Wybrana metoda lokalizacji uszkodzeń w górniczych przewodach oponowych ekranowanych z ekranem wykonanym z mieszanek przewodzących

(1)

Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J S e r ia: G Ó R N I C T W O z. 82

_________ 1 9 7 7 N r kol. 5 5 0

W i t o l d B O Ż E K

W Y B R A N A M E T O D A L O K A L I Z A C O I U S Z K O D Z E Ń W G Ó R N I C Z Y C H P R Z E W O D A C H O P O N O W Y C H E K R A N O W A N Y C H Z E K R A N E M W Y K O N A N Y M Z M I E S Z A N E K P R Z E W O D Z Ą C Y C H

S t r e s z c z e n i e . W r e f e r a c i e s c h a r a k t e r y z o w a n o z a g a d n i e n i e l o k a l i  zacji- usźl^oćJzeiT w g ó r n i c z y c h p r z e w o d a c h o p o n o w y c h e k r a n o w a n y c h na tle t e c h n i k i l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń w k a b l a c h e l e k t r o e n e r g e t y c z n y c h e n e r g e t y k i z a w o d o w e j . P o d a n o p o d s t a w o w e w y m a g a n i a dla m e t o d i u r z ą  d zeń p r z e w i d z i a n y c h do l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń p r z e w o d ó w w m i e j s c u ich z a i n s t a l o w a n i a . P r z e d s t a w i o n o z a s a d ę l o k a l i z a c j i m e t o d ę z m i a n y r e z y s t a n c j i . O m ó w i o n o i o k a l i z a t o r L U P Ę 2 i p r z e d s t a w i o n o s p o s o b y J e g o p r a k t y c z n e g o z a s t o s o w a n i a .

1. W p r o w a d z e n i e

G ó r n i c z e p r z e w o d y o p o n o w e e k s p l o a t o w a n e w s p e c y f i c z n y c h w a r u n k a c h ś r o  d o w i s k o w y c h s t a n o w i ę p r a k t y c z n i e s t a ł e ź r ó d ł o z a g r o ż e ń r a ż e n i a p r ę d e m e- l e k t r y c z n y m , p o w s t a n i a p o ż a r u c z y z a i n i c j o w a n i a w y b u c h u m e t a n u . I st n i e j ę - cy s t a n z a g r o ż e n i a m o ż e być w y d a t n i e o g r a n i c z o n y p r z e z s t o s o w a n i e p r z e w o  dów o o d p o w i e d n i e j k o n s t r u k c j i , z a p e w n i a j ę c e j m i ę d z y i n n y m i o p t y m a l n e w y  k o r z y s t a n i e w ł a ś c i w o ś c i o c h r o n n y c h s y s t e m u z a b e z p i e c z e ń u p ł y w o w y c h s i e c i

M .

S t o s o w a n i e p r z e w o d ó w e k r a n o w a n y c h w y ł o n i ł o s z e r e g n o w y c h p r o b l e m ó w z a  r ó w n o n a t u r y t e c h n i c z n e j j ak i o r g a n i z a c y j n e j . O e d n y m z i s t o t n i e j s z y c h jest z a g a d n i e n i e u s u w a n i a u s z k o d z e ń e l e k t r y c z n y c h p r z e w o d u , ś c i ś l e z w ię- z a n e z l o k a l i z a c j ę m i e j s c a j e g o u s z k o d z e n i a . R o z s z e r z a się b o w i e m z a k r e s r e a g o w a n i a z a b e z p i e c z e ń u p ł y w o w y c h s i e c i p r a k t y c z n i e na w s z y s t k i e u s z k o  d z e n i a i z o l a c j i ż ył r o b o c z y c h p r z e w o d u . W tym a s p e k c i e s z c z e g ó l n e g o z n a  c z e n i a n a b i e r a s z y b k a i s k u t e c z n a l o k a l i z a c j a u s z k o d z e n i a , m o ż l i w a do p r z e p r o w a d z e n i a w m i e j s c u z a i n s t a l o w a n i a p r z e w o d u . Z l o k a l i z o w a n i e u s z k o  d z o n e g o m i e j s c a p o z w a l a b o w i e m w dalszej k o l e j n o ś c i na u s t a l e n i e c h a r a k t e  ru i z a k r e s u u s z k o d z e n i a o r a z p o d j ę c i e j e d n o z n a c z n e j d e c y z j i o d n o ś n i e spo

s o b u u s u n i ę c i a a w a r i i p r z e w o d u - p r z e p r o w a d z e n i e n a p r a w y dora ź n e j lub J e  go w y m i a n ę . M a to i s t o t n e z n a c z e n i e , gdyż. Jak w y n i k a z d a n y c h e k s p l o a t a - c y j n y c h , czas t r w a n i a w y m i a n y p r z e w o d u w y n o s i 4 do 6 g o d z i n , co po c i ę g a za s o b ę z m n i e j s z e n i e w y d o b y c i a i p o w a ż n i e d e z o r g a n i z u j e p r a c ę w przo d k u.

W d o t y c h c z a s o w e j p r a k t y c e l o k a l i z a c j a u s z k o d z e ń p r z e w o d ó w e k r a n o w a n y c h ma j e d n a k b a r d z o o g r a n i c z o n e z a s t o s o w a n i e s p o w o d o w a n e w głów n e j m i e r z e b r a k i e m o d p o w i e d n i c h m e t o d i p r z y r z ę d ó w p o m i a r o w y c h p r z y s t o s o w a n y c h do

(2)

146 W. B ożak

s p e c y f i c z n e j k o n s t r u k c j i p r z e w o d u , a s z c z e g ó l n i e p r z e w o d u z e k r c n e m w y k o  n a n y m w p o s t a c i p o w ł o k z m i e s z a n e k p r z e w o d z ą c y c h .

