SU1725169A1 - Устройство дл обнаружени участка повреждени изол ции в кабел х - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  оперативного определени  участка повреждени  изол ции шахтных высоковольтных кабелей 6 кВ. Целью изобретени   вл етс  повышение электробезопасности обнаружени  участка повреждени  изол ции асимметричных шахтных кабелей, напр жением 6-10 кВ в рабочем режиме эксплуатации и надежности электроснабжени  горных машин и комплексов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство имеет несколько измерительных трактов, каждый из которых содержит трансформатор 1 тока нулевой последовательности, выпр митель 2, источник 3 питани , делитель 4, блок 8 адреса, аналого-цифровой преобразователь 5, блок 7 сравнени , первый преобразователь 6 кода, второй преобразователь 9 кода, перечисленные блоки представл ют собой измерительный блок 10. По результатам измерений обнаруживают искомые повреждени  изол ции в кабел х. 2 ил. ел С

Description

i

-

i.

и

vi

hO СП

с ч:

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  оперативного определени  участка повреждени  изол ции шахтных кабелей.

Известно устройство дл  определени  участка повреждени , которое обеспечивает указание места повреждени  в кабеле. При этом кабель пропускаетс  через отверсти  множества разнесенных трансформаторных датчиков, соединенных с индикаторными элементами. При наличии повреждени  в кабеле соответствующий индикаторный элемент обеспечивает визуальную индикацию поврежденного участка кабел . В качестве индикаторов используютс  электронные лампы, которые начинают светитьс  при возникновении повреждени  на участке кабел , что не удовлетвор ет более высокому уровню требований электрогазопылевзрывобезопасности шахт.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство дл  обнаружени  участка повреждени  изол ции в кабел х, содержащее источник питани  с последовательно присоединенным резистором , несколько измерительных каналов, каждый из которых включает трансформатор тока нулевой последовательности, установленный в заданной точке вдоль кабел , множество резисторов по числу трансформаторов , триггерные схемы, датчики напр жени , двухполупериодные выпр мители, шины информации и адреса блока управлени  и анализа результата контрол . Недостатком известного устройства  вл етс  необходимость использовани  дополнительного источника посто нного напр жени , что недопустимо по технике безопасности в шахтах. Кроме того, используемые в устройстве пороговые схемы срабатывают при наличии замыкани , что не позвол ет заблаговременно определ ть поврежденный участок в рабочем режиме эксплуатации .

Цель изобретени  - повышение надежности и электробезопасности обнаружени  участка повреждени  изол ции.

Указанна  цель достигаетс  тем, что известное устройство дл  обнаружени  участка повреждени  изол ции в кабел х , содержащее несколько /Зл-.еритель- ных каналов, каждый из которых включает трансформатор токЗ нулевой последовательности , устанавливаемые в заданных точках вдоль кабел , выпр митель, источник питани , шины информации и адреса управлени  и анализа результата контрол , снабжено делителем, аналого- цифровым преобразователем, первым преобразователем кода, последовательно соединенными между собой, и блоком адреса, блоком сравнени  и вторым преобразователем кода. В качестве источника питани  используетс  преобразователь напр жени  в напр жение, при этом выход трансформатора тока нулевой последовательности через параллельно включенный выпр митель соединен с входом делител , который соединен

0 с входом преобразовател  напр жени  в напр жение , три опорных вывода которого подключены к аналого-цифровому преобразователю , один из которых присоединен к блоку адреса, к первому и второму преобра5 зовател м кода и блоку сравнени , информационные выходы которого соединены с выходами блока адреса и второго преобразовател  кода, а выход подключен к второму входу первого преобразовател  кода, при0 чем выходы первых преобразователей кода каждого измерительного канала соединены с шиной информации блока управлени  и анализа результата контрол , входы же вторых преобразователей кода - с шиной адре5 са блока управлени  и анализа результата контрол .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - алгоритм функционировани  устройства определени 

0 участка повреждени  изол ции в кабел х .

