Измерения магистральной кабельной линии

Магистральный кабель связи. Испытания и измерения

Подписка на рассылку

Магистральный кабель связи, измерения и испытания которого проводятся при аварии (для профилактики и контроля), позволяет передавать сигналы на значительные расстояния и с высокой скоростью. В целях оценки состояния линий связи и приведения их параметров к нормам через конкретный временной интервал реализуются профилактические мероприятия. Для установления места и характера повреждения линии связи проводятся аварийные измерения и испытания. После технического обслуживания и ремонта линий осуществляются контрольные действия.

Типы магистральных кабелей связи

Прокладка магистрального кабеля выполняется тогда, когда возникает необходимость создания магистральных линий кабельного телевидения, телефонной и телеграфной сети, городских автоматических линий и междугородних линий связи. Существуют следующие типы магистральных кабелей:

1. Коаксиальные, в том числе для подводной прокладки (марки КМБ-4, КМБл-4, МКТПБ-4, МКТС-4, КМГ-8/6, КМБ-8/6, КМБл-8/6 и пр.)

2. Симметричные высокочастотные и низкочастотные, в том числе для подводной прокладки (МКСБ, МКСАШп, ТЗК, ТЗЭБГ и пр.).

3. Симметричные комбинированные (МКБ, МКК, ТДСБК, ТДСГв и пр.).

4. Симметричные для зоновой и сельской связи (марки ВКПАП, ВКПАПут, КСППт, КСППБ и пр.).

5. Оптические (марки ДПО, САО, ДПОм, ДПОд и пр.).

Все перечисленные выше магистральные кабели связи выполнены в виде коаксиальной пары, «звездных» четверок или имеют комбинированное исполнение. Информация в них передается по медным проводникам, а в оптических кабелях — по оптическим волокнам (ОВ). Магистральный кабель, конструкция которого включает металлическую оболочку, обеспечивает защиту от несанкционированного подключения к сети.

При выборе магистрального кабеля важно учесть характеристики создаваемой сети: скорость передачи информации и диапазон частот.

Способы прокладки магистральных кабелей связи. Измерения до и после прокладки

Монтаж магистрального кабеля связи реализуется следующими способами:

— Под землей в траншее или в специальные канализации. Глубина траншеи должна составлять минимум 70 см. Кабельная канализация создается из труб круглого сечения. Они прокладываются на глубине 0,4–1,8 метра и герметично соединяются между собой.

— Прокладка магистрального кабеля в рсу и паз выполняется на взрывоопасных объектах. Такой способ востребован в нефте- и газоперерабатывающей промышленности. Прокладка магистрального кабеля в рсу и паз должна выполняться отдельно от других цепей.

— На отводах железных дорог. Важно, чтобы кабели располагались по разные стороны от полотна с высоковольтной линией.

— Под водой: ручным способом через несудоходные мелкие реки либо механизированным методом с использованием плавучего понтона, с баржи или самоходного судна.

— По воздуху. К такому способу прибегают в том случае, когда территория перегружена разными подземными коммуникациями. Кабель перетягивается по земле и поднимается на обе опоры или на оба строения. Сначала его раскатывают, а потом поднимают и натягивают.

Возможна прокладка магистральных кабелей связи в условиях воздействия агрессивных сред. Для этих целей подходят не все марки. Ответвление от магистрального кабеля может быть воздушным и подземным. Этот процесс должен выполняться строго в определенной последовательности, важно правильно подобрать муфты и использовать ответвительные сжимы.

Монтаж магистральных кабелей начинается с проведения испытаний и измерений. До прокладки выполняется проверка соответствия технических характеристик кабеля заданным параметрам (погонное сопротивление и импеданс кабеля; параметры отражения сигнала; сопротивление изоляции и др.). После прокладки выполняются замеры параметров кабеля и предельные нормы на них. Измеряется омическое сопротивление кабеля и его емкость, сопротивления изоляции и другие параметры. После подключения кабеля к системе выполняется измерение напряжения и тока от системы передачи.

Большой выбор магистральных кабелей связи представлен на сайте компании «Кабель.РФ ® «. Ознакомившись с описанием продукции, вы можете сделать выбор самостоятельно или обратиться к специалисту компании, который грамотно проконсультирует вас по вопросам цены и качества.

Источник

4.2 Измерения магистральных кабелей

Измерения магистральных кабелей разделяются по этапам прокладки магистральных кабелей:

— измерения, связанные с локализацией неисправности;

— измерения, связанные с проверкой параметров кабеля после его восстановления.

Перед прокладкой кабеля часто оказывается целесообразной проверка соответствия его характеристик заданным. Такие измерения сводятся к анализу характеристик кабеля в бухтах. Обычно эти измерения проводятся на заводе-производителе в рамках системы контроля качества, но могут также проводиться и операторами сетей связи для проверки заданных технических характеристик.

В связи с процессами приватизации производства эта группа измерений представляется наиболее существенной среди задач системных измерений кабелей. В настоящее время актуальной задачей производственных измерений становится не только организация систем контроля качества, но и создание центров входного контроля кабельной продукции на предприятиях. Основной движущей силой этого процесса выступает конкуренция и необходимость контроля качества.

Компании-производители кабельной продукции анализируют параметры качества кабеля средствами выходного контроля. Следующим шагом является входной контроль компаниями, непосредственно занимающимися прокладкой кабелей. Такая практика еще мало практикуется, однако развитие измерительной технологии приведет к росту интереса к системным измерениям кабелей.