S z e r e g z n a n y c h m e t o d [2, 6j z a p e w n i a s k u t e c z n ę l o k a l i z a c j ę p o d w a r u n  kiem, że r e z y s t a n c j a u s z k o d z e n i a jest b a r d z o m a ł a (poniżej 1 0 2 £ i ) lub b a r  dzo duże (powyżej l O ^ i ). W a r t o ś c i te z n a c z n i e o d b i e g a j ę cd r e z y s t a n c j i n a j c z ę ś c i e j s p o t y k a n y c h u s z k o d z e ń ż y ł a - e kr a n p r z e w ó d >w e k r a n o w a n y c h , w tym s z c z e g ó l n i e p r z e w o d ó w e k r a n o w a n y c h g u m ę p r z e w o d z ę c ę , z a w a r t y c h w z a  k r e s i e 10 3 - lO^Si .

O g ó l n i e m ożn a s t w i e r d z i ć , że p r a k t y c z n i e w i ę k s z o ś ć m e t o d z n a n y c h w t e c h n i c e l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń c ec h u j e :

- k o n i e c z n o ś ć s t o s o w a n i a k o s z t o w n e j i s k o m p l i k o w a n e j a p a r a t u r y o d użym c i ę ż a r z e i w y m i a r a c h s k r a j n y c h , k t ó r a w w i ę k s z o ś c i p r z y p a d k ó w m u s i być i m p o r t o w a n a ,

- z ł o ż o n y p r o c e s p r z e p r o w a d z a n i a p o m i a r ó w i i n t e r p r e t a c j i o t r z y m a n y c h w y  n ików, w y m a g a j ę c y z a t r u d n i e n i a p r a c o w n i k ó w o w y s o k i c h s p e c j a l i s t y c z n y c h k w a l i f i k a c j a c h ,

- c zęsta p o t r z e b a w s t ę p n e g o p r z y g o t o w a n i a m i e j s c a u s z k o d z e n i a p o p r z e z do

p a l e n i e izolac ji.

C z y n n i k i te o g r a n i c z a j ę m o ż l i w o ś ć b e z p o ś r e d n i e g o p r z e n i e s i e n i a m e t o d i u r z ę d z e ń t e c h n i k i l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń k a b l i e l e k t r o e n e r g e t y c z n y c h do lo

k a l i z a c j i u s z k o d z e ń , e k r a n o w a n y c h p r z e w o d ó w o p o n o w y c h w m i e j s c u ich z a i n  s ta lo w a n i a .

2. L o k a l i z a c j a m e t o d ę z m i a n y r e z y s t a n c j i

Z d a n y c h e k s p l o a t a c y j n y c h p r z e w o d ó w o p o n o w y c h e k r a n o w a n y c h w y n i k a , że n a j c z ę ś c i e j n o t o w a n e sę u s z k o d z e n i a i z o l a c j i ż y ł p r z e w o d u , a s z c z e g ó l n i e p o j e d y n c z e u s z k o d z e n i a i z o l a c j i żył r o b o c z y c h w z g l ę d e m ekranu.

U s z k o d z e n i a i z o l a c j i wię k s z e j l i c z b y ż ył w z g l ę d e m e k r a n u lub i z o l a c j i m i ę d z y ż y ł a m i m a j ę c h a r a k t e r p r z y p a d k o w y , g d y ż z r e g u ł y p o p r z e d z a Je u s z  k o d z e n i e d o z i e m n e Jednej żyły, k t ó r e jest c z y n n i k i e m w y w o ł u j ę c y m z a d z i a ł a  nie z a b e z p i e c z e ń u p ł y w o w y c h w y ł ę c z a j ę c y c h n a p i ę c i e z a s i l a n i a sieci o r a z b l o k u j ę c y c h m o ż l i w o ś ć p o n o w n e g o j e g o z a ł ę c z e n i a .

Z p u n k t u w i d z e n i a l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń i z o l a c j i ż y ł w z g l ę d e m e k r a n u i n t e r e s u j ę c e c e c h y w y k a z u j e m e t o d a z m i a n y r e z y s t a n c j i [5] , k t ó r a s p e łn i a w s z e r o k i m z a k r e s i e w y m a g a n i a l o k a l i z a c j i u s z k o d z e n i a w m i e j s c u z a i n s t a  l o w a n i a p r z ewod u.

M e t o d a p r z e w i d z i a n a do l o k a l i z a c j i u s z k o d z e n i a w tych w a r u n k a c h p o w i n  na b o w i e m za p e w n i ć :

- o k r e ś l e n i e u s z k o d z e n i a i z o l a c j i o r e z y s t a n c j i p r z e j ś c i a zawa r t e j w z a  k r e s i e od zera do m a k s y m a l n e j w a r t o ś c i r e z y s t a n c j i p o m i a r o w e j z a b e z p i e  c zen ia u p ł y w o w e g o (50 k ii w s i e c i 1000 V),

(3)

W y b r a n a m e t o d a l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń . 147

- l o k a l i z a c j ę m i e j s c a u s z k o d z e n i a z d o k ł a d n o ś c i ę p r z y n a j m n i e j - 0 , 5 m w p r z e w o d z i e o d ł u g o ś c i 2 0 - 2 0 0 m,

- b e z p i e c z e ń s t w o o r a z p r o s t o t ę p r z e p r o w a d z a n i a p o m i a r ó w .

Z k o l e i z e s p ó ł u r z ę d z e ń p o m i a r o w o - k o n t r o l n y c h , p r z e w i d z i a n y dla danej me t o d y , m u s z ę c e c h o w a ć :

- m a ł e w y m i a r y s k r a j n e i n i e z n a c z n y c i ę ż a r p o z w a l a j ę c e na ł a t w y ich t r ans

port i uż y c i e , o d p o r n o ś ć na n a r a ż e n i a m e c h a n i c z n e , m o ż l i w o ś ć p r a c y w p o d w y ż s z o n e j t e m p e r a t u r z e i w i l g o t n o ś c i ,

- z a s i l a n i e ze s t o s o w a n y c h p o w s z e c h n i e w g ó r n i c t w i e p r z e n o ś n y c h ź r ó d e ł e- n e r g i i e l e k t r y c z n e j (np. a k u m u l a t o r a l a m p y n a h e ł m n e j ) ,

- m o ż l i w o ś ć s p e ł n i e n i a w y m a g a ń i s k r o b e z p i e c z e ń s t w a dla o b w o d ó w u r z ę d z e ń p r z y ł ę c z a n y c h do b a d a n e g o pr z e w o d u .

