Spkb-optics.ru

СПКБ Оптик
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Измерение кабелей связи постоянным током

Коаксиальные и высокочастотные кабели связи — Измерения и испытания кабелей

Содержание материала

Раздел 12
ИЗМЕРЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ КАБЕЛЕЙ

Общие сведения

Измерения и испытания кабелей связи проводят для проверки соответствия их электрических, конструктивных и механических параметров нормируемым значениям, указанным в ГОСТ и ТУ на конкретный тип кабеля.
Электрические измерения и испытания выполняют на кабельных заводах, в процессе прокладки и монтажа, а также на смонтированных элементарных кабельных участках. Для проверки качества изготовляемых кабелей на кабельных заводах на соответствие требованиям ГОСТ и ТУ установлены приемосдаточные, периодические и типовые испытания.

Приемосдаточные испытания проводят на каждой строительной длине кабеля. Периодические испытания кабелей проводят на нескольких строительных длинах, прошедших приемосдаточные испытания. Типовые испытания кабелей на соответствие требованиям ГОСТ и ТУ проводят по программе, утвержденной в установленном порядке, оговариваемой в ГОСТ и ТУ. Результаты испытания оформляют протоколом, который предъявляют потребителю по его требованию.
Объем и виды измерений испытаний кабелей на заводах указаны в ГОСТ и ТУ на конкретный тип кабеля. При приемосдаточных измерениях и испытаниях на кабельных заводах проверяют:
конструктивные и механические характеристики; электрическое сопротивление и омическую асимметрию цепи; электрическое сопротивление изоляции защитных покровов; изоляцию жил (проводников) напряжением; рабочую емкость симметричных пар;
емкостные связи и емкостную асимметрию симметричных кабелей; переходное затухание на ближнем конце и защищенность цепей на дальнем конце симметричных кабелей в нормируемом ГОСТ и ТУ диапазоне частот;
переходное затухание на ближнем конце между парами соседних четверок коаксиальных кабелей типа КМ-4 в диапазоне частот 10. 110 кГц (система передачи К-24Р) или в диапазоне частот 20. 600 кГц (система передачи ИКМ-30) при скорости передачи 2,048 Мбит/с;
коэффициент отражения (внутренние неоднородности волнового сопротивления) коаксиальных пар;
концевые значения волнового сопротивления коаксиальных пар.
При периодических испытаниях проверяют следующие параметры: переходное затухание между коаксиальными парами в нормируемом диапазоне частот;
коэффициент затухания коаксиальных пар; коэффициент затухания симметричных пар; затухание отражения коаксиальных пар;
коэффициент защитного действия металлических покровов кабеля; механическую устойчивость конструкции кабеля после двукратной перемотки его с барабана на барабан;
электрическое сопротивление металлических покровов постоянному ток; металлическую оболочку на изгиб и сплющивание;
защищенность на дальнем конце при испытательном симметрировании .пар внутри четверок.
Измерения коэффициента затухания, переходного затухания на ближнем конце и защищенности на дальнем конце проводят в диапазоне частот, указанном в ГОСТ и ТУ на конкретный тип кабеля.
Виды и объем периодических испытаний устанавливаются ГОСТ и ТУ на конкретный тип кабеля.
Испытания конструктивных элементов заключается в: измерении диаметра токопроводящих жил (проводников), толщины оболочек и экранов, размеров элементов защитных покровов, наружных диаметров кабелей и строительных длин с помощью мерной ленты;
проверке числа пар, четверок, отдельных жил и расположении конца А. на барабане;
проверке и испытании свинцовой, алюминиевой и стальной оболочек;
проверке и испытании защитных покровов.
При измерениях необходимо учитывать температуру кабеля. Погрешность применяемых измерительных приборов не должна превышать значений, приведенных в табл. 12.1.
Приборы, применяемые при электрических измерениях, проверяют в соответствии с действующим законодательством о государственной и внутриведомственной поверке средств измерений.