Анализ кабеля в бухтах относится к разряду стандартной задачи анализа параметров четырехполюсников и решается при помощи анализаторов цепей (Network Analyzers).

К наиболее часто встречающимся в процессе эксплуатации неисправностям можно отнести:

— обрыв кабеля целиком, отдельной пары или отдельной жилы;

— замыкание кабеля, нарушение его изоляции.

Для устранения перечисленных неисправностей требуется локализация точки их возникновения. Выше упоминалось, что магистральные кабели могут быть как воздушные, так и подземные. Обнаружение точки возникновения неисправности, таким образом, представляется довольно трудной задачей.

Существует несколько принципиально разных методов для обнаружения точек возник­новения неисправностей:

— метод прямого наблюдения;

Все перечисленные методы могут эффективно применяться не только для обнаружения точек неисправности магистральных кабелей, но и для аналогичных измерений абонентских кабелей.

Группа измерений, связанных с восстановлением магистрального кабеля практически не отличается по методам организации измерений и набору измеряемых параметров от группы приемосдаточных испытаний. Действительно, после обнаружения точки неисправности кабель расконсервируется, затем заменяется либо целиком, либо отдельным участком, либо с помощью сварки. Восстановленный кабель будет скорее всего иметь одну или несколько сварочных муфт. Для проверки характеристик восстановленного кабеля целесообразно повторить в полном или частичном объеме пусконаладочные измерения.

Прямые методы обнаружения неисправности в кабеле

Используемые в настоящее время прямые методы обнаружения неисправности в кабелях связаны с внешним наблюдением за кабелем, которое называется трассировкой кабеля. Помимо обнаружения неисправности трассировка кабеля производится для обнаружения маршрута залегания его под землей, в канализации, в стенах (в случае абонентского кабеля) и т.д. При прямом методе в основном используются кабелеискатели, состоящие из двух частей: генератора-передатчика сигнала и приемника. Передатчик подключается к кабелю, в котором обнаружена неисправность, и подает в кабель сигнал переменного тока напрямую или через индуктивный переходник. Приемник-трассоискатель при замыкании цепи передатчик — кабель — среда — приемник отображает уровень сигнала в этой цепи в цифровом виде, а чаще — просто звуковым сигналом, пропорциональным уровню сигнала в цепи.

Очевидно, что замыкаемая цепь не может иметь омический характер за счет наличия непроводящей среды (сюда входит воздух, земля, изоляция и т.д.). В зависимости от того, обеспечивает ли приемник емкостное или индуктивное замыкание цепи, приемник может быть как емкостным, так и индуктивным или совмещать в себе оба варианта. В последнем случае выбор режима работы приемника может осуществляться оптимально в соответствии с типом неисправности и условиями измерений.

Частота и мощность тестового сигнала, подаваемого в кабель, выбирается в соответствии с типом кабеля, глубиной его залегания и чувствительностью приемника. Обнаружение точки возникновения неисправности кабелеискателем зависит от типа неисправности. Так при полном обрыве кабеля сигнал на приемнике в точке обрыва значительно усилится из-за полного нарушения изоляции и пропадает после точки обрыва. В случае частичного обрыва одной жилы нарушения изоляции в кабеле может не быть, тогда после прохождения точки неисправности сигнал пропадает. При коротком замыкании сигнал также усилится и пропадет после прохождения точки и т.д.

— трассировку пути залегания кабеля;

— определение глубины залегания кабеля;

— измерение величины тока в кабеле;

— определение характера повреждения: короткое замыкание или обрыв;

— определение степени повреждения: легкое или сильное повреждение;

— индикацию силовых кабелей и кабелей питания;

— определение точек намокания кабеля.

Кабелеискатели могут выполнять измерения также на воздушных кабелях и проложенных в канализации. Так для обнаружения препятствия в трубу, в которой предполагается прокладка кабеля, опускается активный источник (минипередатчик), который указывает местоположение препятствия и кабелеискатель фиксирует это место. Подобная технология обследования труб оказывается эффективной и в настоящее начинают использоваться подвижные видеокамеры для обследования труб и обнаружения препятствий для проклад­ки кабеля.

Трассировка залегания кабеля в грунте может выполняться по индикации активного сигнала и с использованием маркеров. В первом случае к кабелю подключается генератор гармонического или модулированного сигнала. Кабелеискатель принимает этот сигнал, за счет чего определяет трассу залегания кабеля. В кабелеискателе используется обычно несколько антенн вертикальной и горизонтальной поляризации. Горизонтально-ориентированная антенна обеспечивает грубый поиск места залегания кабеля, тогда как вертикальная антенна обеспечивает индикацию местоположения кабеля с точностью до 5-10 см. Эффективным способом трассировки кабеля является использование маркеров. В этом случае при прокладке кабеля параллельно с ним закапывают маркеры -устройства, содержащие индуктивную катушку, настроенную на определенную резонансную частоту. Кабелеискатель для поиска маркеров имеет в своем составе резонансный контур, реагирующий на наличие маркера в непосредственной близости от него.

При максимуме резонанса кабелеискатель идентифицирует маркер и, таким образом, определяет трассу залегания кабеля

Для обнаружения места залегания кабеля могут применяться металлоискатели, однако их применение оправдано только в сельской местности, когда заранее известно, что иного кабеля нет. В городских условиях это практически исключено. Кроме того, металлоискатели не обнаруживают точки возникновения неисправ­ности, а фиксируют только маршрут залегания кабеля.

