МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет «Львівська політехніка»
Катедра «Телекомунікації»
Лабораторна робота №3
«Визначення місця пошкоджень та неоднорідностей за допомогою приладу Р5-10»
Мета: Ознайомившись з приладом Р5-10, за допомогою якого здобути навички визначати місця пошкодження, відстань до пошкодження та неоднорідностей ліній зв’язку.
Аварійні вимірювання проводяться з метою визначення характеру і місця пошкодження або аварії кабельних ліній. Спочатку визначаються характер пошкодження, потім встановлюють район пошкодження або аварії і знаходять місце пошкодження на трасі . Основними вимогами до аварійних вимірювань є висока швидкість визначення характеру аварії і точність визначення місця аварії. Вирішення цих двох завдань дозволяє істотно скоротити час відновлення зв’язку. У разі потреби пошкоджене місце кабелю вирізається і обладнусться постійна кабельна вставка.
Контрольні вимірювання проводяться після закінчення ремонтних і аварійних робіт.
Розрізняють такі основні види пошкоджень:
Пошкодження ізоляції між проводами і землею, між жилою та оболонкою, оболонкою кабеля і землею.
2.Пошкодження ізоляції між проводами ,жилами однієї і тієї самої або різних ліній/між всіма проводами різних ліній.
Обрив проводу без Пошкодження ізоляції.
Обрив проводу 3 одночасним Пошкодження ізоляції одно- і двостороннім.
Перехрещення проводів.
Місцева поздовжня асиметрія; що викликана погіршенням перехідних контактів,порушенням ємнісних, індуктивних, гальванічних зв`язків між лініями.
Комплексні пошкодження
Окрім зазначених дефектів, які приводять до пошкодження кабелів є:
Механічні пошкодження, які були нанесені при прокладці або подальших розкопках і інших будівельних роботах, що виконуються в зоні кабельних трас
Спіралеподібні тріщини, як результат тривалої дії циклів нагріву і охолоджування або значних перевантажень кабелю більш допустимих норм.
Міжкристалічні руйнування свинцевої оболонки під дією струсів і вібрацій
Грунтова, хімічна корозія під впливом різноманітних хімічних реагентів, які містяться в грунті.
Руйнування оболонок кабелів блукаючими струмами електрифікованого транспорту.
Методи вимірювань для знаходження місць пошкоджень, ділять на такі, що
використовують
вхідні опори, шлейфу, що складається із пошкодженого і справного проводів лініі
перерозподіл вимірювальної напруги між ділянками пошкодженої лінії і із ззовні приєднаними опорами
явище відбиття, що виникає при появі в лініі пошкоджень
порушення закономірності зміни вхідниї опорів лінії при зміні частоти або струму;
спотворення зовнішнього електричного /магнітного/ поля, що створюється вимірювальним струмом;
сигнали, що надходять від аварійних датчиків.
Метод вимірювання вибирають залежно від характеру пошкодження, а також від вимірювальних засобів , потрібної точності й тривалості вимірювання.
Мостовий метод вимірювання
При визначенні місця пошкодження ізоляціі звичайно користуються переносним кабелъним приладом ПКП-3, ПКП-4 чи ПКП›5. Якшо на даній лінії є справний провід, застосовують мостові методи зі змінним і постійним відношенням плечей.
Вимірювання електричної ємності
Визначення місця обриву жил кабелю може здійснюватися за результатами вимірювань електричної ємності. При визначенні місця обриву порівнюють ємність обірваного проводу С* із ємністю справного С/ а відстань до місця ушкодження знаходять по формулі /х = ЬСХ/С/. Проведення сусідніх кіл у момент виміру заземлюються. Виміру ємності роблять постійним струмом мостовим або балістичним методом (рис. 2.2,6 і 2.2,в).
Вимірювання затухання кіл та перехідних затухання кіл
Вимірювання затухання кіл, а також перехідних затухання кіл будівельних довжин на далекому й ближньому кінцях кабелю і довгих ліній здійснюється методами: різниці рівнів, порівняння та панорамним.
