УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ И КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЖИЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ

Предлагаемая полезная модель относится к области электроизмерительной техники и может быть использована для идентификации и контроля технического состояния жил электрического кабеля.
Одним из наиболее распространенных элементов электрооборудования технических систем различного назначения являются электрические кабели, маркировка жил которых, а также определение их технического состояния (выявление неисправностей типа «пробой» и «обрыв» жилы) представляет задачу, решение которой определяет эффективность функционирования электроснабжения системы в целом.
Известно устройство для трассировки и идентификации окончаний кабелей, проводников и кабельных каналов [Иванцов И. Трассировка и идентификация кабельных линий: обзор популярных методов / И.Иванцов.- М.: (Электронный ресурс). - 2009], содержащее тональный генератор и индуктивный щуп. Принцип действия устройства заключается в том, что сигнал, формируемый генератором, подается на кабель в любом доступном месте. Щуп обеспечивает прием сигнала датчиком, его усиление и воспроизведение через динамик или наушники. По уровню громкости сигнала, оператор может определить место залегания кабеля и проследить трассу вдоль линии, начиная с места подачи сигнала. Недостатком рассмотренного устройства является его сравнительная сложность и невозможность осуществить маркировку жил кабеля при наличии неисправностей типа «пробой» и «обрыв» жил.
Известно устройство для идентификации жил в кабелях и контроля за целостностью цепи [Иванцов И. Идентификация жил в кабеле и проверка целостности цепей / И.Иванцов.- М.: (Электронный ресурс). - 1998 (17 мая)], состоящее из цифрового идентификатора и выносного блока, каждый из выходов которого пронумерован и выдает свой уникальный сигнал. После подключения идентификатора к любым двум жилам с другой стороны на дисплее появится номер одной из них. Идентификация большего числа жил выполняется последовательным подключением выносного блока попарно ко всем жилам кабеля. Устройство может определять также оборванные, замкнутые и находящиеся под напряжением жилы. Недостатком рассмотренного устройства является его сложность и высокая стоимость.
Ближайшим по технической сущности устройством, выбранным за прототип, является устройство для контроля сопротивления изоляции электрических цепей (Патент РФ №2029968, 1995 г.). Устройство содержит коммутатор, источник постоянного напряжения, блок фиксации окончания переходного процесса, диод, опорный резистор, элемент сравнения, блок контроля, логический элемент 2И, линию задержки, формирователь по переднему фронту импульса, аналоговый инвертор. Устройство позволяет определять целостность жил кабеля, вместе с тем имеет достаточно сложную структуру и может быть использовано лишь для кабелей с маркированными жилами.
Предлагаемое техническое решение направлено на сокращение времени для идентификации и контроля технического состояния жил электрического кабеля, а также на существенное упрощение схемного решения, так как позволяет осуществить маркировку жил кабеля с одновременным контролем их технического состояния.
Сущность полезной модели состоит в том, что него, наряду с коммутатором и источником постоянного напряжения, введены два индикатора, полупроводниковый диод и переключатель, при этом на n входов коммутатора подключаются n жил электрического кабеля, с другой стороны кабеля к двум, произвольно выбранным жилам, подключаются последовательно соединенные полупроводниковый диод и первый индикатор, причем параллельно диоду включен переключатель, а два выхода коммутатора связаны с последовательно соединенными источником постоянного напряжения и вторым индикатором.
Принцип действия устройства поясняется фиг.1, где представлена функциональная схема устройства для идентификации и контроля технического состояния жил электрического кабеля.
В состав устройства входят: коммутатор 1, осуществляющий коммутацию жил кабеля (принципиальная электрическая схема коммутатора в описании не рассматривается), контролируемый кабель 2, электрическая жила кабеля 3, назначенная быть общей, источник постоянного напряжения 4 (GB), два индикатора 5 и 6 (например, лампочки накаливания HL1 и HL2), выключатель 7 (SA) и полупроводниковый диод 8 (VD).
Устройство работает следующим образом.