W m e t o d z i e z m i a n y r e z y s t a n c j i w y k o r z y s t u j e się z j a w i s k o z m i a n y i ezy- s t a n c j i p r z e j ś c i a w m i e j s c u u s z k o d z e n i a i z o l a c j i p r z e w o d u p r z y w y w o ł y w a  niu z m i a n n a p r ę ż e ń m e c h a n i c z n y c h w p r z e w o d z ę c e j w a r s t w i e b e z p o ś r e d n i o o- t a c za j ę c e j u s z k o d z e n i e .

W a r s t w ę tę m o ż e sta n o w i ć :

- p r z e w o d z ę c y el e m e n t k o n s t r u k c y j n y p r z e w o d u , np. e k r a n o t a c z a j ę c y i z o l a  cję żyły,

- ś c i e ż k a p r z e w o d z ę c a wytworzona w p r o c e s i e z w ę g l e n i a i z o l a c j i w w y n i k u p r z e p ł y w u p r ę d u o o d p o w i e d n i e j w a r t o ś c i ,

W r o z w i ę z a n i a c h k r a j o w y c h p r z e w o d ó w e k r a n o w a n y c h typu O n G e k w a r s t w ę p r z e w o d z ę c ę s t a n o w i p o ł ę c z o n y e l e k t r y c z n i e z ż y ł ę o c h r o n n ę e k r a n w y k o n a n y z g um y p r z e w o d z ę c e j . Ś c i e ż k a p r z e w o d z ę c a w o t o c z e n i u p u n k t u u s z k o d z e n i a m o ż e być w y t w o r z o n a w w y n i k u p r z e p ł y w u p r ę d u u s z k o d z e n i a i z o l a c j i d o z i e m  nej i s t a n o w i ję n a j c z ę ś c i e j w a r s t w a z w ę g l o n e j g u m y p r z e w o d z ę c e j .

M e t o d ę z m i a n y r e z y s t a n c j i c e c h u j e s z c z e g ó l n a p r z y d a t n o ś ć d o l o k a l i z a  cji u s z k o d z e ń i z o l a c j i ż yła - e k r a n w p r z e w o d a c h e k r a n o w a n y c h gumę p r z e  w o d z ę c ę .

S p r z y j a j ę c y m i c z y n n i k a m i z w i ę k s z a j ę c y m i s k u t e c z n o ś ć tej m e t o d y s ę : - z a l e ż n o ś ć r e z y s t a n c j i p r z e j ś c i a m i ę d z y g u m ę p r z e w o d z ę c ę i m e t a l o w ę e-

l e k t r o d ę , np. z e r w a n y m d r u t e m ż y ł y o d w y s t ę p u j ę c e j m i ę d z y nimi s i ł y d o  c is ku ,

- z a l e ż n o ś ć r e z y s t a n c j i g umy p r z e w o d z ę c e j od w e w n ę t r z n y c h n a p r ę ż e ń m e c h a  n i c z n y c h .

D o d a t k o w o , s p o s ó b p r o w a d z e n i a p r z e w o d ó w w w y r o b i s k a c h p o d z i e m n y c h znacz

n i e u ł a t w i a s t o s o w a n i e m etody, k t ór a w y m a g a z a p e w n i e n i a d o s t ę p u do p r z e w o d u p r a k t y c z n i e na całej j e g o dług oś c i .

S c h e m a t w y j a ś n i a j ę c y z a s a d ę l o k a l i z a c j i m e t G d ę z m i a n y r e z y s t a n c j i przed

s t a w i a rys. 1.

M i ę d z y u s z k o d z o n ę ż y ł ę r o b o c z ę 1 i ż ył ę o c h r o n n ę 3 pr z a w o d u w ł ę c z o n y jest u k ł a d z ł o ż o n y ze ź r ó d ł a p r ę d u s t a ł e g o B o r az d e t e k t o r a □ z m i a n war-

(4)

148 W. B ożek

Rys. 1. Z a s a d a l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń m e t o d ę z m i a n y r e z y s t a n c j i

1 - żyła r o b ocza, 2 - guma i z o l a c y j n a , 3 - ż y ł a o c h r o n n a , 4 - p o w ł o k a p r z e  w o d z ą c a na ż y l e o c h r o n n e j , 5 - p r z e k ł a d k a w e w n ę t r z n a z g u m y p r z e w o d z ę c e j , 6 - p o w ł o k a w e w n ę t r z n a z g u m y p r z e w o d z ę c e j , 7 - t aśma b a w e ł n i a n a n a g u m o - w a n a , 8 - o pon a z e w n ę t r z n a , B - ź r ó d ł o p r ę d u s t a ł e g o , D - d e t e k t o r z m i a n

w a r t o ś c i prędu, M - m i e j s c e u s z k o d z e n i a , P - siła z e w n ę t r z n a

tości prędu. O b w ó d p r ę d u m i ę d z y ż y ł ę r o b o c z ę 1 o c h r o n n ę p r z e w o d u z a m y k a się w o ś r o d k u p r z e w o d u p o p r z e z m i e j s c e u s z k o d z e n i a M o r a z p r z e k ł a d k ę w e w  n ę t r z n ą 5 i p o w ł o k ę w e w n ę t r z n ą 6, k t ó r e w y k o n a n e sę z g u m y p r z e w o d z ę c e j .

U w z g l ę d n i a j ą c , że r e z y s t a n c j a g u m y p r z e w o d z ę c e j J a k r ó w n i e ż z w ęg l on e j w m i e j s c u u s z k o d z e n i a ś c i e ż k i p r z e w o d z ę c e j Jest z a l e ż n a m i ę d z y i n n y m i od w e w n ę t r z n y c h n a p r ę ż e ń m e c h a n i c z n y c h F [3] , w a r t o ś ć p r ę d u w o b wo d z i e-

T U

1 = rTfT

g d z i e :

U - n a p i ę c i e z a s i l a n i a u k ł a du , R (^f) - r e z y s t a n c j a u s z k o d z e n i a .