Могут использоваться другие прямые методы. Так, например, метод прямой локации, который чрезвычайно эффективен при обнаружении коротких замыканий, при определении точек обрыва дает не очень хорошие результаты. Высокая точность измерений в приборе Топеагс фирмы Tempo достигается за счет использования высоковольтного импульса малой длительности. В точке обрыва кабеля при прохождении высоковольтного импульса возникает ионизированное плазменное образование, которое меняет на время сопротивление кабеля. Плазменный шнур выполняет в этом случае роль проводника для короткого замыка­ния и точка обрыва может быть успешно локализована.

Поскольку прибор использует для измерения очень короткий импульс, его работа не сказывается на параметрах кабеля (за исключением точки обрыва) и на оборудовании, под­ключенном к кабелю.

По данным о длительности импульса определяется ориентировочная дистанция до точки обрыва. Точная локализация выполняется с использованием портативного переносного индуктивного приемника одночастотного сигнала.

Обнаружение неисправностей с использованием рефлектометров электрических кабелей

Для анализа магистральных кабелей с одного конца используют металлические рефлектометры дальнего действия, принцип работы которых аналогичен оптическим рефлектометрам. Диапазон измерений металлических рефлектометров достигает 60 км, разрешающая способность — до 10 см, что обеспечивает локализацию точек обрыва даже без использования на местности кабельных локаторов.

Общая теория рефлектометрии электрических кабелей была разработана в 60-х годах, ее наиболее полное описание может быть найдено в [39-46].

Различают два основных типа металлических рефлектометров: рефлектометры с отображением формы принимаемой волны и рефлектометры с цифровым отображением. Рефлектометры с отображением формы принимаемой волны (рефлектограммы) дают возможность комплексного анализа всех неоднородностей в кабеле, а рефлектометры с цифровым отображением определяют расстояние до первой неоднородности, и могут с успехом применяться в эксплуатации, поскольку дешевы и портативны. Некоторые приборы этого класса селектируют неоднородности, определяя категорию неисправности в виде обрыва или короткого замыкания кабеля.

Важным отличием металлических рефлектометров от оптических является зависимость скорости распространения сигнала по кабелю от характеристик кабелей. В связи с этим возникает вопрос пересчета данных о времени распространения отраженного сигнала в данные о расстоянии до неоднородности. При этом возникает дополнительный фактор, связанный со скоростью распространения сигнала — VOP (Velocity of Propagation). Фактор VOP численно равен отношению скорости распространения сигнала в кабеле к скорости света в вакууме и определяется типом диэлектрика в кабеле. Для коаксиальных кабелей VOP зависит от материала, окружающего центральную жилу, для симметричной пары — от расстояния между жилами и типа диэлектрика. VOP может меняться в зависимости от времени использования кабеля и температуры в пределах 3%.

Если VOP не указывается в паспорте на кабель, он может быть вычислен путем измерения кабеля известной длины. Для проверки правильности VOP при использовании рефлектометра измерения проводятся с двух сторон кабеля и результаты сравниваются с данными о реальной длине кабеля.

Другим важным фактором организации измерений с использованием TDR помимо VOP является способ подключения рефлектометра к тестируемому кабелю.

Обнаружение неисправностей с использованием мостового метода

Метод мостового тестирования основан на использовании электротехнической схемы сбалансированного моста. Тестируемый кабель используется в качестве одного из плеч моста, затем анализатор подбирает параметры других плеч и на основании этого делается вывод о параметрах составного кабеля, например, сопротивлении, емкости и т.д. На основании данных о распределенных параметрах (погонной емкости и сопротивлении) оценивается расстояние до неоднородности и ее характер.

При таком подходе сначала определяют характер предполагаемой неисправности. Выделяют два типа неисправностей, соответствующих двум типам кабелей: омические и емкостные. Если в результате неисправности между жилами появляется активное сопротивление, такую неисправность назовем омической; к ним относятся короткое замыкание, частичный пробой изоляции между жилами, замыкание кабеля и т.д. Неисправности, в результате которых увеличивается емкость между несущими жилами, а также между несущими жилами и землей, назовем емкостными. К ним относятся различные типы обрывов жил. И в том, и в другом случае используется один и тот же алгоритм, с той только разницей, что в случае омической неисправности мостовая схема строится на основе анализа активного сопротивления, а в случае емкостной неисправности – реактивного

После определения характера неисправности выбирается анализируемый параметр — сопротивление или емкость. По заданным распределенным параметрам можно сразу рассчитать предполагаемую длину кабеля. Если она не совпадает с заданной, это означает, что имеет место та или иная неоднородность. Затем параметры заданной пары сравниваются с эталонной. Для этого образуют сбалансированный мост, одно плечо которого — тестируемая пара, другое — эталонная, третий компонент моста — омическая или емкостная неисправность, четвертый — прибор. Прибор обеспечивает баланс моста. В результате измеряют распределенное сопротивление (емкость) до неоднородности и собственное сопротивление (емкость) неоднородности. Зная распределенные параметры кабеля, можно вычислить расстояние до неоднородности.

Источник

Измерения электрических параметров кабельных линий связи

Электрические свойства кабельных линий связи. Оценка процессов распространения электромагнитной энергии вдоль кабельной цепи. Измерение сопротивления цепи и ёмкости жил прибором. Волновое сопротивление. Рабочее затухание. Измерение параметров влияния.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	16.05.2014

Измерения электрических параметров кабельных линий связи

1. Измерения электрических параметров кабельных линий связи

1.1 Общие положения

Электрические свойства кабельных линий связи характеризуются параметрами передачи и параметрами влияния.

