АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ПОДВОДНОГО СИЛОВОГО КАБЕЛЯ

АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЙ МЕСТА ПОВРЕВДЕНШ ПОДВОДНОГО СИЛОВОЮ КАБЙЛЯ
Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для обнаружения с судна акустическим способом места повреждения силового электрического кабеля, проложенного по дну естественного или искусственного водоема.
УЗвестны устройства для обнаружения места повреждения кабеля СШ1К) акустическим способом. Так, в авторских свидетельствах СССР № 1255967 с приоритетом от 19.04.84 г. и № 1453340 с приоритетом от 19.01.87 г. предложены магнитоэлектрические акустические датчики для обнаружения ЖЖ. При поиске МПК магнитоэлектрический датчик устанавливают на поверхности земли над поврежденным подземным кабелем в зоне, предварительно определенной с помощью одного из относительных методов поиска ЖЖ. В поврежденном кабеле посредством устройства высокого напряжения, подключенному к нему, создаются электрические разряды в месте дефекта. Колебания грунта, возникающие при разрядах, передаются акустическому датчику.
Недостатком рассмотренных магнитоэлектрических датчиков является их низкая чувствительность, ограничивающая дальность обнаружения М1К 3 метрами . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство для уточнения места электрического пробоя изоляции кабеля по авторскому свидетельству СССР
G01К 5i/0
f
№ I083I34 с приоритетом от 09.04.82 г, (оп бликовано в БЙ № 12 30.03.84 г.).
Устройство состоит из акинетического и электромагнитного каналов обнаружения. Акустический канал содержит приемную акустическую систему, включающую последовательно соединенные электроакустический преобразователь и предварительный усилитель, и приемно-индикаторную часть, включающую последовательно соединенные полосовой фильтр, оконечный усилитель, ключевой элемент и индикатор акустического каналапиковый вольтметр. Электромагнитный канал содержит последовательно соединенные электромагнитный преобразователь, второй предварительный усилитель, второй полосовой фильтр, второй оконечный усилитель, блок ограничения пиковых значений, блок формирования сигнала блокировки. Один из выходов блока формирователя сигнала блокировки через второй ключевой элемент соединен с управляющим входом блока ограничения мгновенных значений. Другой выход блока формирования сигнала блокировки соединен с управляющим входом первого ключевого элемента.
В подобных двухканальных устройствах электроакустический и электромагнитный преобразователи с предварительными усилителями объединяют в один блок, а все остальные элементы в другой, приемно-индикаторный блок. Блоки соединяют м&жду собой коротким (1,5 -2м) кабелем.
Работа устройства по авторскому свидетельству СССР № I083I34 основана на том, что интенсивность принимаемых соответствующими преобразователями акустического и электромагнитного сигналов, возбуждаемых искровыми пробоями изоляции кабеля, возрастает по мере приближения к МГЖ, достигая
индикатор (телефоны) и электронно-л /чевой индикатор (осциллограф) .
Электропитание предлагаемого стройства осуществляется через вторичный источник питания от автономного источника Сакк муляторов, батарей) или судовой сети постоянного тока.
Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой изображена структурная схема предлагаемого акустического устройства.
Предлагаемое акустическое устройство (смотрите фигуру) для обнаружения места повреждения (МПК) I подводного силового кабеля 2 состоит из приемной акустической системы, которая содержит последовательно включенные электроакустический преобразователь (гидрофон) 3 и размещенный в герметичном корпусе 4 предварительный усилитель 5,Корпус 4 подвешен на ленточном амортизаторе 6 к поплавку 7. Приемная акустическая система кабель-тросом 8 связана механически с судном 9 и электрически - с приемно-индикатоРНОЙ частью устройства, размещаемой на судне.
Ириемно-индикаторная часть предлагаемого акустического устройства состоит из последовательно соединенных активного полосового фильтра 10, . аттенюатора II и оконечного усилителя 12 , нагрузками которого являются акустический индикатор 13 и электронно-лучевой индикатор 14  Ириемно-индикаторная часть устройства включает в себя также вторичный источник питания
15 , который подключают к автономному источнику элек /
максим ма над местом искрового пробоя, что и фиксируется пиковым вольтметром.