P r z e m i e s z c z a j ą c o d d z i a ł y w a n i e s i ł ę z e w n ę t r z n ą P w z d ł u ż p r z e w o d u , m ożna s t w i e r d z i ć , że z a d z i a ł a n i e d e t e k t o r a n a s t ą p i z c h w i l ę , g d y z m i a n a n a p r ę ż e ń m e c h a n i c z n y c h o b e j m i e m i e j s c e u s z k o d z e n i a .

N a j p r o s t s z y m p r z y r z ą d e m p o z w a l a j ą c y m z a o b s e r w o w a ć z m i a n y r e z y s t a n c j i jest omo m i e r z . S t o s o w a n i e o m o m i e r z a c e c h u j e j e d n a k s z e r e g w a d i n i e p o  z w a l a na u z y s k a n i e w y s t a r c z a j ą c e j c z u ł o ś c i l o k a l i z a c j i .

Z a s a d n i c z e o g r a n i c z e n i a w p r o w a d z a j ą :

- b e z w ł a d n o ś ć u s t r o j u w y c h y ł o w e g o m i e r n i k a , w y k l u c z a j ą c a r e j e s t r a c j ę zmian r e z y s t a n c j i z a c h o d z ą c y c h z d u ż ą p r ę d k o ś c i ą ,

- t r u d n e do z a o b s e r w o w a n i a lub w o g ó l e n i e z a u w a ż a l n e w y c h y l e n i a m i e r n i k a p r z y m a ł y c h z m i a n a c h r e z y s t a n c j i ,

- t rudna do r o z w i ą z a n i a s y g n a l i z a c j a z m i a n w y c h y l e n i a m i e r n i k a , k tóra po  w i n n a być z a p e w n i o n a w z d ł u ż całej t r a s y z a i n s t a l o w a n i a p r z e w od u .

(5)

W y b r a n a m e t o d a l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń . 149

N i e d o g o d n o ś c i te o g r a n i c z a j ę c e z a k r e s s t o s o w a n i a m e t o d y z o s t a ł y w y e l i  m i n o w a n e w r o z w i ą z a n i u s e r y j n i e p r o d u k o w a n e g o l o k a l i z a t o r a u s z k o d z e ń typu L U P Ę 2 0 0 .

3. P r a k t y c z n e r o z w i ą z a n i e l o k a l i z a t o r a u s z k o d z e ń

P r a k t y c z n e z a s t o s o w a n i e w g ó r n i c t w i e l o k a l i z a c j i m e t o d ę z m i a n y r e z y  s t a n c j i n a s t ę p i ł o z c h w i l ę w p r o w a d z e n i a do e k s p l o a t a c j i p r z e w o d ó w e k r a n o  w a n y c h . M i a ł o o n o c h a r a k t e r o g r a n i c z o n y , g d y ż J a k o i n d y k a t o r a u ż y w a n o o- m o m i e r z a , k t ó r y w w i ę k s z o ś c i p r z y p a d k ó w n i e p o z w a l a ł na u z y s k a n i e p o p r a w  n y c h w y n i k ó w . S z e r s z e r o z p o w s z e c h n i e n i e m e t o d y z a p e w n i ł o u r u c h o m i e n i e p r o  d u k c j i l o k a l i z a t o r a typu L U P Ę 2.

L o k a l i z a t o r L UPĘ 2 jest p r z e n o ś n y m z e s t a w e m e l e k t r o n i c z n e j a p a r a t u r y p o m i a r o w o - s y g n a l i z a c y j n e j , z ł o ż o n y m z n a d a j n i k a o r a z o d b i o r n i k a .

W z a l e ż n o ś c i od k o n s t r u k c j i p r z e w o d u i c h a r a k t e r u u s z k o d z e n i a , l o k a l i  z a c j a m o ż e o d b y w a ć s i ę j e d n ę z d w ó c h m e t o d :

1. M e t o d ę p o d e t a w o w ę - z m i a n y r e z y s t a n c j i , p r z e w i d z i a n ę dla u s z k o d z e ń izo

l ac ji ż yła - e k r a n w p r z e w o d a c h o p o n o w y c h e k r a n o w a n y c h , z w ł a s z c z a w p r z e w o d a c h z e k r a n e m w p o s t a c i p o w ł o k z m i e s z a n e k p r z e w o d z ę c y c h . P o d  s t a w o w y m w a r u n k i e m e f e k t y w n o ś c i m e t o d y jest w y s t ę p o w a n i e z j a w i s k a z m i a  n y w a r t o ś c i r e z y s t a n c j i u s z k o d z e n i a p o d w p ł y w e m z m i a n n a p r ę ż e ń m e c h a  n i c z n y c h w p r z e w o d z ę c e j w a r s t w i e o t a c z a j ę c e j u s z k o d z e n i e . W z g l ę d n a z m i a  na r e z y s t a n c j i u s z k o d z e n i a n ie p o w i n n a być m n i e j s z a n i ż - 1 % dla bez-

2 3 ,

w z g l ę d n y c h jej w a r t o ś c i z a w a r t y c h w z a k r e s i e 10 - 5 . 1 0 £1 ( m i e r z o n y c h o m o m i e r z e m o n a p i ę c i u do 12 V). D o k ł a d n o ś ć l o k a l i z a c j i w tych w a r u n  k a c h n ie Jest g o r s z a od ^ 2 0 cm.

2. M e t o d ę p o m o c n i c z ę - i n d u k c y j n ę , p r z e w i d z i a n ę dla u s z k o d z e ń o c h a r a k  t e r z e z w a r c i a m i ę d z y ż y ł ę i e k r a n e m , r ó w n i e ż w p r z e w o d a c h o p o n o w y c h z e k r a n e m w p o s t a c i o p l o t ó w lub o b w o j ó w z drut u , w z g l ę d n i e z w a r c i a m i ę  d z y ż y ł a m i w p r z e w o d a c h o p o n o w y c h n i e e k r a n o w a n y c h . P o d s t a w o w y m w a r u n  k iem p o p r a w n e j l o k a l i z a c j i jest w y s t ę p o w a n i e z w a r c i a o r e z y s t a n c j i m n i e j s z e j o d lOil . P r z y tych p a r a m e t r a c h u s z k o d z e n i e m o ż n a z l o k a l i z o  wać z d o k ł a d n o ś c i ę do ^ 2 5 cm.