Параметры передачи оценивают процессы распространения электромагнитной энергии вдоль кабельной цепи. Параметры влияния характеризуют явления перехода энергии с одной цепи на другую и степень защищенности от взаимных и внешних помех.

К параметрам передачи относятся первичные параметры:

G — проводимость изоляции и вторичные параметры,

Z — волновое сопротивление,

в — коэффициент фазы.

К параметрам влияния относятся первичные параметры;

К — электрическая связь,

М — магнитная связь и вторичные параметры,

Во-переходное затухание на ближнем конце,

B? — переходное затухание на дальним конце.

В области низких частот качество и дальность связи определяются в основном параметрами передачи, а при высокочастотном использовании цепей важнейшими характеристиками являются параметры влияния.

При эксплуатации кабельных линий связи проводятся измерения их электрических параметров, которые делятся на профилактические, контрольные и аварийные. Профилактические измерения осуществляются через определенные промежутки времени для оценки состояния линий связи и приведение их параметров к нормам. Контрольные измерения проводят после технического обслуживания и других видов работ для оценки качества их выполнения. Аварийные измерения осуществляются в целях определения характера и места повреждения линии связи.

1.2 Измерение сопротивления цепи

Различают сопротивление цепи (Rц) постоянному току и сопротивление цепи переменному току. Сопротивление 1 км провода постоянному току зависит от материала провода (удельного сопротивления — p), диаметра провода и температуры. Сопротивление любого провода при увеличение температуры увеличивается, а при увеличении диаметра уменьшается.

Для любой температуры сопротивление от 20 °С, сопротивление может быть подсчитано по формуле:

Rt =Rt=20 1+а (t -20) Ом/км,

где Rt — сопротивление при данной температуре,

a — температурный коэффициент сопротивления.

Для двух проводных цепей полученную величину сопротивления необходимо умножить на два.

Сопротивление 1 км провода переменному току зависит, кроме указанных факторов, еще и от частоты тока. Сопротивление переменному току всегда больше, чем постоянному, вследствие поверхностного эффекта.

Зависимость сопротивления провода переменному току от частоты определяется формулой:

где K1 — коэффициент, учитывающий частоту тока (с увеличением частоты тока K1 увеличивается)

Сопротивление цепи кабеля и отдельных проводов измеряется на смонтированных усилительных участках. Для измерения сопротивления используется схема моста постоянного тока с постоянным отношением балансных плеч. Данную схему обеспечивают измерительные приборы ПКП-3М, ПКП-4М, П-324. Схемы измерения с использованием указанных приборов изображены на рис. 1 и рис. 2.

Рис. 1. Схема измерения сопротивления цепи прибором ПКП

Рис. 2. Схема измерения сопротивления цепи прибором П-324

Измеренное сопротивление пересчитывается на 1 км цепи и сравнивается с нормами на данный кабель. Нормы сопротивлений на некоторые типы легких и симметричных кабелей приведены в табл. 1.

Сопротивление цепи постоянному току

( = 800Гц), при +20 °С, Ом/км

Сопротивление постоянному току d равно, а активное сопротивление легких полевых кабелей связи (П-274, П-274М, П-275) не зависят от способов прокладки линий и условий погоды («сухо», «сыро») и имеет лишь температурную зависимость, возрастая с увеличением температуры окружающей среды (воздуха, почвы и т.д.).

Если в результате сравнения измеренное значение сопротивления больше нормы, то это может означать наличие плохого контакта в сростках кабеля или в соединительных полумуфтах.

1.3 Измерение ёмкости

Емкость (Сх) является одним из важнейших первичных параметров передачи цепей кабельных линий связи. По ее величине можно судить о состоянии кабеля, определять характер и место его повреждения.

По фактической природе ёмкость кабеля аналогична ёмкости конденсатора, где роль обкладок выполняют поверхности проводов, а диэлектриком служит расположенный между ними изоляционный материал (бумага, стирофлекс и т.д.).

Ёмкость цепей кабельных линий связи зависит от длины линии связи, конструкции кабеля, изоляционных материалов, типа скрутки.

На величину ёмкости цепей симметричных кабелей оказывают влияние соседние жилы, оболочки кабеля, так как все они находятся в непосредственной близости друг от друга.

Измерения ёмкости кабеля производят измерительными приборами типа ПКП-3М, ПКП-4М, П-324. При измерении прибора ПКП используется баллистический метод измерения, а прибор П-324 измеряет по схеме моста переменного тока с переменным отношением балансных плеч.

На кабельных линиях связи могут производиться:

измерения ёмкости пары жил;

измерения ёмкости жилы (относительно земли).

1.3.1 Измерение ёмкости пары жил прибором П-324

Измерение ёмкости пары жил производится по схеме, приведенной на рис. 3.

Рис. 3. Схема измерения ёмкости пары жил

Одно из балансных плеч представляет собой набор резисторов nR, втрое — магазин сопротивлений — Rмс. Два других плеча — эталонная ёмкость Со и измеряемая Сх.

Для обеспечения равенства углов потерь плеч и используются потенциометры БАЛАНС Сх ГРУБО и БАЛАНС Сх ПЛАВНО. Баланс моста обеспечивается с помощью магазина сопротивлений Rмс. При равенстве углов потерь плеч и баланса моста справедливо следующее равенство:

Поскольку Со и R постоянны для данной схемы измерения, то измеряемая ёмкость обратно пропорциональна сопротивлению магазина. Поэтому магазин сопротивлений градуируется непосредственно в единицах ёмкости (нФ), а результат измерения определяется из выражения:

1.3.2 Измерение ёмкости жилы относительно земли

Измерение ёмкости жилы относительно земли проводится по схеме рис. 4.

