615_Pervushina_L.V._Izmerenie_parametrov_KLS_IRK-PRO_

УДК 621.317: 621.315.21

Л.В. Первушина, И.Б.Елистратова. Измерение параметров и анализ характера повреждений КЛС прибором ИРК-ПРО Альфа.

В методических указаниях даны рекомендации по измерению параметров и анализу повреждений кабельных линий связи прибором ИРК-ПРО Альфа. Для студентов, обучающихся по направлению 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

Кафедра линий связи.

Ил. – 18. Список литер. – 3 назв. Рецензент: Р.З. Ибрагимов

Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве методических указаний.

© Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2015.

1. Цель работы

2

Приобретение практических навыков по измерению параметров и анализу повреждений кабельных линий связи прибором ИРК-ПРО Альфа.

2. Подготовка к выполнению работы

При самостоятельной подготовке к лабораторной работе по методическим указаниям и рекомендованной литературе необходимо:

-изучитъ конструкции и технические характеристики исследуемых кабелей (Приложение 1);

-изучить принцип работы прибора ИРК-ПРО Альфа;

-ознакомиться с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы;

-подготовить устные ответы на контрольные вопросы;

-подготовить бланк отчета с выполненным индивидуальным домашним заданием.

3.Список рекомендуемой литературы

3.1Горлов Н. И. , Михайловская Ж.А., Первушина Л. В., Методы измерений параметров кабелей электросвязи. – Новосибирск, 2009.

3.2Яловицкий М.П. Электрические измерения на линиях связи. – М.: Радио и связь, 1984.

3.3Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи. – М.: Радио и связь, 1988.

Кроме указанной литературы рекомендуется материал лекций по курсу.

4.Индивидуальное задание

4.1По исходным данным таблицы 4.1 рассчитать сопротивление проводов цепи Rл1 и Rл2.

Таблица 4.1 – Расчет сопротивления проводов

где Rш – сопротивление цепи (шлейфа), Ом;

Rас – сопротивление омической асимметрии цепи, Ом.

4.2 По исходным данным таблицы 4.2 рассчитать сопротивление изоляции (Rиз) для кабеля типа МКС на длине l .

3

Таблица 4.2 – Расчет сопротивления изоляции

ПРИМЕЧАНИЕ. Норма сопротивления изоляции для магистральных кабелей:

Rиз≥10000 МOм*км.

4.3 По исходным данным таблицы 4.3 определить длину линии (l) по известному сопротивлению шлейфа (Rш200),

Таблица 4.3 – Определение длины линии

приведенной к температуре 20°С (Rш20о) и рассчитанной величины километрического сопротивления шлейфа (Rш км) определяется длина линии:

где Rш200 - измеренное сопротивление шлейфа при температуре t0С; α – температурный коэффициент, для меди α = 0,004;

t – температура, при которой производились измерения.

Для того, чтобы вычислить значение l по формуле 4.1, нужно рассчитать километрическое сопротивление шлейфа. Воспользоваться формулой 4.2:

d – диаметр токоведущей жилы.

4.4 По исходным данным таблицы 4.4 определить расстояние до места повреждения (l х) по заданному сопротивлению Rм, таблица 4.4.

4

Таблица 4.4 – Определение расстояния до места повреждения

ПРИМЕЧАНИЕ. Расчетная формула для определения расстояния до места повреждения:

4.5 По исходным данным таблицы 4.5 определить коэффициента отражения кабеля ВКПАП-1 с номинальным волновым сопротивлением Zв=75 Ом.

Таблица 4.5 – Волновое сопротивление кабеля в месте неоднородности

Определить коэффициент отражения можно по формуле:

где Zв – номинальное волновое сопротивление кабеля;

Zв.х. – волновое сопротивление кабеля в месте неоднородности.

По результатам расчета нарисовать рефлектограмму и охарактеризовать вид неоднородности.

5. Требования к отчету

Бланк отчета должен содержать титульный лист (по форме, принятой в СибГУТИ) с названием выполняемой работы, фамилию студента, группу. Отчет по лабораторной работе должен содержать:

-цель лабораторной работы;

-результаты расчетов индивидуального задания;

-схемы измерений сопротивления изоляции, емкости, сопротивления шлейфа;

5

-результаты измерений (таблица 5.1), пересчета не единицу длины сопротивления изоляции, емкости, сопротивления шлейфа (таблица 5.2) и выводы после сравнения с нормами (таблица 5.3);

-рефлектограммы с анализом неоднородностей (таблица 5.4);

-выводы по результатам лабораторной работы.