S c h e m a t b l o k o w y l o k a l i z a t o r a , o b e j m u j ę c y n a d a j n i k i o d b i o r n i k , p r z e d  s t a w i a rys. 2.

N a d a j n i k l o k a l i z a t o r a jest p r z e z n a c z o n y do d e t e k c j i z m i a n r e z y s t a n c j i u s z k o d z e n i a i z o l a c j i p r z e w o d u i w y t w a r z a n i a c ię g u i m p u l s ó w s y g n a l i z a c j i o c z ę s t o t l i w o ś c i 30 kHz, k l u c z o w a n y c h z c z ę s t o t l i w o ś c i ę a k u s t y c z n ę 1kHz.

O d b i o r n i k l o k a l i z a t o r a s ł u ż y do b e z p o ś r e d n i e g o o d b i o r u i m p u l s ó w s y g n a  l i z a c j i z u k ł a d u p ę t l i i n d u k c y j n e j .

Z a s i l a n i e n a d a j n i k a jest p r z e w i d z i a n e n a p i ę c i e m 3 , 6 V z a k u m u l a t o r a L gó r n i c z e j l a m p y n a h e ł m n e j . Z m i a n y w a r t o ś c i r e z y s t a n c j i u s z k o d z e n i a , pod-

(6)

150 W. B o ż e k

aI

tu?

^PD]

ul n

4'

% ----

>

I ' -'i 1

ttetxoT-mk l u p i a

Rys. 2. S c h e m a t b l o k o w y l o k a l l z e t o r a L U PE 2

a) n a d a j n i k a , b) o d b i o r n i k a

łączonej do z a c i s k ó w w e j ś c i o w y c h W E - E o b w o d u p o m i a r o w e g o n a d a j  nika, k o n t r o l u j e c z ł o n p o m i a r o w y P, w y p o s a ż o n y w m i e r n i k r e z y s t a n  cji A o r a z r e g u l a t o r c z u ł o ś c i R.

W y d z i e l o n y w c z ł o n i e p o m i a r o w y m z m i e n n y s y g n a ł z a l e ż n y od z m i a n w a r t o ś c i r e z y s t a n c j i u s z k o d z e n i a jest s k i e r o w a n y do c z ł o n u f o r m u  j ą c e g o P D I , w k t ó r y m z o s t a j e z r ó ż  n i c z k o w a n y , a n a s t ę p n i e s c a ł k o w a - ny i r ó w n o c z e ś n i e p o z b a w i o n y tła s y g n a ł ó w p a s o ż y t n i c z y c h o w y ż s z y c h c z ę s t o t l i w o ś c i a c h . U f o r m o w a n y sy

gnał w z m o c n i o n y p r z e z w z m a c n i a c z i m p u l s o w y W I Jest d o p r o w a d z o n y do p r z e r z u t n i k a m o n o s t a b i l n e g o M.

G d y w a r t o ś ć w z m o c n i o n e g o sy g n a ł u jest m n i e j s z a od w a r t o ś c i s y g n a ł u p r z e ł ę c z a n i a p r z e r z u t n i k a , z o s t a  je on w z b u d z o n y , p o w o d u j ę c c z a s o w y z a i i k k l u c z o w a n i a i m p u l s ó w s y g n a l i z a  cji. C z a s w z b u d z e n i a p r z e r z u t n i k a z a w a r t y jest w z a k r e s i e 1 , 5 - 3 s.

U k ł a d s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a z a w i e r a dwa g e n e r a t o r y , k l u c z u j ą c y G K i s y g n a l i z a c j i GS. O b y d w a g e n e r a t o r y sę a s t a b i l n y m i m u l t i w i b r a t o r a m i w y t w a  r z a j ą c y m i p r z e b i e g i p r o s t o k ą t n e o s y m e t r y c z n y c h p ó ł o k r e s a c h drgań. C z ę  s t o t l i w o ś ć d r g a ń g e n e r a t o r a k l u c z u j ą c e g o w y n o s i 1 kHz, a g e n e r a t o r a s y g n a  l i z a c j i 30 kHz. U k ł a d s y g n a l i z a c j i Jest s t e r o w a n y p r z e z c z ł o n k l u c z u j ą c y K. S t e r o w a n i e p o l e g a na o k r e s o w y m w y g a s z e n i u d r g a ń g e n e r a t o r a s y g n a l i z a  cji z c z ę s t o t l i w o ś c i ą (l kHz) d r g a ń g e n e r a t o r a k l u c z u j ą c e g o lub z an i ku w y g a s z a n i a j e g o d r g a ń w o k r e s i e w z b udzenia, p r z e r z u t n i k a m o n o s t a b i l n e g o . P r z e b i e g i z g e n e r a t o r a s y g n a l i z a c j i są w z m a c n i a n e we w z m a c n i a c z u W S . Z w y j  ścia w z m a c n i a c z a E -"Z" Jest z a s i l a n a p ę t l a i n d u k c y j n a s y g n a l i z a c j i .

O d b i o r n i k jest z a s i l a n y z b a t e r i i B n a p i ę c i e m 6 V. Z m i e n n y s y g n a ł w y - i n d u k o w a n y w a n t e n i e A p r z e z p o l e e l e k t r o m a g n e t y c z n e t o w a r z y s z ą c e p r z e p ł y  w o w i w p ę t l i ind uk c y j n e j p r ą d u c ią g u i m p u l s ó w s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a z o  s t a j e w z m o c n i o n y p r z e z w z m a c n i a c z s e l e k t y w n y WF, a n a s t ę p n i e p o d d a n y de

tekcj i w d e t e k t o r z e 0. D e t e k t o r w y d z i e l a s y g n a ł o c z ę s t o t l i w o ś c i a k u s t y c z  nej 1 kHz, k t ó r y w z m o c n i o n y p r z e z w z m a c n i a c z a k u s t y c z n y W A z a s i l a g ł o ś n i k G o d b i o r n i k a .