Рис. 4. Схема измерения ёмкости жилы относительно земли

Нормы среднего значения рабочей ёмкости пары жил для некоторых типов кабельных линий связи приведены в табл. 2.

Среднее значение рабочей ёмкости, нФ/км

1. Ёмкость легких полевых кабелей связи в зависимости от способа прокладки, состояния погоды, а также температуры окружающей среды колеблется. Наибольшее влияние оказывает увлажнение или покрытие кабельной оболочки полупроводящими наслоениями (почва, атмосферные осадки, сажа и т.д.) Ёмкость кабеля П-274 заметно изменяется с ростом температуры и частоты (с ростом температуры ёмкость увеличивается, а с увеличением частоты уменьшается).

2. Рабочая ёмкость кабеля МКСБ, МКСГ зависит от числа четвёрок (одно-, четырёх- и семичетвёрочные) и количества сигнальных жил.

1.4 Измерение сопротивления изоляции

При оценке качества изоляции цепи обычно пользуются понятием «сопротивление изоляции» (Rиз). Сопротивление изоляции есть величина, обратная проводимости изоляции.

Проводимость изоляции G — электрический параметр, характеризующий качество изоляции проводов кабеля, т.е. способность изоляции пропускать электрический ток.

Проводимость изоляции цепи зависит от материала и состояния изоляции, атмосферных условий и частоты тока. Проводимость изоляции значительно увеличивается при загрязнении изоляции, при наличии в ней трещин, при нарушении целости слоя изоляционного покрова кабеля. В сырую погоду проводимость изоляции больше, чем в сухую. С увеличением частоты тока проводимость изоляции увеличивается.

Измерение сопротивления изоляции может производиться приборами ПКП-3, ПКП-4, П-324 при профилактических и контрольных испытаниях. Сопротивление изоляции измеряется между жилами и между жилой и землей.

Для измерения сопротивления изоляции Rиз управляющая обмотка МУ включается последовательно с источником напряжения и измеряемым сопротивлением изоляции. Чем меньше величина измеряемого Rиз, тем больше ток в управляющей обмотке МУ, а следовательно, и больше ЭДС в выходной обмотке МУ. Усиленный сигнал детектируется и фиксируется прибором ИП. Шкала прибора градуируется непосредственно в мегомах, поэтому отсчёт измеряемой величины Rиз. производится по верхней или средней шкале с учётом положения переключателя ПРЕДЕЛ Rмом.

При измерении прибором ПКП сопротивления изоляции используется схема омметра, которая состоит из последовательно соединенных микроамперметра и источника питания напряжением 220В. Шкала микроамперметра проградуирована от 3 до 1000 Мом.

Нормы сопротивления изоляции для некоторых типов кабелей связи приведены в табл. 3.

Сопротивление изоляции одиночных жил относительно других жил, при t=20 °С не менее, МОм/км

Сопротивление изоляции лёгких полевых кабелей связи в большей степени зависит от способа прокладки условий эксплуатации, а также температуры окружающей среды.

1.5 Измерение вторичных параметров передачи

1.5.1 Волновое сопротивление

Волновое сопротивление (Zc) — это сопротивление, которое встречает электромагнитная волна при распространении вдоль однородной цепи без отражения. Оно свойственно данному типу кабеля и зависит лишь от первичных параметров и частоты передаваемого тока. Величина волнового сопротивления характеризует цепь, так как показывает соотношение между напряжением (U) и током () в любой её точке для однородной цепи величина постоянная, не зависящая от ее длины.

Так как все первичные параметры, за исключением ёмкости, зависят от частоты тока, то при увеличении частоты тока волновое сопротивление уменьшается.

Измерение и оценка величины волнового сопротивления может производиться с помощью прибора Р5-5. С этой целью работы производятся с обоих концов кабельной линии связи. На одном конце измеряемая цепь нарушается активным сопротивлением, в качестве которого рекомендуется использовать высокочастотные мастичные сопротивления СП, СПО или магазин непроволочных сопротивлений, на другом подключается прибор Р5-5. Регулируя сопротивления на дальнем конце цепи и увеличивая усиление прибора на ближнем конце цепи, добиваются минимального отражения от дальнего конца линии по прибору Р5-5. Величина сопротивления, подобранная на дальнем конце цепи в этом случае будет соответствовать волновому сопротивлению цепи.

Нормы на величину среднего значения волнового сопротивления приведены в табл. 4.

1.5.2 Рабочее затухание

При распространении электрической энергии по проводам амплитуды тока и напряжения уменьшаются или, как говорят, претерпевают затухание. Уменьшение энергии на длине цепи 1 км учитывается через коэффициент затухания, который иначе называют километрическим затуханием. Коэффициент затухания обозначается буквой и измеряется в неперах на 1 км. Коэффициент затухания зависит от первичных параметров цепи и обусловлен двумя видами потерь:

затухание за счет потерь энергии на нагрев металла провода;

затухание за счет потерь несовершенства изоляции и за счет диэлектрических потерь.

В нижней области частот доминируют потери в металле, а выше начинают сказываться потери в диэлектрике.