Электрические измерения и испытания необходимо производить со строгим соблюдением «Правил техники безопасности при работах на кабельных линиях связи и проводного вещания» (М., Радио и связь, 1985).

Таблица 12.1
Нормы основных погрешностей измерительных приборов

Когда еще нужно проверять кабели?

Внеплановые проверки всегда необходимы в случае земляных работ, оползней или размывов в месте прокладки линий кабеля. Кабели токоприемников обычно проверяют после ремонта самих токоприемников.

Что мы проверяем:

  • Целостность кабельных жил;
  • Сопротивление изоляции;
  • Проверка фазировки линий.

Какие проверки линий кабеля до 10 кВ и 10 кВ мы проводим:

  • Испытания повышенным напряжением;
  • Поиск повреждения кабеля, находящегося в земле. Точность измерение составляет до +−10 см, последующее уточнение;
  • Определение повреждения кабеля;
  • Поиск локации обрыва кабеля. Глубина поиска − до трех метров в земле и в стенах;
  • Поиск кабеля индукционным и акустическим методом после прожига;
  • Измерения и составления отчета по полученным данным;
  • Поиск обрывов кабеля в любых помещениях: квартира, офис.

В распоряжении нашей лаборатории есть все необходимое передвижное высоковольтное электроизмерительное оборудование.

П орядок измерения сопротивления

Измерение сопротивления изоляции электросетей до 1000В должно производиться согласно нормам, установленным п. 612. 3 стандарта МЭК 60364-6:2006.

В электроустановках и сетях напряжением до 1000 В измерения должны выполнять два человека, один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже III. Но если измерение производится в помещении, не относящимся к особо опасным в отношении поражения электротоком, работник с III группой по электробезопасности может производить измерение сопротивления единолично. Не будет лишним отметить, что лица, которые проводят проверку, должны использовать СИЗ от поражения электрическим током.

П одготовительные этапы проверки

  1. С проверяемого кабеля должно быть полностью снято напряжение. Для этого заземляют токоведущие жилы. Убрать заземление можно только после подключения измерительного прибора.
  2. С проводников удаляют любые посторонние соединения, если таковые имеются.
  3. Испытываемые токоведущие жилы должны быть заземлены.

Также необходимо наличие пригодного для проведения измерений, исправного мегаомметра.

На данный прибор должен быть нанесён штамп о прохождении ежегодной государственной проверки. Где должен быть указан серийный номер и дата прохождения следующей проверки. Далее производят контрольную проверку прибора.
Прибор считается исправным, если при разомкнутых проводных выводах, стрелка прибора показывает бесконечность (¥) на шкале или дисплее, а при сомкнутых — ноль.

Читать еще:  Ребенок балуется выключателем света

И змерения сопротивления жил кабеля

При проверке сопротивления изоляции, в первую очередь проводят измерения между фазными проводниками для всех пар фаз по очереди. При получении неудовлетворительных показаний, нужно измерить сопротивление между каждой фазой и всеми парами токопроводящих жил относительно земли.

Схема подключения мегаомметра к трёхжильному кабелю

Далее измеряется сопротивление изоляции каждой фазы относительно земли. Обязательное условие при проверке электрических сетей — отсоединить все электроприборы, вывернуть лампы и снять предохранители.

Если к цепи подключено стационарное электрооборудование, то при измерении соединяются фазные и нейтральные проводники и измеряется сопротивление
между ними и землей. В противном случае существует риск выхода из строя электроприборов.

Продолжительность измерения — не менее 60 секунд. Результаты измерений и схему по которой проводились замеры, заносятся в блокнот для сверки с допустимыми нормами в соответствии с гл. 1.8 ПУЭ. Нормы предъявляемые ГОСТ Р 50571.16-07 указаны в таблице.

