Test Equipment: Invisible Broken Wire Detector

Test Equipment: Invisible Broken Wire Detector - Thiết bị thử nghiệm: vô hình bị hỏng dây Detector

Portable loads such as video cameras, halogen flood lights, electrical irons, hand drillers, grinders, and cutters are powered by connecting long 2- or 3-core cables to the mains plug. Due to prolonged usage, the power cord wires are subjected to mechanical strain and stress, which can lead to internal snapping of wires at any point. In such a case most people go for replacing the core/cable, as finding the exact location of a broken wire is difficult.

In 3-core cables, it appears almost impossible to detect a broken wire and the point of break without physically disturbing all the three wires that are concealed in a PVC jacket. The circuit presented here can easily and quickly detect a broken/faulty wire and its breakage point in 1-core, 2-core, and 3-core cables without physically disturbing wires. It is built using hex inverter CMOS CD4069.

Gates N3 and N4 are used as a pulse generator that oscillates at around 1000 Hz in audio range. The frequency is determined by timing components comprising resistors R3 and R4, and capacitor C1. Gates N1 and N2 are used to sense the presence of 230V AC field around the live wire and buffer weak AC voltage picked from the test probe. The voltage at output pin 10 of gate N2 can enable or inhibit the oscillator circuit.

When the test probe is away from any high-voltage AC field, output pin 10 of gate N2 remains low. As a result, diode D3 conducts and inhibits the oscillator circuit from oscillating. Simultaneously, the output of gate N3 at pin 6 goes ‘low’ to cut off transistor T1. As a result, LED1 goes off. When the test probe is moved closer to 230V AC, 50Hz mains live wire, during every positive half-cycle, output pin 10 of gate N2 goes high.

Thus during every positive half-cycle of the mains frequency, the oscillator circuit is allowed to oscillate at around 1 kHz, making red LED (LED1) to blink. (Due to the persistence of vision, the LED appears to be glowing continuously.) This type of blinking reduces consumption of the current from button cells used for power supply. A 3V DC supply is sufficient for powering the whole circuit.

Figure 1: Schematic

AG13 or LR44 type button cells, which are also used inside laser pointers or in LED-based continuity testers, can be used for the circuit. The circuit consumes 3 mA during the sensing of AC mains voltage. For audio-visual indication, one may use a small buzzer (usually built inside quartz alarm time pieces) in parallel with one small (3mm) LCD in place of LED1 and resistor R5. In such a case, the current consumption of the circuit will be around 7 mA.

Alternatively, one may use two 1.5V R6- or AA-type batteries. Using this gadget, one can also quickly detect fused small filament bulbs in serial loops powered by 230V AC mains.

The whole circuit can be accommodated in a small PVC pipe and used as a handy broken-wire detector. Before detecting broken faulty wires, take out any connected load and find out the faulty wire first by continuity method using any multimeter or continuity tester.

Then connect 230V AC mains live wire at one end of the faulty wire, leaving the other end free. Connect neutral terminal of the mains AC to the remaining wires at one end. However, if any of the remaining wires is also found to be faulty, then both ends of these wires are connected to neutral. For single-wire testing, connecting neutral only to the live wire at one end is sufficient to detect the breakage point.

In this circuit, a 5cm (2-inch) long, thick, single-strand wire is used as the test probe. To detect the breakage point, turn on switch S1 and slowly move the test probe closer to the faulty wire, beginning with the input point of the live wire and proceeding towards its other end. LED1 starts glowing during the presence of AC voltage in faulty wire. When the breakage point is reached, LED1 immediately extinguishes due to the non-availability of mains AC voltage.

The point where LED1 is turned off is the exact broken-wire point. While testing a broken 3-core rounded cable wire, bend the probe’s edge in the form of ‘J’ to increase its sensitivity and move the bent edge of the test probe closer over the cable. During testing avoid any strong electric field close to the circuit to avoid false detection.

Author: K. Udhaya Kumaran

Thiết bị thử nghiệm: vô hình bị hỏng dây Detector

Tải trọng di động như máy ảnh video, đèn lũ halogen, bàn là điện, khoan tay, máy nghiền, và máy cắt đều được trang bị kết nối dài 2 - 3 lõi dây cáp để phích cắm điện. Do sử dụng kéo dài, dây dây điện bị căng cơ và căng thẳng, có thể dẫn đến công cụ chụp nội bộ của dây tại bất kỳ điểm nào. Trong trường hợp này hầu hết mọi người đi để thay thế các lõi / cáp, như việc tìm kiếm vị trí chính xác của một dây bị hỏng là khó khăn.