Так как первичные параметры зависят от частоты, то и зависит от частоты: с увеличением частоты тока увеличивается. Увеличение затухания объясняется тем, что с возрастанием частоты тока увеличиваются активное сопротивление и проводимость изоляции.

Зная коэффициент затухания цепи () и длину цепи (?), то можно определить собственное затухание всей цепи (а):

Для четырехполосников, образующих канал связи, обычно не удается полностью обеспечить условия согласованного включения. Поэтому для учета несогласованности как во входной так и в выходной цепях образованного канала связи в действительных (реальных) условиях недостаточно знания только собственного затухания.

Рабочее затухание (ар) — это затухание кабельной цепи в реальных условиях, т.е. при любых нагрузках по ее концам.

Как правило, в реальных условиях рабочее затухание больше собственного затухания (ар а).

Одним из методов измерения рабочего затухания является метод разности уровней.

При измерениях по этому методу необходим генератор с известной ЭДС, известным внутренним сопротивлением Zо. Абсолютный уровень напряжения на согласованной нагрузке генератора Zо измеряется указателем уровня станции А и определяется:

а абсолютный уровень напряжения на нагрузке Z измеряется указателем уровня станции Б.

Нормы на коэффициент затухания цепей некоторых типов кабельных линий связи, представлены в табл. 5.

Вторичные параметры легких полевых кабелей связи существенно зависят от способа прокладки линий (подвеска, по земле, в земле, в воде).

1.6 Измерение параметров влияния

Степень влияния между цепями кабельной линии связи принято оценивать величиной переходного затухания. Переходное затухание характеризует затухание токов влияния при переходе их с влияющей цепи в цепь, подверженную влиянию. При прохождении переменного тока по влияющей цепи вокруг нее создается переменное магнитное поле, которое пересекает цепь, подверженную влиянию.

Различают переходное затухание на ближнем конце Ао и переходное затухание на дальнем конце А?.

Затухание переходных токов, проявляющихся на том конце цепи, где расположен генератор влияющей цепи, называется переходным затуханием на ближнем конце.

Затухание переходных токов, поступивших на противоположный конец второй цепи, называется переходным затуханием на дальнем конце.

Таблица 5. Нормы на коэффициент затухания цепей, Нп/км.

1.6.1 переходное затухание на ближнем конце

Переходное затухание на ближнем конце важно измерять и оценивать для четырехпроводных систем с разными направлениями передачи и приема. К таким системам относятся однокабельные системы передачи (П-303, П-302, П-301, П-330-6, П-330-24), работающие по одночетвёрочному кабелю (П-296, Р-270).

Наиболее распространенным методом измерения переходных затуханий является метод сравнения, используемый при применении комплекта приборов ВИЗ-600, П-322. При измерении прибором П-324 используется смешанный (сравнения и дополнения) метод.

Суть метода сравнения и дополнения заключается в том, что в положении 2 величина переходного затухания (Ао) дополняется затуханием магазина (амз) до значения на менее 10 Нп. Изменяя затухание магазина, добиваются выполнения условия Ао + амз ?10 Нп.

Для удобства отсчета измеряемой величины на переключателе НП указаны цифры не затухания амз, фактически вносимого магазином, а разности 10 — амз.

Поскольку затухание магазина изменяется не плавно, а ступенями через 1 Нп, остаток затухания свой в Нп измеряется по шкале стрелочного прибора (ИП) в пределах от 0 до 1 Нп.

Перед измерением производится градуировка прибора (ИП), для чего переключатель НП схемы устанавливается в положение ГРАД (положение 1 на рис. 9). При этом выход генератора подключается к измерителю через эталонный удлинитель (ЭУ) с затуханием 10 Нп.

Нормы на переходное затухание приведены в табл. 6.

Таблица 6. Нормы на переходное затухание на ближнем конце внутри и между смежными четвёрками, не менее, Нп

Весь диапазон частот

Для кабеля П-296 проверка переходного затухания производится также на частотах 10 кГц и 30 кГц.

1.6.2 Переходное затухание на дальнем конце

Переходное затухание на дальнем конце важно измерять и оценивать также для четырехпроводных систем, но с одинаковыми направлениями приема и передачи. К таким системам относятся двухкабельные системы передачи типа П-300, П-330-60.

Для измерения переходного затухания на дальнем конце А? необходимо иметь два прибора П-324, устанавливаемых на противоположных концах измеряемых цепей. Измерение производится в три этапа.

Так же с помощью прибора П-324 возможно измерение затуханий не менее 5 Нп, на входе прибора включается удлинитель УД 5 Нп, входящий в состав устройства для проверки работоспособности прибора.

Полученный результат измерения делится пополам и определяется затухание одной цепи.

После этого собирается схема и проводится градуировка измерительного тракта прибора станции Б, подключаемого к влияющей цепи. При этом сумма затуханий цепи, удлинителя УД 5Нп и магазина затухания должна быть не менее 10 Нп, остаток затухания сверх 10Нп устанавливается на стрелочном приборе.

На третьем этапе измеряется переходное затухание на дальнем конце. Результат измерения представляет собой сумму показаний переключателя НП и стрелочного прибора.

Измеренная величина переходного затухания на дальнем конце сравнивается с нормой. Нормой переходного затухания на дальнем конце приведены в табл. 7.