При идентификации и маркировке жил кабеля
На n входов коммутатора 1 подключаются n жил электрического кабеля 2, одна из жил которого 3 назначается общей, остальные жилы с этой стороны кабеля соединяются между собой гальванически. К выходу коммутатора подсоединяются последовательно включенные источник постоянного напряжения 4 (GB) и первый индикатор 5 (HL1). Пусть n-я жила назначена общей и она должна быть подключена к плюсу источника постоянного напряжения 4, а гальванически связанные жилы должны быть подключены к минусу данного источника напряжения. Все подключения и переключения жил осуществляются автоматически коммутатором по заданной программе.
На второй стороне кабеля осуществляется произвольное подключение зажимов а) и б) к жилам кабеля. При этом выключатель 7 (SA), шунтирующий своим контактом диод 8 (VD), должен быть включен, т.е. контакт выключателя - замкнут. Далее производится последовательный перебор произвольно выбираемых пар жил электрического кабеля. Причем, подключение зажимов (последовательный перебор) может быть как ручным, так и автоматическим с помощью опять же соответствующего коммутатора, который на схеме не показан.
При одном из подключений образуется электрическая цепь для срабатывания индикаторов HL1 и HL2 (пусть, как показано на схеме: зажим а) подключен к жиле 1, а зажим б) - к общей жиле n). Далее возникает необходимость определить: какая из двух идентифицированных жил подключена к плюсу источника GB. В этом случае выключатель SA выключается, подключая в цепь диод VD. Если диод VD оказывается в прямом включении относительно источника GB и лампочки HL1 и HL2 продолжают гореть, то процесс поиска заканчивается: к плюсу подключена общая жила и именно ее необходимо промаркировать. Если же после размыкания выключателя SA лампочки HL1 и HL2 гаснут (что соответствует обратному включению диода VD относительно источника GB), то производится переполюсовка зажимов а) и б) для данной выявленной пары жил, после чего индикаторы HL1 и HL2 вновь загораются, а общая жила 3 кабеля, подключенная к плюсу источника 4, маркируется.
Таким образом, факт идентификации технически исправной пары жил электрического кабеля фиксируется одновременным срабатыванием индикаторов: одно- или двукратным загоранием лампочек HL1 и HL2 (в зависимости от полярности подключения диода VD относительно источника GB). При этом одновременно происходит и маркировка одной (общей) жилы кабеля.
После этого коммутатор технически исправную и промаркированную жилу отключает вообще из процесса проверки. Остальные жилы коммутируются аналогично: одна жила назначается общей и подключается к плюсу источника напряжения, а остальные жилы соединяются между собой гальванически и подключаются к минусу источника напряжения. Далее процесс идентификации и маркировки жил повторяется.
При неисправности типа "пробой"
Наличие в электрическом кабеле неисправности типа «пробой» между назначенной общей жилой и любой одной из остальных жил фиксируется срабатыванием только одного индикатора (загоранием лампочки HL1). При этом индикатор HL2 не загорается, так как этот индикатор и диод будут шунтированы "пробоем" между жилами. После этого общая жила фиксируется как неисправная, а процесс идентификации и контроля жил продолжается.
При неисправности типа "обрыв"
В случае наличия в электрическом кабеле неисправности типа «обрыв» в обеих идентифицированных жилах или в одной из жил (пусть опять же в жилах 1 и/или n) срабатывание устройств индикации (загорания лампочек HL1 и HL2) не будет фиксироваться вообще. После этого данная пара неисправных жил опять же фиксируется, а процесс идентификации и контроля продолжается.
Положительный эффект данной полезной модели определяется следующими факторами:
- существенной экономией времени, затрачиваемой на маркировку жил и определение технического состояния кабеля;
- высокой экономичностью, обусловленной как простотой используемого устройства контроля, так и максимальным упрощением выполняемых операций;
- высокой универсальностью устройства, т.е. возможностью его функционирования без конструктивных изменений с широкой номенклатурой кабелей.