Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_14169
.pdf
Кетоид для локализации дефектов в многоядерных матрицах.
Я, Уильям Уильям Уильям, проживающий по адресу: Чансери Лейн, 75, Лондон, Западная Восточная улица, 2,
дипломированный патентный поверенный, подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере
данного изобретения (сообщение, полученное мной из-за рубежа от немецкой компании Hartmann & Braurt
Aktiengesellschaft, расположенной по адресу: Ионигштрассе, 97, Франкфурт-на-Майне, Западная Восточная
улица, 13, Германия) и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Данное изобретение относится к способу и устройству для измерения и обнаружения межжильных
повреждений в многожильных кабелях.
Если во всех жилах кабеля возникают межжильные замыкания, то есть когда жилы в результате
развивающегося или уже возникшего замыкания шунтируются друг относительно друга, то крайне сложно,
если нет вспомогательной и исправной жилы, обнаружить замыкание с помощью известных на данный
момент методов с достаточной степенью точности. Различные методы дают удовлетворительные результаты
только при соблюдении определенных условий и поэтому могут использоваться лишь в очень ограниченной
степени. В целом, эти методы можно разделить на два класса: метод измерения сопротивления и метод
измерения падения потенциала.
Среди методов измерения сопротивления можно упомянуть, например, метод Блавье, согласно которому
сопротивление двухжильного кабеля измеряется сначала в изолированном состоянии, а затем при коротком
замыкании обеих жил, при этом место повреждения рассчитывается по двум полученным значениям.
Сопротивление замыкания, разумеется, учитывается в обоих измерениях и, следовательно, не должно сильно
меняться в течение времени измерения; кроме того, по причинам, которые здесь нет необходимости подробно
описывать, оно не должно быть ни слишком высоким, ни слишком низким.
В случае методов определения падения напряжения, повреждение локализуется по падению напряжения,
которое обусловлено током, который должен быть постоянным и протекает в поврежденном сердечнике и
последовательно включенном с ним сопротивлении; следовательно, и в этом случае сопротивление [Цена 1/-]
повреждения должно быть очень равномерным и, кроме того, не должно быть слишком высоким, иначе
протекающий ток будет слишком малым для измерения.
Целью данного изобретения является преодоление этих препятствий и ограничений с помощью нового
метода, который можно назвать методом разветвления тока, как будет объяснено ниже.
Изобретение включает в себя способ и устройство для определения местоположения повреждения в
многожильном кабеле 65, имеющем межжильные повреждения, посредством тока, подаваемого на два жилы
через точку утечки, характеризующиеся тем, что при этом на два других жилы, используемых для 70
измерений, создается разность потенциалов, причем измерительные жилы с обоих концов соединены в петлю
посредством интерполяции амперметра на одном конце и ответвительного ключа на другом конце, или одного
такого амперметра на 75 каждом конце, и тем, что соотношение токов, протекающих в двух петлях, служит для
определения местоположения повреждения.
Изобретение будет более подробно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, из которых: Фиг. 1
представляет собой схематическое изображение для пояснения.
Исходя из основных принципов изобретения, на фиг. 2-6 схематически показаны различные конструктивные
формы изобретения, а на фиг. 7 представлен схематический вид устройства, приспособленного для
осуществления различных коммутационных схем, показанных на фиг. 2-6.
Теперь обратимся к рис. 1. Если на неисправный и, следовательно, протекающий сердечник подается
напряжение или потенциал, и если другой сердечник 95 заземлен с обоих концов, как показано на рисунке, то,
с одной стороны, ток протекает через протекающее или неисправное место на землю, а с другой стороны, на
заземленный сердечник 100 в месте неисправности подается разность потенциалов. Эта разность
потенциалов вызывает протекание двух токов в обоих направлениях, величина которых обратно
пропорциональна сопротивлению.