Z a s a d ę l o k a l i z a c j i u s z k o d z e n i a m e t o d ą z m i a n y r e z y s t a n c j i p r z e d s t a w i a rys. 3.

W e j ś c i o w y o b w ó d p o m i a r o w y n a d a j n i k a l o k a l i z a t o r a W E - E Jest p r z y ł ą  c z o n y do j e d n e g o z k o ń c ó w p r z e w o d u m i ę d z y u s z k o d z o n ą ż y ł ę r o b o c z ą 1 i od

i z o l o w a n ą z t e go k o ńca do z i e m i ż y łę o c h r o n n ą 0.

(7)

W y b r a n a m e t o d a l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń . . 151

O)

bj

Rys. 3. Z a s a d a l o k a l i z a c j i m e t o d a z m i a n y r e z y s t a n c j i

a) z u k ł a d e m s z e r o k i e j p ę t l i s y g n a l i z a c j i , b) z u k ł a d e m m ę s k i e j p ę t l i s y g n a l i z a c j i

N L - n a d a j n i k l o k a l i z a t o r a , O L - o d b i o r n i k l o k a l i z a t o r a

Do o b w o d u w y j ś c i o w e g o s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a E - "Z" Jest p r z y ł ę c z o n a p ę t l a i n d u k c y j n a . P ę t l ę s t a n o w i d w u p r z e w o d o w y z a m k n i ę t y o b w ó d e l e k t r y c z n y p o ł o ż o n y w z d ł u ż t r a s y z a i n s t a l o w a n i a p r z e w o d u o p o n o w e g o p o d d a n e g o b a d a  n i o m l o k a l i z a c y j n y m .

W z a l e ż n o ś c i od s p o s o b u w y k o n a n i a r o z r ó ż n i a się dwa r o d z a j e p ę t l i in

d u k c y j n e j :

a) P ę t l a s z e r o k a , rys. 3 a , w któr e j J e d e n p r z e w ó d p ę t l i s t a n o w i ę g a l w a  n i c z n i e p o ł ę c z o n e ze s obę m a s y m e t a l o w e m d o s t ę p n e z o b y d w u k o ń c ó w

(8)

152 W. B o żek

p r z e w o d u o p o n o w e g o , np. rur o c i ą g , lina s t a l o w a , s z y n y . k o n s t r u k c j a p r z e  n o ś n i k a , z e w n ę t r z n a sieć p r z e w o d ó w o c h r o n n y c h . M a s y te m o g ę być p o ł ą  c z o n e z z i e m i ę w i e l o p u n k t o w o . D r u g i m p r z e w o d e m p ę t l i Jest ż y ł a o c h r o n  na O (ekran) p r z e w o d u o p o n o w e g o , k tó r a od k o ń c a p r z y ł ą c z e n i a o b w o d u s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a p o w i n n a być o d i z o l o w a n a od z i e m i , a na d r u g i m k ońcu p r z e w o d u p o ł ą c z o n a z m e t a l o w y m i masa mi .

b) P ę * l a w ą s k a , rys. 3b, u t w o r z o n a z do w o l n e j n i e u s z k o d z o n e j ż y ł y np. 3 o r a z ż y ł y o c h r o n n e j 0 (ekran) p r z e w o d u o p o n o w e g o . Od k o ńca p r z y ł ą c z e  nia o b w o d u s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a ż y ł a o c h r o n n a p o w i n n a być o d i z o l o w a  na od z i e m i , a na d r u g i m k o ń c u p r z e w o d u p o ł ą c z o n a z d r u g ą ż y ł ą w c h o  d zącą do o b w o d u p ę t l i (żyła 3).

P r z y p r z e p ł y w i e p r z e z p ę t l ę p r ą d u i m p u l s ó w s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a , w g ł o ś n i k u o d b i o r n i k a , w z d ł u ż całej t r a s y p o d d a n e g o b a d a n i o m l o k a l i z a c y j n y m p r z e w o d u , s ł y s z a l n y Jest d ź w i ę k o c z ę s t o t l i w o ś c i 1 kHz.

N a j l e p s z e w a r u n k i do o d b i o r u s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a z a p e w n i a p ę t l a s z e  roka. O d b i ó r jest w t e d y z a d o w a l a j ą c y z o d l e g ł o ś c i k i l k u m e t r ó w od p r z e w o  du.

G o r s z e w a r u n k i o d b i o r u s y g n a l i z a c j i w y s t ę p u j ą p r z y p ę t l i w ą s k i e j i w y m a g a j ą u t r z y m y w a n i a a n t e n y o d b i o r n i k a w o d l e g ł o ś c i k i l k u c e n t y m e t r ó w od p o w i e r z c h n i p r z e w o d u .

Z a s a d a l o k a l i z a c j i m i e j s c a u s z k o d z e n i a p o l e g a na w y z n a c z e n i u z całej d ł u g o ś c i p r z e w o d u P s t r e f y , w której p r z y s z t u c z n y m w y w o ł y w a n i u z m i a n n a  p r ę ż e ń m e c h a n i c z n y c h w e l e m e n t a c h k o n s t r u k c y j n y c h p r z e w o d u s t w i e r d z a się c h w i l o w y z ani k, w c z a s i e 1 , 5 - 3 s, d ź w i ę k u w g ł o ś n i k u o d b i o r n i k a .

Z a n i k d ź w i ę k u i n f o r m u j e o z a r e j e s t r o w a n i u p r z e z u k ł a d p o m i a r o w y n a d a j  nika z m i a n y r e z y s t a n c j i u s z k o d z e n i a . M i e j s c e u s z k o d z e n i a i z o l a c j i o k r e ś l a s i ę p r z e z s t o p n i o w a n i e i n t e n s y w n o ś c i o d d z i a ł y w a n i a z e w n ę t r z n ą s i ł ą F. W p u n k c i e u s z k o d z e n i a p r z e w o d u z a n i k d ź w i ę k u n a s t ę p u j e p r z y jej n a j m n i e j  szej i n t e n s y w n o ś c i .