Основным недостатком акустического устройства по авторскому свидетельству СССР № I083I34 является невозможность использования его с судна для обнаружения места поврежде НИН подводного силового кабеля. Этот недостаток обусловлен как конструктивным выполнением устройства, так и  защищенностью его от акустических и электрических помех.
Целью настоящей полезной модели является создание простого устройства для обнаружения с судна на относительно большом расстоянии акустическим способом места повреждения подводного силового кабеля.
Поставленная цель достигается тем, что предложенное акустическое устройство для обнаружения 1Ж1К подводного силового кабеля состоит из приемной акустической системы и приемно- индикаторной части, связанных между собой относительно длинньс кабель-тросом.
Приемная акустическая система содержит последовательно включенные герметичный сферический из пьезокерамики электроакустический преобразователь (гидрофон) и предварительный усилитель, который размещен в герхметичном корпусе, подвешенном на ленточном ал юртизаторе к поплавку, плавающем на поверхности водоема.
Дриемно-индикаторную часть предлагаемого устройства размещают на судне. Она содержит вторичный источник питания - преобразователь постоянных напряжений и последовательно включенные активный полосовой фильтр, аттенюатор и оконечный усилитель, нагрузками которого являются акустический
места повреждения подводного силового кабеля работает следующим образом (смотрите ).
после определения известными относительными способами приблизительных границ водного района, где расположено ШЖ I, судно, на котором находится предлагаемое акустическое устройство, входит в этот район и становится на якорь так, чтобы расположиться выше по течению относительно пре« дполагаемого места повреждения подводного силового кабеля. В обследуемый кабель 2 от специального генератора подают через каждые 5-10 сек испытательные сигналы, представляющие собой импульсы высокого напряжения, в результате чего в MiK I возникают искровые пробои. Возбуждаемые искрой акустические сигналы распространяются в водной среде.
С борта судна 9 на кабель«тросе 8 в воду на глубину около одного метра опускается приемная акустическая система, включающая в себя гидрофон 3, прикрепленный к герметичному корпусу 4, внутри которого размещен предварительный усилитель 5. Герметичный корпус 4 подвешен на ленточном амортизаторе б к поплавку 7. Одновременно корпус 4 и поплавок 7 механически связаны друг с другом кабель-тросом 8 таким образом, чтобы часть кабель-троса между поплавком 7 и корпусом 4 образовала петлю, а ленточный амортизатор 6 был растянут под тяжестью корпуса 4, предварительного усилителя 5 и гидрофона 3.
поплавок 7 механически связан кабель-тросом 8 с судном 9, а выход предварительного усилителя 5 через кабель-трос В подключен ко входу активного полосового фильтра 10 приемно-индикаторной части предлагаемого устройства.
ский сигнал, достигает гидрофона 3, преобразуется им в соответствующий электрический сигнал, который усиливается ширОкополосным и с большим динамическим диапазоном предварительным усилителем 5 и по кабель-тросу 8 поступает на вход активного полосового фильтра 10, имеющего коэффициент передачи около единицы в частотной полосе прозрачности от 0,5 до 10 кГц, соответствующей возможной ширине спектра акустического сигнала от iWIK. Отфильтрованный электрический сигнал через аттенюатор II поступает на вход оконечного усилителя 12, нагрузками которого являются акустический индикатор (телефоны) 13 и электронно-лучевой индикатор (осциллограф) 14.
Наличие акустического сигнала от МПК устанавливается по прослушиванию в телефонах 13 характерных щелчков через каждые 5«10 сек и одновременному появлению на экране осциллографа 14 изображений сигналов близких по форме к затухающим гармоническим импульсам.