Trong 3 lõi cáp, nó xuất hiện hầu như không thể phát hiện một sợi dây bị hỏng và điểm nghỉ ngơi mà không thể chất làm ảnh hưởng cả ba dây được giấu trong một chiếc áo khoác PVC. Các mạch trình bày ở đây có thể dễ dàng và nhanh chóng phát hiện một sợi dây bị hỏng / bị lỗi và điểm vỡ của nó trong 1 lõi, 2 lõi, 3 lõi cáp mà không cần dây vật lý đáng lo ngại. Nó được xây dựng bằng cách sử dụng hex biến tần CMOS CD4069.Gates N3 và N4 được sử dụng như một máy phát xung dao động ở khoảng 1000 Hz trong phạm vi âm thanh. Tần số được xác định bởi các thành phần thời gian bao gồm điện trở R3, R4 và tụ C1. Gates N1 và N2 được sử dụng để cảm nhận sự hiện diện của lĩnh vực 230V AC xung quanh dây sống và điện áp đệm yếu AC chọn từ thăm dò thử nghiệm. Điện áp tại 10 pin đầu ra của cổng N2 có thể kích hoạt hoặc ức chế các mạch dao động.Khi thăm dò thử nghiệm là đi từ bất kỳ lĩnh vực điện áp AC cao, sản lượng pin 10 cổng N2 vẫn còn thấp. Kết quả là, diode D3 thực hiện và ức chế các mạch dao động từ dao động. Đồng thời, đầu ra của cổng N3 tại pin 6 đi 'thấp' cắt T1 bóng bán dẫn. Kết quả là, LED1 đi. Khi thăm dò thử nghiệm được tiến gần hơn đến 230V AC, điện 50Hz sống dây, trong mỗi chu kỳ nửa tích cực, sản lượng pin 10 cổng N2 ở mức cao.Vì vậy, trong mỗi chu kỳ nửa tích cực của các tần số nguồn điện, mạch dao động được phép dao động ở khoảng 1 kHz, làm cho màu đỏ LED (LED1) nhấp nháy. (Do sự bền bỉ của tầm nhìn, đèn LED phát sáng liên tục.) Đây là loại của nhấp nháy làm giảm tiêu thụ hiện nay từ các tế bào nút được sử dụng để cung cấp điện. DC 3V cung cấp là đủ để tạo năng lượng cho toàn bộ mạch.
AG13 hoặc LR44 loại tế bào nút, mà cũng được sử dụng bên trong con trỏ laser hoặc trong các thử nghiệm liên tục dựa trên LED, có thể được sử dụng cho mạch. Mạch tiêu thụ 3 mA trong cảm biến điện áp nguồn điện AC. Đối với các dấu hiệu nghe nhìn, người ta có thể sử dụng một chuông nhỏ (thường được xây dựng bên trong phần thời gian báo động thạch anh) song song với một nhỏ (3mm) LCD nơi LED1 và điện trở R5.Trong trường hợp này, tiêu thụ hiện nay của mạch sẽ được khoảng 7 mA.Ngoài ra, người ta có thể sử dụng hai 1.5V R6 hoặc các loại pin AA. Sử dụng tiện ích này, người ta cũng có thể nhanh chóng phát hiện các bóng đèn dây tóc nóng chảy nhỏ trong vòng nối tiếp được hỗ trợ bởi các nguồn điện AC 230V.Các mạch có thể được cung cấp chỗ ở trong một ống nhựa PVC nhỏ và được sử dụng như một máy phát hiện bị hỏng dây tiện dụng. Trước khi phát hiện bị hỏng dây bị lỗi, đưa ra bất kỳ tải trọng kết nối và tìm hiểu các dây bị lỗi đầu tiên bằng phương pháp liên tục bằng cách sử dụng bất kỳ vạn năng hoặc thử nghiệm liên tục.Sau đó kết nối 230V AC nguồn điện sống dây ở một đầu của dây điện bị lỗi, để lại đầu kia miễn phí. Kết nối thiết bị đầu cuối trung tính của nguồn điện lưới cho các dây còn lại ở một đầu. Tuy nhiên, nếu có dây còn lại cũng được tìm thấy là bị lỗi, sau đó cả hai kết thúc của các dây được kết nối với trung tính. Đối với dây thử nghiệm, kết nối trung tính duy nhất để dây sống ở một đầu là đủ để phát hiện điểm vỡ.Trong mạch này, 5cm (2 inch), dày, sợi dây duy nhất được sử dụng như là thăm dò thử nghiệm. Để phát hiện điểm vỡ, biến trên S1 tắc và từ từ di chuyển đầu dò thử nghiệm gần dây điện bị lỗi, bắt đầu với điểm đầu vào của các dây sống và tiếp tục hướng tới đầu kia của nó. LED1 bắt đầu phát sáng trong sự hiện diện của AC điện áp trong dây dẫn bị lỗi. Khi đạt được điểm vỡ, LED1 ngay lập tức dập tắt vì không có điện áp nguồn điện AC.Điểm nơi LED1 tắt các điểm chính xác bị hỏng dây. Trong khi kiểm tra 3-lõi dây cáp bị hỏng làm tròn, uốn cong cạnh của đầu dò trong các hình thức của 'J' để tăng độ nhạy cảm của nó và di chuyển các cạnh cong của đầu dò thử nghiệm gần gũi hơn qua cáp. Trong quá trình thử nghiệm tránh bất kỳ điện trường mạnh gần các mạch để tránh bị phát hiện sai.

Tác giả: K. Udhaya Kumaran