Z a s a d ę l o k a l i z a c j i u s z k o d z e n i a m e t o d ą i n d u k c y j n ą p r z e d s t a w i a rys. 4.

W m e t o d z i e tej o b w ó d w y j ś c i o w y s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a E - " Z " jest p o d  ł ą c z o n y do u k ł a d u w ą s k i e j p ę t l i i n d u k c y j n e j . Z a s a d a l o k a l i z a c j i m i e j s c a z w a r c i a p o l e g a na w y k r y w a n i u za p o m o c ą o d b i o r n i k a o b e c n o ś c i z m i e n n e g o p o  la e l e k t r o m a g n e t y c z n e g o w y w o ł a n e g o p r z e p ł y w e m w p ę t l i p r ą d u i m p u l s ó w s y g  n a l i z a c j i n a d a j n i k a . P r z e m i e s z c z a j ą c o d b i o r n i k w z d ł u ż p r z e w o d u o p o n o w e g o w o d l e g ł o ś c i k i l k u cm od j e g o p o w i e r z c h n i , m o ż n a w y r ó ż n i ć w y s t ę p u j ą c a na p r z e m i a n m a k s i m a i m i n i m a n a t ę ż e n i a d ź w i ę k u w g ł o ś n i k u . M a k s i m a i m i n i m a d ź w i ę k u są e f e k t e m z n i e k s z t a ł c e n i a p o l a e l e k t r o m a g n e t y c z n e g o p o c h o d z ą c e g o od s k r ę t u żył. S p o s ó b t w o r z e n i a p ę t l i z a p e w n i a j ą c e j u z y s k a n i e e f e k t u z n i e  k s z t a ł c e n i a pola z a l e ż y j e d n a k od r o z w i ą z a n i a k o n s t r u k c y j n e g o p r ze w o d u .

W p r z e w o d a c h o p o n o w y c h e k r a n o w a n y c h g u m ą p r z e w o d z ą c ą , o b w ó d w y j ś c i o w y s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a , rys. 4 a , n a l e ż y p o d ł ą c z y ć m i ę d z y u s z k o d z o n ą ż y ł ę 1 i ż y ł ę o c h r o n n ą 0. Z m i a n a n a t ę ż e n i a H d ź w i ę k u w g ł o ś n i k u o d b i o r n i k a jest r e j e s t r o w a n a od m i e j s c a p r z y ł ą c z e n i a n a d a j n i k a do m i e j s c a u s z k o d z e n i a M,

(9)

W y b r a n a m e t o d a l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń . . 153

w k t ó r y m z w y k l e w y s t ę p u j e J e g o o s t r e m a k s i m u m . Z a m i e j s c e m z w a r c i a d ź w i ę k jest s ł a b o s ł y s z a l n y lub p r a k t y c z n i e z u p e ł n i e z a n i k a . W I d e n t y c z n y s p o s ó b l o k a l i z u j e się m i e j s c e z w a r c i a m i ę d z y ż y ł a m i w p r z e w o d z i e n i e e k r a n o w a n y m , p r z y c z y m o b w ó d w y j ś c i o w y s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a p o d ł ę c z a s i ę do u s z k o  d z o n y c h żył.

a)

N I

o ó ó

U E E

p n

--- T 1

. ItTiftiTUr^- ⁱ

Rys. 4. Z a s a d a l o k a l i z a c j i z warć

a) w p r z e w o d z i e e k r a n o w a n y m gumę p r z e w o d z ę c ę , b) w p r z e w o d z i e e k r a n o w a n y m p o w ł o k ę m e t a l o w ę

N L - n a d a j n i k l o k a l i z a t o r a , OL - o d b i o r n i k l o k a l i z a t o r a

W c e lu o t r z y m a n i a e f e k t u z n i e k s z t a ł c e n i a p o l a e l e k t r o m a g n e t y c z n e g o w p r z e w o d a c h o p o n o w y c h e k r a n o w a n y c h o p l o t e m lub o b w o j e m z d r u t ó w , o b w ó d w y j ś  c i o w y s y g n a l i z a c j i n a d a j n i k a , rys. 4b, n a l e ż y p o d ł ę c z y ć m i ę d z y j e d n ę z

(10)

1 54 W. Bolek

n i e u s z k o d z o n y c h żył, np 3 i ż y ł ę o c h r o n n ę 0. N a d r u g i m k o ń c u p r z e w o d u n a  l e ży z e w r z e ć ż y ł ę u s z k o d z o n ę 1 z n l e u e z k o d z o n ę 3. P r z e m i e s z c z a j ę c o d b i o r  nik w z d ł u ż p r z e w o d u od m i e j s c a p o d ł ą c z e n i a n a d a j n i k a , n i e s t w i e r d z a się p r a k t y c z n i e z m i a n n a t ę ż e n i a d ź w i ę k u w g ł o ś n i k u , k t ó r e w y s t ę p u j ę d o p i e r o n a d m i e j s c e m u s z k o d z e n i a M.

4. Z a k o ń c z e n i e

L o k a l i z a c j a u s z k o d z e ń w g ó r n i c z y c h p r z e w o d a c h o p o n o w y c h e k r a n o w a n y c h w m i e j s c u ich z a i n s t a l o w a n i a jest z a g a d n i e n i e m z ł o ż o n y m i do tej p o r y nie z o s t a ł a r o z w i ą z a n a k o m p l e k s o w o .

Z p r z e p r o w a d z o n y c h d o t y c h c z a s b a d a ń e k s p l o a t a c y j n y c h l o k a l i z a t o r a LU

PĘ 2 w y n i k a , że p r z y j ę t a p o d s t a w o w a m e t o d a l o k a l i z a c j i - z m i a n y r e z y s t a n  cji - z a p e w n i a u z y s k a n i e dużej s k u t e c z n o ś c i . P o p r a w n e w y n i k i l o k a l i z a c j i m o ż n a j e d n a k u z y s k a ć t y l k o w p r z y p a d k a c h , g d y r e z y s t a n c j a u s z k o d z e n i a m i e  r zo na p r z y n a p i ę c i u ok. 12 V z a w a r t a J e s t w z a k r e s i e 1 0 2 - 5 . 1 0 4 £1 i w y  k a z u j e c e c h y z m i a n y swej w a r t o ś c i p o d w p ł y w e m z m i a n n a p r ę ż e ń m e c h a n i c z  n y c h w y w o ł a n y c h w p r z e w o d z i e w o t o c z e n i u m i e j s c a u s z k o d z e n i a . L o k a l i z a c j a u s z k o d z e ń o dużej w y t r z y m a ł o ś c i n a p i ę c i o w e j jest t r u d n a i c z ę s t o m o ż e dać w y n i k n e g a t y w n y .