Если измерительный прибор установлен на обоих концах этого стержня (далее -.-t^ k --,,J 1 X, -, ' ' ', 1r,
3609498 -- называемого "измерительным стержнем"), то становится возможным рассчитать сопротивление
участков измерительного стержня и, следовательно, определить местоположение неисправности.
На этой основе можно разработать ряд измерительных цепей в соответствии с изобретением, которые
позволяют простым и надежным способом определить местоположение неисправности. Несколько примеров
показаны на рисунках 2–6. Кроме того, для цепи батареи целесообразно использовать жилы, расположенные
как можно дальше друг от друга в кабеле, а также использовать две жилы, примыкающие к жилам цепи
батареи, для целей измерения, чтобы получить как можно большие измерительные токи. Эти жилы никогда не
будут находиться под одинаковым натяжением. Но даже если измерительные стержни выбираются
случайным образом, и случайно выбираются стержни с одинаковым натяжением, это приведет к следующему
результату.
Это подтверждается тем фактом, что оба измерительных прибора показывают ноль. В качестве одного из
измерительных сердечников может использоваться земля или свинцовая оболочка кабеля.
Согласно рис. 2, два измерительных сердечника 1 и 1b соединены на концах с высокочувствительными
измерительными приборами, имеющими одинаковое омическое сопротивление и одинаковую
чувствительность. Ток, протекающий от батареи B, направлен в сторону, указанную стрелками.
Если a — сопротивление двухжильного провода до места повреждения, w — общее сопротивление
двухжильного провода, а i и in — отклонения, показанные на обоих измерительных приборах, то, поскольку
токи в ветвях соответствуют обратным значениям сопротивлений 2t1- zZ+, и, следовательно, x = M (2-- i)+i2 w
il+i2 Отклонение необходимо считывать одновременно на обоих приборах, поскольку ток может подвергаться
некоторым колебаниям из-за уточнения -:
Одновременное наблюдение отклонения обеспечивается телефонной связью через батарейные отсеки или
через третий отсек; если из-за серьезной неисправности связь по телефону невозможна, то можно
использовать зуммеры или другие сигналы, ослабляя ток батареи на определенные периоды, которые будут
легко заметны обоими приборами.
их руки отступают на некоторое время; конечно, будет возможно взять имя для каждого из инструментов Go из
нескольких разных источников.
В случае шунтов с очень высоким сопротивлением, то есть при незначительных повреждениях, ток,
проникающий в измерительные сердечники, может быть настолько слабым, что отклонения гальванометра
слишком малы для практических измерений, и в таком случае можно прибегнуть к следующему способу.
Батарею оставляют работать в течение нескольких минут при неисправности, пока ток не стабилизируется и
не станет постоянным, после чего полярность батареи меняется на противоположную с помощью
интерполированного реверсивного выключателя. Вследствие деполяризации, вызванной изменением
направления тока в месте повреждения, ток на мгновение возрастает, а затем снова падает. Это наблюдается
на измерительных приборах, интерполированных на обоих концах кабеля, в следующем рисунке. При
изменении полярности стрелка прибора энергично отклоняется в другую сторону от нулевой точки и сначала
быстро, затем с меньшей скоростью перемещается вдоль шкалы, затем на мгновение останавливается и,
наконец, возвращается обратно. Поскольку увеличение и уменьшение тока происходит абсолютно синхронно
в обоих путях тока, обратные точки обоих амперметров (по которым показания легко считываются) позволяют
очень надежно и точно определить пропорции токов в ветвях.
Таким образом, достигается многократное увеличение постоянных отклонений, и, кроме того, есть
преимущество в том, что для одновременного считывания показаний приборов не требуются сигналы.
На рис. 3 показана схема построения этой измерительной цепи. Расположение такое же, как на рис. 2. Однако
допускается, что измерительные приборы могут быть закорочены с помощью ключей Т1 и Т2. Это делается
поочередно, при этом каждый раз отмечается отклонение не закороченного измерительного прибора № 1.