Весь диапазон частот

Во всех симметричных кабельных цепях переходное затухание с ростом частоты снижается примерно по логарифмическому закону. Для увеличения переходного затухания между цепями токопроводящие жилы при изготовлении скручиваются в группы (пары, четверки, восьмерки), группы свиваются в кабельный сердечник, цепи экранируются, а при прокладке кабельных линий связи производится симметрирование кабеля. Симметрирование на кабелях низкой частоты заключается в дополнительном скрещивании их при развертывании и включение конденсаторов. Симметрирование на ВЧ кабелях — это скрещивание и включение контуров противосвязи. Потребность в симметрировании может возникнуть при ухудшении параметров влияния кабеля в процессе его долголетнего использования или при строительстве линии связи большой протяженности. Необходимость симметрирования кабеля должна определяться в каждом конкретном случае, исходя из фактической величины переходного затухания цепей, которая зависит от системы связи (системы использования цепей кабеля и аппаратуры уплотнения) и протяженности линии.

2. Определение характера и места повреждения кабельных линий связи

2.1 Общие положения

На кабелях связи могут быть следующие виды повреждений:

понижение сопротивления изоляции между жилами кабеля или между жилами и землей;

понижение сопротивления изоляции «оболочка — земля» или «броня — земля»;

полный обрыв кабеля;

асимметрия сопротивления жил;

разбитость пар в симметричном кабеле.

В целях определения характера и места повреждения кабелей связи проводят аварийные измерения. Они осуществляются следующим образом: вначале проводятся испытания на целость жил и сопротивление их изоляции для выявления характера и участка повреждения; затем на поврежденном участке проводятся измерения по определения места повреждения. При восстановлении нарушенной связи на поврежденной линии в первую очередь необходимо использовать временные, а в последующем и постоянные кабельные вставки.

2.2 Испытания для определения характера повреждений

Определение характера повреждений («земля», «обрыв», «короткое» понижение сопротивления изоляции) проводится испытанием каждой жилы кабеля с помощью схем мегомметра или омметра различных измерительных приборов (например, П-324, ПКП-3, ПКП-4, КМ-61С и др). В качестве омметра можно использовать комбинированный прибор «тестер».

Испытания проводятся в следующем порядке:

1. Проверяется сопротивление изоляции между одной жилой и остальными, соединенными с заземленным экраном.

На станции А, где проводятся испытания, все жилы, кроме одной, соединяются вместе и с экраном и заземляются. На станции Б жилы ставятся на изоляцию. Измеряется сопротивление изоляции и сравнивается с нормой для данного типа кабеля. Испытания и анализ проводятся для каждой жилы кабеля. Если измеренное значение сопротивления изоляции окажется ниже нормы, то определяется характер повреждения:

повреждение изоляции относительно «земли»;

повреждение изоляции относительно экрана кабеля;

повреждение изоляции относительно других жил кабеля.

Для определения характера повреждения на станции А поочередно снимают «землю» с жил кабеля и проводят анализ:

а) если снятие «земли» с какой-то жилы (например, с жилы 2 на рис. 13) приводит к резкому увеличению сопротивления изоляции, то повреждена изоляция между испытываемой жилой (жила 1) и той, с которой снята «земля» (жила 2);

б) если снятие «земли» со всех жил не приводит к увеличению сопротивления изоляции до нормы, то изоляция испытуемой жилы (жила 1) повреждена относительно экрана кабеля (земли).

Если при очередном испытании окажется, что сопротивление изоляции составляет сотни Ом или единицы кОм, то это указывает на возможное короткое замыкание между испытываемыми жилами кабеля (например, «короткое» показано между жилами 3 и 4);

2. Проверяется целость жил кабеля, для чего все жилы на станции Б соединяются вместе и с экраном. На станции А каждая жила проверяется омметром на целость.

Установление характера повреждения позволяет выбрать один из методов определения до места повреждения.

2.3 Определение места повреждения изоляции жил проводов

Для определения места повреждения изоляции жил применяют мостовые схемы, выбор которых зависит от того, имеются ли в данном кабеле исправные жилы или нет.

При наличии исправного провода, равного по сопротивлению поврежденному, и при сопротивлении изоляции поврежденного провода до 10мОм измерения производят методом моста с переменным отношением балансных плеч.

Величины сопротивления плеч моста Rа и Rм при измерениях подбираются таким образом, чтобы ток в диагонали моста, в которую включен ИП, отсутствовал.

При определении места повреждения изоляции методом моста с переменным отношением балансных плеч используются приборы ПКП-3, ПКП-4, КМ-61С. В этих приборах сопротивление Rм переменное и определяется при измерениях в момент равновесия моста, а сопротивление Rа постоянное и для приборов ПКП выбрано равным 990 ОМ, для прибора КМ-61С-1000 Ом.

Если исправный и поврежденный провода имеют разные сопротивления, то измерения производятся с обоих концов кабельной линии связи.

При использовании приборов ПКП-3, ПКП-4 могут применяться и другие методы измерения сопротивления изоляции с целью определения места повреждения кабеля:

Метод моста с переменным отношением балансных плеч со вспомогательной линией. Применяется при наличии исправных проводов, не равных по сопротивлению повреждённому, и сопротивлений изоляции повреждённого провода до 10 МОм, а вспомогательного — свыше 5000 МОм,

Метод моста с постоянным отношением балансных плеч способом двойной петли. Применяется при наличии значительных токов помех и сопротивлений изоляции повреждённого провода до 10 М0 м, а вспомогательная — свыше 5000 МОм.

Метод моста с постоянным отношением балансных плеч при больших переходных сопротивлениях. Применяется при наличии исправного провода, равного по сопротивлению повреждённому, и переходном сопротивлении в месте повреждения изоляции до 10 МОм.