Устройство имеет несколько N измерительных трактов, каждый из которых содержит трансформатор 1 тока нулевой

5 последовательности (ТТНП), выпр митель 2, преобразователь 3 напр жени  в напр жение, делитель 4, аналого- цифровой преобразователь 5 (АЦП), первый преобразователь 6 кода, блок 7

0 сравнени , блок 8 адреса, второй преобразователь 9 кода, перечисленные блоки представлю от собой измерительный блок 10, блок 11 управлени  и анализа результата контрол . Количество измерительных

5 трактов определ етс  нагрузочной способностью используемого преобразовател  кода и длиной выдел емых дл  контрол  участков кабел , необходимых дл  обеспечени  требуемого уровн  электробезоп-ас0 нос™

Дл  исключени  вли ни  блуждающих

токов на работу трансформатора 1 тока нулевой последовательности целесообразно заземление металлических оболочек его 5 первичной обмотки выполн ть ниже места установки на контролируемом кабеле, куда подсоедин етс  заземл ющий проводник корпуса.

Преобразователь 3 напр жени  в напр жение имеет три стабилизатора напр жени , имеющих общее входное напр жение и выходные напр жени  соответственно +5 В; +15 В; -15 В. Стабилизаторы собраны на микросхемах серии К142ЕН.

АЦП 5 может быть реализован на микросхеме типа К1113 ПВ 1. Блок 7 сравнени  производит поразр дное сравнение логических значений адресных слов, поступающих с выходов блока 8 адреса и второго преобразовател  9 кода, и при их совпадении выдает сигнал (логическую 1) на выход. Таким образом, на каждой паре соответствующих разр дов входных адресных слов необходимо реализовать логическую функцию Fi ArBiVArBi, где А и В -логические значени  разр дов, а затем с помощью схемы И на восьми входах (, ..., 7) получить сигнал о совпадении адресов (логическую 1). Указанную схему можно достаточно легко реализовать на микросхемах малой степени интеграции (например, на серии К 155), либо использовать одну микросхему средней степени интеграции КМ 559 СК 1 - 8-разр дна  схема сравнени .

Блок 8 адреса представл ет собой набор из восьми переключателей, подающих на выход уровень либо логического нул , либо логической единицы. Таким образом можно сформировать любой восьмиразр дный код - адресное слово. В каждом измерительном канале оно должно быть свое дл  идентификации каждого участка высоковольтного кабел .

Первый и второй преобразователи 6 и 9 кода могут быть реализованы с помощью серийно выпускаемого устройства интерфейсного Электроника МС 4604 ОХМЗ.852.134. При этом один из каналов обмена должен быть установлен только на прием, а другой только на передачу последовательных кодов. Указанные блоки стыкуютс  с каналом блока 11 управлени  и анализа результата контрол  типа Элект- роника-60, т.е. типа интерфейса по каналу передачи со стороны блока 11 управлени  и анализа результата контрол . Таким образом, в качестве блока 11 управлени  и анализа результата контрол  могут быть использованы Электрони- ка-60, ДВК-2, ДВК-3.

Устройство работает следующим образом .

Первичной обмоткой трансформатора 1 тока нулевой последовательности  вл етс  кабель, который находитс  под рабочим напр жением. Ток вторичной обмотки выпр мл етс  выпр мителем 2. Напр жение посто нного тока поступает на преобразователь 3 напр жени  в напр жение, в котором вырабатываютс  требуемые дл 

питани  остальных блоков величины напр жений (+15 В; +5 В; -15В), а также на делитель 4 дл  получени  нормализованного сигнала (0-10 В), пропорционального входному напр жению. Выход делител  4 подключен на вход АЦП 5, в котором осуществл етс  преобразование напр жени  в двоичной 8-разр дный код. Дл  подачи в блок 11 управлени  и анализа

0 результата контрол  этого кода его необходимо преобразовать в последовательность импульсов, в которой 1 соответствует наличию импульсов, а О - отсутствию. Эта операци  реализуетс  первым преобразо5 вателем 6 кода при наличии разрешающего сигнала с блока 7 сравнени .