Рис.2.3. Спрощена схема зміни ємнісного зв’язку
Метод порівняння
Метод порівняння (рис. 2.4,6) дозволяє виміряти затухання "по точках", тобто на окремих частотах. У випадку виміру перехідних затухань процес виміру складається у вирівнюванні (у результаті порівняння) показів виборчого індикатора напруг (ВІН) при послідовному його підключені до кола, підданої впливу, коли до входу ВІН включена напруга завад U20n або U2/n, і ДО виходу зразкового магазина затухання, коли до ВІН підключається напруга U1010-0.05ам.зо або U1l10-0.05ам.зl де ІІю та її» - напруги сигналу на ближньому та дальньому кінці впливаючого кола, амло та ам з/ - затухання магазина затухань при вимірювань Ао(w) і Аl(w) відповідно. Змінюючи значення аМЗо або ам з/ домагаються однакових показань ВІН, при U20= U1010-0.05ам.зо якому або U2/n= U1l10-0.05ам.зl
При цьому амз виміряється в децибелах. З отриманих рівностей випливає, що
Ао(w)=ам.зо і Аl(w)=амз/,
Панорамний метод
Панорамний метод вимірювань частотних характеристик затухання дозволяє одержувати частотну характеристику затухання при безперервній зміні частоти. Принцип методу пояснюється на спрощеній структурній схемі вимірюваїгь частотної характеристики перехідного затухання на дальньому кінці лінії (рис.2.5, а).
Рис.2.5. Панорамний метод вимірювань частотних характеристик затухання: а) схема вимірювання; б) графік
Кабелешукач
Визначення траси кабелю й глибини його закладення здійснюється кабепешукачем. До складу будь-якого шукача входять прилади: генератор і шукач. Найбільше застосування одержав шукач ИП-7. Схема з'єднання генератора й кабелю показана на рис. 10.6,а. Визначення траси ведеться індуктивним методом за схемою рис. 10.6,6. Оператор рухається уздовж траси із шукачем і включеним головним телефоном. У положенні 1 котушки на шукачі пошук ведеться по максимальному звуці в телефоні, а в положенні 2- по мінімальному.
Рис.2.б.Пошук траси кабеля та глибини його закладення: а) включення генератора в жили кабеля;б) пошук траси кабешукачаем; в) визначення глибини закладення кабеля;
1-заземлювач; 2-генератор;3-кабель-шукач; 4-котушка кабеля-шукача
Глибина залягання кабелю визначається за схемою рис. 2.6,в. Пересуваючи шукач перпендикулярно трасі, знаходять місце, де звук буде максимальним. Відстань від центра котушки до лінії траси (на рисунку лінія А-Б) відповідає глибині залягання кабелю.
Пошукам ИМПИ-2
Місце ушкодження пластмасового шланга, розташованого поверх металевої оболонки кабелю, знаходять за допомогою пошукача ИМПИ-2, що містить генератор, індикатор імпульсів, штир кабелешукачема, контактний штир, заземлювач і котушки. Генератор, ідо дає рідкі імпульси із частотою проходження 0,5 Гц, включається в металеву оболонку кабелю й землю. Оператор рухається по трасі кабелю з контактним штирем й індикатором імпульсів і визначає місце ушкодження шланга. Точність визначення місця ±20 см.
Високовольтний міст
Місце зниження електричної міцності ізоляції кабелю звичайно визначають високовольтним мостом (ВВМ). Останній має на виході иВИх (див. рис. 2.7) постійна напруга 4...5 кВ, що дозволяє здійснювати пробій ізоляції кабелю в місці зі зниженою електричною міцністю.
Рис.2.7. Схеиа випробовування електричної міцності ізоляції напруг
Імпульсний метод
Визначення місць ушкодження кабелів імпульсними методами здійснюється за допомогою імпульсних приладів. Імпульсний метод полягає на використанні явища відбиття електромагнітних хвиль від місця зміни хвильового опору (обрив, коротке замикання, поганий контакт, зминання зовнішнього провідника коаксіальної пари, місце переплутаних жил кабелю й ін.).
