (Q3. Q4. Ul-D) anordnad för att under ett i förväg bestämt tidsintervall efter avkänning av strömmen under det i förväg bestämda värdet fördröja avbrytningen-av effektmatning av den automatiska utlösningskretsen.

4. Anordning enligt krav 1. 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d av ett “FARA“-varningsalarm manövrerat av styrkretsen. när den avkända strömmen är under det i förväg bestämda värdet. 10 15 20 25 30 35 454 951 24

5. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av en automatisk utlösningskrets (106. CR3) styrd av styrkretsen (fig. 3) för att bryta effektmatningen. när den avkända ström- men är under det i förväg bestämda värdet men ovanför ett andra i förväg bestämt värde.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av en tidsfördröjningskrets (Q3. Q4. Ul-D) anordnad för att under ett i förväg bestämt tídsintervall efter avkänning av strömmen mellan de i förväg bestämda värdena fördröja brytningen av effektmatningen av den automatiska utlösningskretsen.

7. Anordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av ett "FARA“-varningsalarm manövrerat av styrkretsen, när den avkända strömmen är under det i förväg bestämda värdet men över det andra i förväg bestämda värdet.

8. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att effektkällan innefattar en nedtransformator (30) med en primärlindning (31) försedd med i förväg anordnade uttag (Tl - TS). varvid omställningsarrangemanget är manövrerbart att välja i förväg bestämda kombinationer av uttagen. vari- genom en mängd valda utspänníngar är erhållningsbara vid transformatorns sekundärlindning (32).

9. Anordning enligt krav 8. k ä n n e t e c k n a d av att utspänningarna sträcker sig från approximativt 12 V till ap- proximativt 30 V. och att det första omställningstillstândet väljer 20 V.

10. Anordning enligt krav 8 eller 9. k ä n n e t e c k n a d av att transformatorn är en fast kopplad strömtransformator med en lindad kärna och en spole líndad med koppar- - band. där varje varv har spolens fulla bredd. varigenom ut- märkt reglering är erhâllningsbar även under tillstånd med tomgång.