Соотношение отклонения стрелок двух приборов указывает на обратное соотношение участков кабеля,
образованных в зависимости от местоположения повреждения. Если ввести следующие значения, riz:
Current in 31 left hand side i1 t the kiy Currentraintin right hand sections-I=, -s depressed and Current iii M right hand
-iae -id when 0hriiient ini left hand section= IF -. TI is edn-lepressed 1145 then t, W-X of 2 ^-:X I" =- M- (l) and I -- r -A
(2;) Ii 12 W_ x+MV Fot) foi! или -± ort+ 5 t1 W-X W-X 360,498 1, тогда получаются следующие значения, а
именно: - 55, и из (2) следует также, что w+M.
Предположим теперь, что общий ток в измерительных сердечниках остается постоянным независимо от того,
какая клавиша нажата. Это предположение всегда выполняется с достаточной степенью точности на
практике, поскольку сопротивление замыкания в результате электролитического воздействия велико по
сравнению с сопротивлением измерительных сердечников, и, следовательно, w+M. w-Mt2 /1W-$ = 2X или x=w.
Поскольку в этом выражении, помимо x и w, не фигурируют другие омические значения, допустимо
обозначить x как длину до места повреждения (=f), а w как общую длину кабеля (=1). Формула f=l i. При
использовании этого метода нет необходимости знать омическое сопротивление измерительного сердечника.
Ещё один вариант осуществления показан на рис.
4. В этом случае к стороне, демонстрирующей наибольшее отклонение, добавляется достаточное
сопротивление R, равное 2, до тех пор, пока оба прибора не покажут одинаковое отклонение. Тогда +M+R=w -
x+M, и, следовательно, w-R X= 2.
Преимущество использования этого метода заключается в том, что легко и безопасно полагаться на равные
прогибы, которые, однако, не нужно записывать, поскольку они не требуются в расчетах.
На рис. 5 показана аналогичная измерительная схема, но с той разницей, что переменное сопротивление не
включено последовательно с одним из амперметров, а параллельно ему; сопротивление регулируется таким
образом, что оба прибора показывают одинаковое отклонение.
Где J обозначает суммарный ток в левой части измерительных сердечников, а i — ток в правой части, тогда и
отсюда.
i1+ 2 RI-M - = pfil-,or,as=tts i1 (R' M) 3 g1 (1) и далее J.w-X+MIMR1W X3+ M lIf we. no Teplace i, by the same value
v i, and.1 by the -halie gie+n by e'qatioh f R'±M w-X+M R1 - M. R1 ' M+R' and therefrom = M 2RiW (2) The fraction R
presents a M 2P1' rereens certain factor for each measurement, by 60 which w must be multiplyed to get x.
Предположим, например, Rl = 10 Ом и M = 30 Ом, тогда RI = 10 1 M + 2Ri 30 + 20 5'. Когда общее
сопротивление 65 измерительных сердечников составляет, например, w = 200 Ом, x будет равно = 200x1 - 40
Ом. Если вместо омического сопротивления измерительных сердечников вставить длину 5Т, например, 1=3
км, то получим 2=3x5=0,6 км.
Если в уравнении xe = W + подставить не омическое сопротивление, а длину кабеля для w, то x даст длину
кабеля вплоть до повреждения 75.
Чтобы максимально упростить расчет x, предпочтительно использовать проволочный резистор и скользящий
резистор, соединенные параллельно, или резистор со скользящей шкалой 80 Ом, или какое-либо аналогичное
устройство, а также откалибровать его по функции k R1 k = M + 2R1. После регулировки сопротивления
остается только умножить 85-кратный коэффициент k, измеренный на сопротивлении, на длину кабеля и
таким образом получить расстояние до повреждения.
