УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

Устройство для определения повреждения изоляции кабеля.
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для определения повреждения изоляции в кабельных линиях, преимущественно высокого напряжения, в шахтах, взрывоопасных помещениях и полевых условиях открытых горных разработок.
Известен аппарат АИИ-70 для испытания изоляции электрооборудования и кабелей повышенным переменным и выпрямленным напряжениями, состоящий из передвижного пульта с повышающим трансформатором, регулятором напряжения, приборами защиты, управления и измерения и кенотронной приставки с микроамперметром (В.В. Платонов и др. Испытания и прожигание изоляции силовых кабельных линий. М., Энергия, 1975, с. 11-14).
Педостатками измерительного аппарата являются: опасность поражения выпрямленным напряжением при случайном прикосновении к испытуемым кабелям в условиях высокой влажности, характерных для шахт;
испытание повышенным напряжением в течение 5-10 мин не исключает возможности воспламенения бумажно-масляной изоляции кабеля в местах его повреждения, а наличие в горных выработках горючих материалов повышает опасность возникновения пожара;
необходимость разрядки жил кабеля после каждого приложения испытательного напряжения;
сложность конструкции и большая масса.
GOIR 31/08
В следствии этих недостатков аппараты АИИ-70 не могут применятся в шахтных условиях.
Известно устройство для испытания электрической прочности изоляции кабеля в шахтных условиях, содержаш;ее источник постоянного напряжения, зарядный контур с конденсатором, соединенный через тиристор о первичной обмоткой импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого при проведении испытаний подключается к жиле испытуемого кабеля, цепь управления тиристора с пусковой кнопкой и индикатор (Авторское свидетельство СССР № 383157, кл. Н02Н 7/26, опубликовано в 1973 г.) . На базе данного изобретения был создан аппарат для поиска повреждений изоляции в шахтных кабелях АШИК. Принцип действия аппарата заключается в том, что предварительно заряженный конденсатор посредством тиристора разряжается на низкоомную обмотку повышающего импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого подключается к жилам испытуемого кабеля. После разрядки конденсатора испытуемый кабель разряжается через вторичную обмотку импульсного трансформатора. При электрическом пробое изоляции в кабельной линии протекает апериодический ток и индикатор указывает наличие повреждения.
Результаты длительного использования аппарата типа АШИК показали высокую перспективность данного принципа работы и выявили отдельные недостатки его. К числу таких недостатков следует отнести:
- отсутствие в аппарате показателя величины импульсного напряжения, подаваемого на первичную обмотку трансформатора;
- зависимость амплитуды импульсов напряжепия в испытуемом кабеле от длины его, что в коротких кабелях может привести к пробою изоляции вследствии увеличения амплитуды выше допустимой;
влияние на точность показаний индикатора повреждения изоляции токов разрядки в кабельной цепи.
Предложено устройство для определения повреждения изоляции кабеля, содержащее повышающий импульсный трансформатор, к первичной обмотке которого через переключатель подключены источник питания и накопительный конденсатор, а к вторичной цепи и индикатор повреждения изоляции и жилы испытуемого кабеля.
Отличием устройства является то, что оно снабжено дополнительно индикатором величины амплитуды импульсного напряжения, подключенным к первичной обмотке трансформатора параллельно накопительному конденсатору, и ограничительным резистором, подключенным к выходам вторичной цепи трансформатора.
Отличиями является также то, что источник питания может быть выполнен в виде импульсного генератора со схемой удвоения напряжения, а во вторичную цепь трансформатора включен резистор с параллельно подключенными к нему дополнительным конденсатором и индикатором повреждения изоляции.
По сравнению с известными устройствами аналогичного назначения предлагаемое имеет существенные преимущества:
опасность поражения электрическим током и исключает возможность загорания кабелей и возникновения пожара;
после испытания в кабеле отсутствует остаточное напряжение;
наличие визуального контроля величины амплитуды импульса напряжения и возможность ограничения величины амплитуды при испытании кабелей различной длины;
повышение достоверности индикации пробоя изоляции;
возможность применения малогабаритных переносных испытательных аппаратов с автономным питанием.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где приведена электрическая схема устройства.
Устройство для определения повреждений изоляции кабеля содержит импульсный повышающий трансформатор Тр, к первичной обмотке которого через переключатель S подключены источник питания, выполненный в виде импульсного генератора G со схемой удвоения, включающей диоды VD1-VD2 и конденсатор С1, накопительный конденсатор С2 и индикатор величины амплитуды импульсного напряжения Р1, включенный через сопротивление R1 параллельно накопительному конденсатору С2. К выходам вторичной цепи трансформатора Тр подключен ограничительный резистор R2. Вторичная цепь импульсного повышающего трансформатора Тр имеет резистор Ю, к которому параллельно через резисторы R4 и R5 подключен дополнительный конденсатор СЗ индикатор повреждения изоляции кабеля Р2.
Ниже приведено описание работ устройства.
Для проведения испытаний жилы испытуемого кабеля подсоединяют к выходам XI и Х2 вторичной цепи трансформатора
Тр. При разомкнутой с помощью переключателя S цепи первичной обмотки трансформатора Тр (положение «Заряд) вращают рукоятку импульсного генератора G, при этом заряд через схему удвоения поступает на накопительный конденсатор С2 и плавно заряжает через
его до нормированного испытательного напряжения, величину которого визуально контролируют по индикатору Р1. При достижении заданного значения напряжения переключатель S переводят в положение Испытание, при этом замыкается цепь первичной обмотки трансформатора Тр и накопительный конденсатор разряжается через низкоомную первичную обмотку. Во вторичной обмотке импульсного повышающего трансформатора Тр наводится ЭДС и испытуемый кабель в течение 10 ...10 с будет находиться под испытательным напряжением. Если изоляция испытываемого кабеля не повреждена, т.е. выдерживает импульсное испытательное напряжение, то зарядный и разрядные токи в испытуемом кабеле равны, протекают в противоположных направлениях и на конденсаторе СЗ полностью компенсируются, т.е. индикатор повреждения изоляции Р2 будет указывать на отсутствие пробоя. Ограничительный резистор R2 ограничивает амплитуды импульсов напряжения, превышающие заданный уровень (30 кОм) при испытании коротких кабелей, что исключает возможность повреждения их изоляции.
При электрическом пробое или коротком замыкании в кабельной линии протекает апериодический ток, вызванный разрядом накопительного конденсатора С2 на первичную обмотку импульсного трансформатора Тр. В этом случае напряжение на конденсаторе СЗ будет соответствовать величине утечки и индикатор повреждения
z //2rr
изоляции P2 покажет наличие пробоя в изоляции кабеля. Место пробоя кабеля можно установить по характерному хлопку, визуально или с помощью специального переносного датчика. Устройство позволяет испытывать на электрическую прочность силовые кабели с бумажно-масляной, резиновой или пластмассовой изоляцией напряжением до 6 кВ в подземных выработках шахт всех категорий по пылегазовому режиму и на разрезах при длине кабеля до 2000 м.
Зам. директораilJ /  / /Смирнов А.Ф./
КЭЗСБТ ) /)
/г, /7 //