Знаючи швидкість поширення електромагнітної енергії V і час ї з моменту посилки імпульсу й повернення його назад, визначають відстань до місця ушкодження: Напрямок викиду на імпульсній характеристиці дозволяє судити про характер пошкодження: напрямок, що збігається із зондувальним імпульсом (рис. 2.8,а), відповідає збільшенню опору (обриву, асиметрії); викид імпульсу протилежного напрямку (рис. 2.8,6) відповідає пошкодженню, пов'язаному зі зниженням опору (знижена ізоляція, коротке замикання).
Рис. 2.8. Розташування імпульсів на екрані осцилографа
В процесі спостерігання зондуючі імпульси посилаються в лінію багаторазово.
При пошкодженому з лінією навантаженні енергія імпульса повністю поглинається опором навантаження, тому відбитої хвилі не буде, а на екрані електропроменевої трубки характеристика лінії буде мати вигляд, зображений на рис. 2.9,а.
Рис.2.9. Імпульсна характеристика коли імпульс поглинається
На практиці кожному граничному значенню відповідає пошкодження: Zo=оо - обрив лінії, або Zн=0 коротке замикання. На екрані виникає стільки відбитих імпульсів, скільки неоднорідностей є на лінії .
Рис.2.10. Імпульсна характеристика а) коли Zн> Zв б) коли Zн<Zв , в) реальної лінії
Імпульсна характеристика реальної лінії через наявність різного роду неоднорідностей технологічного характеру має хвилясту форму з багатьма мілкими імпульсами різної полярності. При наявності пошкоджень в лінії на ці мілкі імпульси накладаються імпульси з більшою амплітудою. Точність вимірювання імпульсним методом залежить від потужності зондуючих імпульсів, швидкості поширення імпульсів по лінії, віддалі до місця пошкодження і коефіцієнту затухання на високих частотах.
Дальність дії, тобто максимальна довжина лінії, яка вимірюється імпульсним методом, залежить від напруги зондуючого імпульсу та від мінімальної напруги відбитого імпульсу, ще видимого на екрані електронопроменевої трубки. Співвідношення цих значень визначає чутливість імпульсного приладу.
Відбиті імпульси можуть бути виявлені даним приладом, якщо їх затухання менше чутливості приладу.
Для виявлення віддалі до місця пошкодження лінії на екрані трубки приладу по осі розгортай формуються з відомим і сталим періодом масштабні мітки. Мітки виробляються генератором комбінаційних міток, які жорстко синхроянизуються з генератором зондуючих імпульсів.
Імпульсний метод суттєво доповіпоє методи на сталому і змінному струмах і в деяких випадках, наприклад, при визначенні місця переплутана пар або обриву жил кабелю, яке супроводжується зниженням ізоляції, дає більш точні результати. Крім того, імпульсний метод дає змогу розрізнити декілька пошкоджень, які існують одночасно і визначити віддаль до кожного з них, придатний для визначення місць пошкоджень, які мають нестійкий характер, дозволяє швидко і наочно проводити вимірювання, не вимагає для проведення вимірювань висококваліфікованого персоналу.
Переваги імпульсного методу полягає в можливості його використання на оптичних кабелях, високій швидкості виміру, визначенні функції розподілу неоднорідності по довжині лінії, безпосередньому відліку результату на екрані приладу або на цифровому індикаторі.
Висновок:
На даній лабораторній роботі я ознайомився з приладом Р5-10, за допомогою якого здобув навички визначення місця пошкодження, відстань до пошкоджень та неоднорідностей лінії звязку.
Також закріпив знання щодо характерів та видів пошкоджень, різноманітних методів вимірювань для знаходження місць пошкоджень ( мостовий, імпульсний, порівняння метод тощо).
Крім цього, ознайомився з внутрішньою структурою та принципом роботи кабелешукачів та інших пошукових пристроїв ( ИКС-600, ИМПИ-2 і тд).