Разрешающий сигнал формируетс  блоком 7 сравнени  при совпадении 8-разр дного кода, поступающего с блока 8 ад0 реса и 8-разр дного кода с выхода второго преобразовател  9. Код на выходе блока 8 адреса устанавливаетс  с помощью перемычек . Код на выходе второго преобразовател  9  вл етс  результатом

5 преобразовани  последовательного кода адреса в виде последовательности импульсов , периодически выдаваемого блоком 11 управлени  и анализа результата контрол  через общую адресную шину во

0 всеобщие измерительные тракты. При этом алгоритм обнаружени  поврежденного участка кабел  имеет следующую последовательность действий.

Блок 11 управлени  и анализа резуль5 тата контрол  в определенной последовательности выдает на адресную шину коды адресов общих измерительных трактов устройства . В этом измерительном тракте устройства, адрес которого подан на шину

Q адресов, происходит срабатывание блока 7 сравнени  и по соответствующему разрешаемому сигналу на шину информации выдаетс  код напр жени , пропорционального величине протекающего тока. Блок 11

5 управлени  и анализа результата контрол  запоминает этот код и идентифицирует его конкретному адресу. Таким образом осуществл етс  циклический опрос по максимуму значени  тока по всем общим измерительQ ным трактам до N, охватывающим контролируемый кабель целиком. При наличии поврежденного участка увеличиваетс  величина тока в соответствующих общих измерительных трактах, расположенных р дом с

5 этим участком, а следовательно, будут меньше токи в других общих измерительных трактах. На основании анализа результата контрол  измеренных значений тока можно обнаружить поврежденный участок кабел . Это становитс  возможным не только в случае глухого замыкани  на землю, но возможно обнаружить поврежденный участок при любом уменьшенном переходном сопротивлении изол ции, не вызвавшего пробо  изол ции кабел . Вышесказанное позвол ет путем прогнозировани  заблаговременного вы вл ть и предупреждать повреждени  шахтных кабелей в рабочем режиме эксплуатации.

Исходными данными дл  программы в соответствии с фиг. 2  вл ютс  период опроса Т и число участков контрол  N. Блок 11 управлени  и анализа результата контрол  в цикле осуществл ет выдачу на шину адреса кода текущего участка, временную задержку на врем  срабатывани  логических схем и переходные процессы, опрос кода Un на информационной шине и его запоминание. Опросив все N участков, блок 11 управлени  и ана- лиза результата контрол  распечатывает либо выводит на экран диспле  полученные значени . В свободное от указанных операций врем  блока 11 управлени  и анализа результата контрол  выполн ет фоновую программу, т.е. любую, введенную в его пам ть, в том числе программы обработки полученных результатов измерени , например, статистическа  обработка, оценка достовер- ности, прогнозирование временного изменени  измер емых параметров и т.п.

По сравнению с известным предлагаемое техническое решение позвол ет повысить электробезопасность и надежность электроснабжени  горных машин и комплексов путем ликвидации вынужденных простоев и, как следствие, повысить достоверность обнаружени  участков повреждени  изол ции шахтных кабелей.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  обнаружени  участка повреждени  изол ции в кабел х, содержащее несколько измерительных каналов, каждый из которых включает трансформатор тока нулевой последовательности, устанавливаемые в заданных точках вдоль кабел , выпр митель, источник питани , шины информации и адреса блока управлени  и анализа результата контрол , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и электробезопасности обнаружени  участка повреждени  изол ции, оно снабжено делителем, аналого-цифровым преобразователем, первым преобразователем кода, последовательно соединенными между собой, и блоком адреса, блоком сравнени  и вторым преобразователем кода, в качестве источника питани  используетс  преобразователь напр жени  в напр жение , при этом выход трансформатора тока нулевой последовательности через параллельно включенный выпр митель соединен с входом делител , который соединен с входом преобразовател  напр жени , три опорных вывода которого подключены к аналого-цифровому преобразователю, один из которых присоединен к блоку адреса, к первому и второму преобразовател м кода и блоку сравнени , информационные входы которого соединены с выходами блока адреса и второго преобразовател  кода, а выход подключен к второму входу первого преобразовател  кода, причем выходы первых преобразователей кода каждого измерительного канала соединены с шиной информации блока управлени  и анализа результата контрол , входы же вторых преобразователей кода - с шиной адреса блока управлени  и анализа результата контрол .

   Опрос надо Tfn

   Заломинание Ц

   ФоноВа  лрограмма

   v

   ( Остано&)