L o k a l i z a t o r u m o ż l i w i a u s t a l e n i e m i e j s c a u s z k o d z e n i a i z o l a c j i ż ył w z g l ę  dem e k r a n u i n i e o b e j m u j e l o k a l i z a c j i p r z e r w żył.

W tej s y t u a c j i d a l s z e p r a c e p r o w a d z o n e w z a k r e s i e l o k a l i z a c j i u s z k o  dzeń p r z e w o d ó w e k r a n o w a n y c h n a l e ż y s k u p i ć na z a g a d n i e n i u l o k a l i z a c j i m e  todą a k u s t y c z n ą . M e t o d a ta b a z u j ą c a na i m p u l s o w y m w y ł a d o w y w a n i u na r e z y  s t a n c j i u s z k o d z e n i a e n e r g i i n a g r o m a d z o n e j w b a t e r i i k o n d e n s a t o r ó w n a ł a d o  w a n y c h do n a p i ę c i a r zędu k ilk u kV jest J e d n ą z n a j b a r d z i e j u n i w e r s a l n y c h m e t o d i p o w i n n a r ó w n i e ż z n a l e ź ć z a s t o s o w a n i e w g ó r n i c t w i e , a w s z c z e g ó l  n o ś c i w s p e c j a l i s t y c z n y c h w a r s z t a t a c h n a p r a w c z y c h p r z e w o d ó w .

L I T E R A T U R A

[1| B o ż e k W ., S z n u r a R., B o r o ń W .: U r z ą d z e n i e do l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń w p r z e w o d a c h e l e k t r o e n e r g e t y c z n y c h z w ł a s z c z a w e k r a n o w a n y c h . UP PRL, P. 19 3 5 4 2 , 1976.

[¡3 G r z y b o w s k i S. , N o w a c z y k H. : B a d a n i a e k s p l o a t a c y j n e i l o k a l i z a c j a u s z  k o d z e ń k a b l i e l e k t r o e n e r g e t y c z n y c h . W N T , W a r s z a w a 1970.

[3| K r a s u c k i F. : K o n d u k t a n c j a e k r a n ó w o c h r o n n y c h w o p o n o w y c h p r z e w o d a c h g ó r n i c z y c h . B e z p i e c z e ń s t w o P r a c y w G ó r n i c t w i e , 1970, nr 8.

[4] K r a s u c k i F. : P r o b l e m y n i e z a w o d n o ś c i o r a z b e z p i e c z e ń s t w a e l e k t r y f i k a  cji i a u t o m a t y z a c j i p o d z i e m i k o p a l ń w ę g l a k a m i e n n e g o . Z e s z y t y N a u k o w e P o l i t e c h n i k i Ś l ą s k i e j , G l i w i c e 1972, z. 328.

[5] P r a c e n a u k o w o - b a d a w c z e OB R S M EAG. L o k a l i z a c j a u s z k o d z e ń w g ó r n i c z y c h p r z e w o d a c h o p o n o w y c h e k r a n o w a n y c h . 1 9 7 1 - 1 9 7 5 .

[6] S z c z e r s k i R. : T e c h n i k a l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń k a b l i e n e r g e t y c z n y c h . WNT, W a r s z a w a 1969.

(11)

W y b r a n a c e t o d a l o k a l i z a c j i u s z k o d z e ń . . 155

HSBPAHHHii METOfl JI0KAJ1H3AUJIH nOBPEffiAEHHM B T0PHHX 3KPAHKP0BAHHHX nPOBOflAX B PE3HHOBO0 TPYEKE C 3KPAH0M CAEJIAHHHM H3 nPOBOJlHHiHX CMECEit

P e 3 n m e

H a e T c a xapaKiepHCTHica npofijieMU jroicajiH3aaHH noBpex,neHHfi b r o p H n x sicpaHH- poBaHKbix n p o B O ^ a x b pe3HH0B0it T p y C x e H a $OHe T e x H H K H xoKajiH3aiiHH n o B p e a w e - HHil b sjieKipoaHsrpeiHHecKHx KaCeJiax npo$ecoHOHauii>Hoft a H e p reTHKH. JTanica oc- H OBH He i p e C o B a H H « k M e i o ^ a M h npHfiopaM n p e A B H A e H H H M ¿ j m jioicajiH3auHH n o s p e x -

^eHHfi npoBOflOB b M e c i e h x c u o H T H p o B a H H H . IIpe^oTaBxeH npHHiian jiOKaaH3aium M e - TOflOM H S M e n e H H H a K T H B H O r o oonpoiHBJieHHH. IIpeflCTaBJieH JioKajiasaiop

JIBIIE 2

h npHBOflHTOH c n o o o O n p a K i H n e c K o r o HonojiB30BaHHH ero.

A F A U L T L O C A T I O N M E T H O D IN M I N I N G S C R E E N E D L E A D S W I T H S C R E E N S M A D E OF C O N D U C T I V E M I X T U R E S

S u n m a r y

Fault l o c a t i o n p r o b l e m s h a v e b e a n c h a r a c t e r i s e d on tha b a s i s of e x p e  r i e n c e w i t h p o w e r n e t w o r k s . B a s i c r e q u i r e m e n t s for m e t h o d s a n d a r r a n g e  m e n t s for fault l o c a t i o n h a v e b e en p r e s e n t e d a l o n g w i t h the r e s i s t a n c e c h a n g e s l o c a t i o n p r i n c i p l e . T h e L UR E 2 l o c a t o r a n d r o u t i n e s h a ve b e e n shown.