Метод двухсторонних измерений сопротивления шлейфа повреждённых проводов. Применяется при отсутствии исправных проводов и переходном сопротивлении порядка сопротивления шлейфа.

5. Метод холостого хода и короткого замыкания при использовании моста с постоянным отношением балансных плеч. Применяется при отсутствии исправных проводов и переходном сопротивление в месте повреждения изоляции до 10 кОм.

6. Метод холостого хода и короткого замыкания при использовании моста с переменным отношением балансных плеч. Применяется при отсутствии исправных проводов и переходном сопротивлении в месте повреждения изоляции от 0,1 до 10 МОм.

При отсутствии исправных проводов определение места повреждения изоляции мостовыми методами с достаточной точностью представляет определенные трудности. В этом случае могут использоваться импульсный и индуктивный методы. Для измерений импульсным методом применяются прибором Р5-5, P5-10, дальность действия которых может достигать 20-25 км на симметричных кабелях связи.

2.4 Определение места обрыва проводов

Определение места обрыва проводов может осуществляться следующим методами:

1. Метод моста на пульсирующем токе. Применяется при наличии исправного провода, равного по сопротивлению поврежденному.

2. Метод сравнения ёмкостей (баллистический метод). Применяется при равной удельной ёмкости исправного и повреждённого проводов.

3. Метод сравнения ёмкостей при двухстороннем измерении. Применяется при неравной удельной емкости повреждённого и исправного проводов и, в частности, при невозможности заземлить неизмеряемые провода лини.

Для определения места обрыва проводов могут использоваться приборы ПКП-3, ПКП-4, KM-61C, П-324.

При наличии в кабеле исправной жилы и возможности заземления всех остальных жил кабеля поочередно измеряется рабочая ёмкость исправной жилы (С?), затем поврежденной жилы (Сх).

Если же по условиям эксплуатации кабеля заземление остальных неизмеряемых жил невозможно, то для получения достоверного результата оборванную жилу измеряют с двух сторон, расстояние до места обрыва вычисляют по формуле:

При отсутствии в кабеле исправной жилы место обрыва определяется по результатам измерения только оборванной жилы с двух сторон.

Электрические параметры кабельных линий связи измеряются в следующей последовательности:

вначале проводятся измерения постоянным током сопротивления изоляции между проводниками и жил относительно земли, измерение сопротивления цепи, рабочей емкости;

затем переменным током измеряют рабочее затухание цепи, переходной затухание на ближнем и дальнем конце.

кабельный связь сопротивление затухание

Подобные документы

Характеристика проводных (воздушных) линий связи как проводов без изолирующих или экранирующих оплеток, проложенных между столбами в воздухе. Конструкция кабельных линий и применение волоконной оптики. Инфракрасные беспроводные сети для передачи данных.

доклад [16,0 K], добавлен 22.11.2010

Физико-географические данные проектируемого участка линии связи. Выбор аппаратуры связи и системы кабельной магистрали. Размещение усилительных и регенерационных пунктов на трассе линии связи. Меры защиты кабельных линий от действующих на них влияний.

курсовая работа [768,2 K], добавлен 03.02.2013

Выбор организации кабельной магистрали и емкости кабеля. Расчет первичных параметров кабельных линий и влияний тяговых сетей переменного тока. Меры защиты сетей от опасных и мешающих влияний. Конструкция волоконно-оптического кабеля, оценка прочности.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.12.2015

Выбор трассы кабельной линии связи. Определение конструкции кабеля. Расчет параметров передачи кабельных цепей и параметров взаимных влияний между ними. Проектирование волоконно-оптической линии передачи. Размещение ретрансляторов по трассе магистрали.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.05.2015

Выбор трассы кабельной линии связи. Расчет параметров передачи кабельных цепей реконструируемой линии. Расчет параметров взаимных влияний между цепями. Проектирование волоконно-оптической линии передачи. Организация строительно-монтажных работ.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.05.2012

Кабельные линии и их назначение. Линии и сети автоматики и телемеханики. Проектирование и строительство кабельных линий и сетей. Разбивка трассы, рытье и подготовка траншей для прокладки. Монтаж кабелей. Механизация кабельных работ. Виды коррозии.

реферат [52,3 K], добавлен 02.05.2007

Предпосылки и этапы проведения измерения параметров по длине кабеля, его количественное измерение с помощью коэффициента отражения. Сущность принципа импульсных измерений. Расчет скорости распределения электромагнитных волн в кабеле прибором Р5-15.

лабораторная работа [117,8 K], добавлен 04.06.2009

Характеристика оконечных пунктов Энгельс-Волгоград. Выбор оптимального варианта трассы линии связи. Определение числа каналов на магистрали. Расчет конструкции кабеля, параметров кабельной цепи. Необходимость защиты кабельной магистрали от удара молнии.

курсовая работа [2,7 M], добавлен 03.10.2011

Проектирование междугородной линии связи для трассы Ижевск-Курган. Расчет каналов тональной частоты, первичных и вторичных параметров передачи кабельной цепи, выбор аппаратуры уплотнения. Мероприятия по защите кабельной магистрали от ударов молнии.

курсовая работа [1021,4 K], добавлен 10.05.2011

Общие сведения и классификация методов и приборов СВЧ цепей. Основные методы и средства измерений параметров СВЧ цепей. Обобщенная структурная схема измерителя (анализатора). Измерительные направленные ответвители. Скалярные анализаторы цепей.

реферат [82,7 K], добавлен 23.01.2009

Источник