Даже если не требуется определять ни длину, ни сопротивление всего кабеля, тем не менее, можно
определить сопротивление, проведя, помимо вышеупомянутого измерения, еще одно измерение согласно
рис. 4; а затем подставив значения R' и R в уравнение x = M. Это уравнение получается, если значение tv
вычисляется из уравнения x-w2- R согласно схеме, показанной на рис. 4, и если это значение затем
подставляется в уравнение 0(] .. k в случае схем согласно рис. 4 и 5, можно прибегнуть к методу, упомянутому
при ссылке на рис. 2 (то есть, методу обратного тока), чтобы получить более точную оценку с большими
отклонениями стрелки измерительного прибора после предварительного получения приблизительной оценки.
Данная схема предназначена для случаев, когда доступен только один прибор или когда отсутствует помощь
в работе со вторым прибором.
0 Поскольку в данной конкретной конфигурации цепей в измерительный контур входит только та, которая
содержит измерительный прибор, выполняются два последовательных измерения...
Разумеется, необходимы изменения в токовых цепях или ответвлениях, которые будут приспособлены для
проведения расчетов, чтобы местоположение неисправности можно было определить по двум различным
отклонениям показаний одного и того же прибора. В этом случае также справедливо вышеупомянутое
предположение о том, что суммарный ток в измерительной петле остается постоянным.
Согласно схеме, показанной на рис.
6 Измерительный стержень попеременно открывается и закрывается с одного конца с помощью ключа Т, в то
время как отклонения стрелки измерительного прибора MV считываются с другого конца. Предположим, что
ток, проходящий при открытии ключа, равен T. Если ключ теперь нажат, то есть цепь замкнута, то происходит
распределение тока: одна из частей тока, обозначенная, скажем, i, протекает через цепь и M, а другая часть
тока i протекает через кабельную часть справа и через цепь T. Следовательно, существует соотношение i = (i
- 1)M. В соответствии с причинами, объясненными в связи с рис. 3, сопротивление шунта очень велико по
отношению к сопротивлению жил кабеля, поэтому существенного изменения общей силы тока в
измерительных жилах из-за замыкания ключа не происходит. Следовательно, J = i - i, или il = - i. Если это
значение является интерполяцией в данном уравнении, то tle VAieL -2.
-J- -+M получается, и из этого w (J-i)-i M Xc= J Во всех показанных схемах измерения можно проводить с
помощью существующего источника тока (например, в случае телефонных кабелей, с помощью тока от
батареи).
В тех случаях, когда такая батарея недоступна, может оказаться возможным использовать ток, генерируемый
электролитическим процессом непосредственно в месте повреждения.
Для проведения этих измерений предпочтительно использовать измерительное устройство, которое включает
в себя все различные элементы отдельных цепей, расположенные соответствующим образом. На рис. 7 в
качестве примера показано устройство, с помощью которого можно легко получить все схемы 65.
U, вместе с сопротивлением wi t2 rw, служит для уменьшения чувствительности амперметра к току
небольшими шагами, например, до A, 4-, R и так далее, 70 в зависимости от силы тока, присутствующей в
измерительных сердечниках. Обозначение буквы Т служит для проведения соответствующих измерений.
к схеме, показанной на рис. 3. -U и U3 — переключатели реверса. Предполагается, что T2 будет
использоваться, если измерения проводятся в соответствии с рис. 6, где R=. Если используется метод
измерения и схема, показанные на рис. 4 и 5, то устройство становится регулируемым. Провода,
подключенные к батарее 80, соединены с клеммами K,, K, а жилы измерительного кабеля соединены с
клеммами 1 K:2.
При проведении измерений в соответствии со схемой, показанной на рис. 5, один из 85 измерительных
сердечников должен быть подключен к соединенным клеммам i и h, а другой измерительный сердечник — к
клемме K3.
Теперь, подробно описав и определив природу указанного идиома и то, каким образом он должен быть
использован, я выяснил, что он имеет природу.
Соседние файлы в папке патенты