Таблица 5.1- Результаты измерений мостовым методом

Таблица 5.2 – Результаты расчетов погонных параметров цепей

После заполнения таблицы 5.2 сравнить результаты с нормами и сделать выводы, оформив таблицу 5.3.

Таблица 5.3 – Выводы по результатам сравнения параметров с нормами

Таблица 5.3 – Результаты измерений рефлектометром

6.Контрольные вопросы

1.Что называется электрическим сопротивлением шлейфа?

2.Как рассчитывается ожидаемое сопротивление шлейфа?

3.Что называется омической асимметрией?

4.Что называется электрическим сопротивлением изоляции?

5.Как рассчитать ожидаемое электрическое сопротивление изоляции?

6.Как измерить электрическое сопротивление изоляции?

7.Как измерить омическую асимметрию?

8.Что называется рабочей ёмкостью цепи?

9.С какой целью измеряют рабочую ёмкость цепи?

10.Как измерить электрическую ёмкость?

11.Нормы на электрические параметры цепей на постоянном токе.

12.Нормы на электрические параметры абонентских линий городских телефонных сетей на постоянном токе.

13.В чем заключается сущность импульсного метода измерения параметров электрических кабелей электросвязи?

14.Какие задачи решает импульсный метод измерения?

15.Из каких основных блоков состоит импульсный рефлектометр?

16.Каким образом измеряются расстояния до неоднородностей волнового сопротивления?

17.Какими основными характеристиками обладает зондирующий импульс?

18.Каким образом измеряется коэффициент отражения от неоднородностей волнового сопротивления?

19.Что такое сосредоточенная неоднородность?

20.От каких параметров зондирующего импульса зависит разрешающая способность по расстоянию?

21.От чего зависит амплитуда напряжения отраженного импульса?

22.От чего зависит полярность отраженного импульса?

23.Что такое динамический диапазон импульсного рефлектометра?

7.Измерение параметров КЛС

7.1 Виды повреждений

На кабельных линиях связи (КЛС) измерения в процессе эксплуатации проводят для определения места и характера повреждения. Основными видами повреждений на линиях связи являются: обрыв проводов, повышенная асимметрия, сообщения между проводами, сообщение провода с землей. Обрывы проводов возникают под действием различных погодных факторов (бури, метели, гололед, старение проводов и др.), а также под действием человеческого фактора (различные работы, проводящиеся вблизи КЛС, намеренные повреждения). Повышенная омическая асимметрия появляется вследствие некачественных соединений проводов. На КЛС основными

7

повреждениями являются: нарушение изоляции, обрыв жил кабеля, повышенное сопротивление жил, асимметрия, а также различного вида комбинированные повреждения. При повреждении изоляции возможны следующие случаи: повреждение изоляции между жилой и землей, между жилами, между всеми жилами кабеля при одновременном повреждении изоляции относительно земли. Обрыв жил кабеля возможен при сохранении нормального сопротивления изоляции. Повреждения могут быть как постоянными, так и временными (устойчивыми и неустойчивыми), в последнем случае обнаружить их гораздо сложнее.

Важная роль принадлежит обнаружению зоны нахождения места повреждения дистанционными методами. Успешное решение операции дистанционного определения расстояния до зоны нахождения места повреждения измерением с одного конца кабеля позволяет значительно сократить трудоемкость и время точного определения места повреждения. Это наиболее актуально для протяженных кабельных линий.

Дистанционные методы измерения мест могут быть использованы для решения различных задач:

-измерения длины кабельных или воздушных линий связи, электропередачи, контроля, управления и т.д.;

-измерения расстояния до места повреждения или неоднородности

линии, определения типа повреждения линии (обрыв, короткое замыкание,

утечка в изоляции кабельной линии, появление в жилах дополнительного продольного сопротивления, и другие);

-измерения параметров кабельной линии, таких как сопротивление изоляции, сопротивление шлейфа, емкость кабеля.

Наиболее распространенными дистанционными методами измерения являются импульсные методы и мостовые методы.