Электропитание предлагаемого устройства осуществляется от автономного источника (аккумулятора, батарей) или судовой сети постоянного тока через вторичный источник питания 15, который выполнен в виде преобразователя постоянного напряжения одного номинала U , в постоянные напряжения двух других 1 и а номиналов. Электропитание для предварительного усилителя 5 от вторичного источника 15 подается по соответствующим жилам кабель-троса 8.
Далее приемная акустическая система устройства на поплавке 7 стравливанием кабель-троса 8 по течению перемещается на более близкое расстояние к МШ I. При этом интенсивность принятых акустических сигналов возрастает и оптимальный уровень соответствующих им электрических сигналов на выходе оконечного усилителя 12 устанавливается оператором вручную посредством аттенюатора II. Наибольшее значение принятых от IvIuK акустических сигналов будет наблюдаться при минимальном расстоянии от гидрофона 3 до 1ШЖ I, в идеальном случае, когда гидрофон 3 находится над МПК I,
Расположение в предлагаемом акустическом устройстве предварительного усилителя 5 в герметичном корпусе 4 непосредственно у гидрофона 3 и использование автономного или судового источника электропитания постоянного тока приводят к практическому устранению электрических помех и наводок на вход приемно-индикаторной части. Удаление посредством кабель-троса 8 на поплавке 7 гидрофона 3 и герметичного корпуса 4 с предварительным усилителем 5 от судна 9, подвеска их к поплавку 7 на ленточном амортизаторе, значительно уменьшает уровень акустических помех на гидрофон.
В результате пpeдлaгaeмыIv(l устройством стало возможным обнаружение акустического сигнала от fi/IEIK, то есть и самого места повреждения подводного силового кабеля, на расстояниях до сотни метров от судна.
1звестные акустические устройства обнаруживают МШ проложенного под землей силового кабеля на расстояниях в несколько метров и не могут обнаруживать место повреждения подводного силового кабеля.
газработан и изготовлен опытный образец акустического устройства для обнаружения места повреждения подводного силового кабеля по данной полезной модели.
f зокерамики вместе с защитным ограждением прикреплен к ниж ней части цилиндрического герметичного корп;уса из алюминиевого сплава. Внутри корпуса размещен предварительный з/силитель с приведенным ко вхощ электрическим шумом менее I мкВ в частотной полосе от 0,1 до 30 кГц и динамическим диапазоном IZQ дБ. Верхней своей частью герметичный корпус резиновым жгутом прикреплен к цилиндрическому поплавку из пенопласта. У1з верхней части корпуса через герметичный сальник выходит многожильный кабель-трос диаметром б мм, с герметичной пластмассовой внешней оболочкой. На некотором расстоянии от сальника кабель-трос крепится к поплавку, образуя петлю. Общая длина кабель-троса от поплавка до судна около 60 м.
Судовая часть аппаратуры опытного образца акустического устройства состоит из электронного блока, телефонов-наушников, осциллографа и автономного источника электропитания.
Электронный блок выполнен в виде закрытой коробки из листового алюминиевого сплава, внутри которой размещены активный полосовой фильтр, аттенюатор, оконечный усилитель и вторичный источник питания - преобразователь постоянных напряжений. На лицевую панель выведены органы управления и гнезда для подключения телефонов и осциллографа. На задней стенке коробки установлен разъем для подсоединения кабеля от источника питания постоянного тока.
Вся электроника опытного образца: активный полосовой фильтр, аттенюатор, предварительный и оконечный усилители, вторичный источник питания - преобразователь постоянных напряжений выполнены по типовым общеизвестным принципиальным схемам на серийных общедоступных электроэлементах, микро i/ r
схемах и транзисторах.
Опытрый образец акустического з/стройства для обнаружения места повреждения подводмого силового кабеля прошел всесторонт ие испытания на поисковых судах кабельной сети АО . Акустическое устройство использовалось по своему прямому назначению для обнаружения MiiK с положительными результатами.
Таким образом по данной полезной модели создано простое акустическое устройство для обнаружения с судна на достаточно больших расстояниях места повреждения подводного силового кабеля.