УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЕЙ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к системам электроснабжения, и предназначена для испытания изоляции на электрическую прочность и определения места повреждения силовых кабелей напряжением до 6 кВ в подземных выработках шахт и на поверхности угольных и горнорудных предприятий.
Известно устройство для поиска повреждений и испытания изоляции в отключенных силовых кабелях в подземных выработках угольных шахт всех категорий по пылегазовому режиму (Руководство по ревизии, наладке и испытанию подземных электроустановок шахт. Справочник под редакцией В.В.Дегтярева, Л.В.Седакова. - М.: Недра, 1989. - С.33-42). Известный аппарат состоит из двух блоков: испытателя изоляции импульсным напряжением и искателя места повреждения кабеля. Индикация пробоя при испытании импульсным напряжением основана на сравнении зарядного и разрядного токов в испытуемой кабельной линии. Если изоляция испытуемого кабеля не повреждена, т.е. выдерживает импульсное напряжение, то зарядный и разрядный токи в испытуемом кабеле равны и протекают в противоположных направлениях. При электрическом пробое или к.з. в кабельной линии зарядный ток превышает обратный разрядный ток на величину утечки тока в поврежденной изоляции.
Основными недостатками известного устройства являются сложность конструкции и недостаточная мощность разряда, что значительно затрудняет поиск места повреждения изоляции непосредственно на трассе кабельной линии.
Известно устройство для определения повреждения изоляции кабеля, содержащее импульсный повышающий трансформатор с источником питания и накопительным конденсатором, ко вторичной цепи которого
подключены индикатор повреждения изоляции и жилы испытуемого кабеля (свидетельство РФ на полезную модель №23202, кл. 7 G 01 R 31/08, приоритет от 24.09.2001 г., опубликовано в 2002 г., Б. №15). Известное устройство содержит также индикатор величины амплитуды импульсного напряжения, подключенный к первичной обмотке трансформатора параллельно накопительному конденсатору, и ограничительный резистор, подключенный к выходам вторичной цепи трансформатора. Во вторичную цепь трансформатора включены также параллельно резистор, дополнительный конденсатор и индикатор повреждения изоляции.
Существенным недостатком известного устройства является невозможность с его помощью определить с необходимой точностью место повреждения изоляции на трассе кабельной линии после испытания и электрического пробоя поврежденной изоляции кабельной линии импульсным испытательным напряжением.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности использования за счет обеспечения возможности проведения испытания изоляции кабелей на электрическую прочность с последующим определением, в случае электрического пробоя изоляции, места повреждения непосредственно на трассе кабельной линии.
Предложено устройство для испытания и определения места повреждения изоляции кабелей, включающее импульсный повышающий трансформатор, к первичной обмотке которого через переключатель подключены источник питания в виде импульсного генератора со схемой удвоения напряжения и накопительный конденсатор, а к выходам вторичной цепи трансформатора подключен ограничительный резистор и они соединены с испытуемым кабелем, и индикатор величины импульсного выходного напряжения и электрического пробоя.
Отличием предложенного устройства является то, что оно снабжено дополнительными диодами, конденсатором и резистором, при этом дополнительный диод соединен с первичной обмоткой трансформатора и с испытуемым кабелем, дополнительный конденсатор включен
параллельно накопительному конденсатору, а дополнительный резистор установлен во вторичной цепи трансформатора, причем индикатор величины импульсного выходного напряжения и электрического пробоя изоляции через высокоомный резистор подключен к первичной обмотке трансформатора, а его интегрирующая цепь подключена к дополнительному резистору.
В случае пробоя испытуемой изоляции заряды накопительного и дополнительного конденсаторов практически полностью разряжаются через место пробоя изоляции в кабеле, минуя индуктивное сопротивление обмоток трансформатора. При этом мощность искрового пробоя в месте повреждения изоляции в кабеле возрастает в десятки раз (30-50 раз), создавая значительный звуковой и световой эффект, позволяющий точно определить место пробоя изоляции непосредственно на трассе открыто проложенных кабельных линий в подземных выработках шахт.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
Устройство имеет автономное питание от генератора G с ручным приводом. Переменное напряжение от генератора через схему удвоения, включающую диоды VD1, VD2 и конденсатор С1 подается на накопительный конденсатор С2, который присоединен к первичной обмотке трансформатора ТР (автотрансформатор) через кнопку S.
Вторичную обмотку (цепь) трансформатора подключают к испытуемой кабельной линии силовыми зажимами Х1 и Х2.
Комбинированный индикатор Р1 подключен к первичной обмотке трансформатора через высоомный резистор R1 и имеет две шкалы: нижняя шкала проградуирована в киловольтах и показывает величину амплитуды импульсного выходного напряжения, верхняя шкала указывает наличие пробоя проверяемой изоляции. Для индикации электрического пробоя изоляции во вторичную цепь трансформатора ТР включен
дополнительный резистор Кд, к которому подключена интегрирующая цепь индикатора из конденсатора С3 и резистора R3.
Д
Д
К цепи первичной обмотки трансформатора параллельно накопительному конденсатору С2 подключен дополнительный конденсатор С, а выводы первичной и вторичной обмоток трансформатора шунтируют дополнительным диодом VD так, что при пробое испытуемой изоляции заряд накопительного и дополнительного конденсаторов разряжается непосредственно через место пробоя изоляции в кабеле.
Ниже приведено описание работы устройства.
-4
-3
При вращении рукоятки генератора G накопительный конденсатор С2 плавно заряжается до нормированного напряжения и при нажатии на кнопку S разряжается на первичную обмотку импульсного трансформатора ТР. Во вторичной обмотке наводится ЭДС и испытуемая изоляция в течение 10-10 с будет находиться под нормированным импульсным напряжением до 30 кВ. После разрядки накопительного конденсатора С2 напряжение на испытуемой изоляции автоматически разряжается через вторичную обмотку трансформатора. Для снижения колебательных процессов вторичная цепь трансформатора шунтирована резистором R4.
Индикация пробоя при испытании импульсным напряжением основана на сравнении зарядного и разрядного импульсных токов в испытуемой кабельной линии. Если изоляция испытуемого кабеля не повреждена, т.е. выдерживает импульсное испытательное напряжение, то зарядные и разрядные токи в кабеле равны и протекают в противоположных направлениях, напряжение на конденсаторе С3 будет равно нулю, а индикатор Р1 покажет отсутствие пробоя через изоляцию.
При электрическом пробое или к.з. протекает апериодический ток, при этом конденсатор С3 заряжается, а индикатор Р1 покажет наличие пробоя в изоляции кабеля.
Для поиска места повреждения изоляции непосредственно на трассе кабельной линии в цепь первично обмотки подключают параллельно накопительному конденсатору С2 дополнительный конденсатор
Д
Д
С, а выводы первичной и вторичной обмоток трансформатора ТР шунтируют диодом VD. При нажатии на кнопку S оба конденсатора полностью разряжаются на место пробоя изоляции кабеля, минуя индуктивное сопротивление обмоток трансформатора. При этом мощность искрового пробоя в месте повреждения изоляции в кабеле увеличивается, создавая значительный звуковой и световой эффект, позволяющий однозначно определить место пробоя.
Д
Д
Предельные параметры диода VD по напряжению и току должны при этом соответствовать выходным параметрам на зажимах Х1 и Х2, а дополнительный конденсатор С соответственно - С2.
Предложенное устройство обеспечивает проведение испытаний изоляции кабельных линий на электрическую прочность и определение пробоя изоляции непосредственно на трассе кабельной линии импульсным повышенным напряжением до 30 кВ.