7.2 Мостовые методы

Выбор метода измерений зависит от предполагаемого характера повреждения, имеющихся средств измерений, требуемой точности и длительности проведения измерений.

Для определения характера повреждений сначала проводят измерение параметров цепей постоянным током. Если с помощью этих методов обнаружить неисправность не удалось, то проводятся испытания переменным током. При этом необходимо убедиться в том, что станционное оборудование систем передачи информации находится в исправном состоянии.

Постоянным током измеряются следующие параметры цепей связи: электрическое сопротивление цепи (сопротивление шлейфа), сопротивление проводов и разность их сопротивлений (омическая асимметрия), сопротивление изоляции между проводами и проводов относительно земли. Для кабельных

8

линий связи (КЛС) измеряются рабочая емкость, электрическое сопротивление изоляции проводов и электрическая прочность изоляции.

Переменным током измеряются электрические характеристики цепей, каналов связи, а также групповых и линейных трактов передачи. На частотах, соответствующих рабочему режиму устройств связи, измеряются входное сопротивление цепи, степень влияния цепей друг на друга, а также помехи различного вида.

Ориентировочную проверку сопротивления шлейфа (при замыкании накоротко проводов измеряемой цепи на противоположном конце) проводят испытателем линии (или омметром). Для получения точных результатов измерения параметров цепи применяют мосты постоянного тока (или мегаомметры) и используют метод сравнения.

Измерение характеристик цепей связи начинают с измерения омической асимметрии. Необходимость этого обусловлена тем, что одной из причин увеличения омической асимметрии может являться плохой контакт в месте соединения проводов. При измерении омической асимметрии и сопротивлении шлейфа мост питается от источника с напряжением, недостаточным для создания электрического пробоя в месте плохого контакта. Если начать с определения электрического сопротивления изоляции или емкости, то под действием высокого напряжения, применяемого при этих измерениях, в месте плохого контакта может произойти электрический пробой, сопровождаемый временным восстановлением контакта.

7.3 Метод импульсной рефлектометрии

Метод импульсной рефлектометрии, называемый также методом отраженных импульсов или локационным методом, базируется на распространении импульсных сигналов в двух- и многопроводных системах (линиях и кабелях) связи.

Приборы, реализующие указанный метод, называются импульсными рефлектометрами.

Сущность метода импульсной рефлектометрии заключается в выполнении следующих операций:

-Зондировании кабеля (двухпроводной линии) импульсами напряжения.

-Приеме импульсов, отраженных от места повреждения и неоднородностей волнового сопротивления.

-Выделении отражений от места повреждений на фоне помех (случайных и отражений от неоднородностей линий).

-Определении расстояния до повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего.

8.Описание, принцип работы, технические характеристики прибора ИРК – ПРО Альфа

9

Кабельный прибор ИРК – ПРО Альфа предназначен для:

-определения расстояния до участка с пониженным сопротивлением изоляции кабеля;

-определения места обрыва или перепутывания жил кабеля;

-измерения сопротивления изоляции Rиз , шлейфа Rшл , омической асимметрии RА , электрической емкости С всех типов кабелей.

В приборе реализованы следующие функции и функциональные возможности:

-определение основных параметров кабелей и расстояния до места повреждения при использовании мостового метода;

-метод определения расстояния до места повреждения путем посылки зондирующих импульсов (прибор оснащен импульсным рефлектометром, предназначенным для определения расстояния до места изменения волнового сопротивления всех типов кабелей, и может использоваться для измерения расстояния до места повреждения кабеля; определения характера повреждений; измерения расстояния между неоднородностями волнового сопротивления (кабельными муфтами); определения длины кабеля; измерения коэффициента укорочения и волнового сопротивления; оценки взаимного влияния линий связи);

-контроль напряжения в линии (режим вольтметра);

-вывод результатов в цифровом и графическом виде;

-показ на карте кабеля мест неисправностей и муфт.

Память характеристик составляет 50 рабочих кабелей, 35 000 пар плановых измерений.

Основные характеристики и параметры кабельного прибора ИРК – ПРО Альфа приведены в таблицах 8.1, 8.2.

Условия эксплуатации прибора следующие:

-температура окружающей среды от – 200до + 500 С;

-относительная влажность воздуха до 90% (при 300 С);

-атмосферное давление от 86 до 106 кПа.

Таблица 8.1 – Основные характеристики рефлектометра

10