Нормы сопротивления изоляции для различных кабелей

Встречаются следующие виды электрических проводников:

  1. Высоковольтные — используются при уровне напряжения более 1 кВ. С их помощью прокладываются линии электропередач, и подается питание на шести киловольтные электродвигатели. Допустимой величиной сопротивления изоляционного слоя считается один мОм на кВ. Например, при уровне напряжения 6 кВ норма составит 6 мОм.
  2. Низковольтные — используются в электрических схемах напряжением менее 1 кВ. Наиболее часто применяются для прокладки сети освещения, подключения электродвигателей на 220 и 380 В. Минимальный показатель сопротивления для указанных токопроводящих жил — 0.5 мОм.
  3. Контрольные — предназначены для подключения измерительных приборов, устройств РЗА, а также для формирования схем вторичной коммутации. Для данной категории проводов нижний предел изоляции равняется 1 мОм.

Нормы сопротивления изоляции для различных видов электрооборудования

Конкретные показатели сопротивлений для определенных марок кабеля можно узнать в следующей технической литературе:

  • ПУЭ — таблица 1.8.34;
  • ПТЭ — таблица 37.

Методика проверки сопротивления изоляции

Сама методика проверки сопротивления изоляции основывается на том, что к испытуемому объекту подается повышенное испытательное напряжение, в зависимости от объекта измерения, 250 В, 500 В, 1000 В или 2500 В.

Сопротивление изоляции определяется на основании измеренного тока утечки и приложенного выпрямленного напряжения.

Ток утечки — это ток, протекающий с токоведущих частей, находящихся под напряжением, установки в землю при отсутствии повреждения изоляции.

Если изоляции соответствует нормам, то ток утечки не будет превышать допустимые пределы, соответственно и сопротивление будет очень большое. В случае ухудшения характеристик изоляции, обычно в следствии износа, ток утечки будет увеличиваться. При этом в обычном режиме работы эти значения достаточно малы, а вот при воздействии повышенного напряжения ток утечки увеличиваясь, становится при этом током КЗ, а сопротивление изоляции значительно уменьшается.

Помимо вышесказанного, на состояние изоляции влияют еще два параметра — коэффициент абсорбции и коэффициент поляризации.

Коэффициент абсорбции (DAR)

Коэффициент абсорбции определяет степень влажности изоляционного материала. Представляет собой отношение сопротивления, измеренного мегаомметром через 60 сек. с момента приложения напряжения, к отношению сопротивления измеренного через 15 сек. после начала приложения испытательного напряжения от мегаомметра: Кабс = R60/R15.

Если изоляция сухая, то коэффициент абсорбции будет значительно превышать единицу, в противном случае коэффициент абсорбции близок к единице.

Коэффициент поляризации (PI)

Коэффициент поляризации — это отношение сопротивлений, измеренных мегомметром через 600 сек. с момента приложения напряжения и 60 сек. после начала приложения испытательного напряжения от мегомметра: Кпол = R600/R60.

Данный коэффициент на основе изменения структуры диэлектрика, способности заряженных частиц перемещаться в диэлектрике под воздействием электрического поля, определяет степень старения изоляции, можно сказать прогнозирует остаточный ресурс.

Измерение данного коэффициента не является обязательным при проведении проверки измерения сопротивления изоляции и проводится только в составе комплексных испытаний.

Как найти расстояние до места повреждения кабеля

Допустим произошло повреждение кабельной линии до 10 кВ. По РД 34.20.516-90 первым шагом необходимо определить тип повреждения, затем возможно потребуется произвести прожигание изоляции, далее наступает этап определения расстояния до места повреждения с помощью одного из абсолютных методов и в конце непосредственно определение места повреждения непосредственно на трассе одним из абсолютных методов.

В данном материале речь пойдет про методы определения расстояния до места повреждения КЛ. Существуют следующие способы:

  • Импульсный
  • Метод колебательного разряда
  • Волновой
  • Петлевой

Задача данной группы методов состоит в том, чтобы приблизительно оценить расстояние от начала кабеля до места повреждения, а затем уже в полученной возможной зоне повреждения использовать абсолютные методы для точного отыскания места КЗ или другого повреждения.

Импульсный метод

С помощью данного метода можно определить длину кабельной линии, расстояние до места повреждения при переходном сопротивлении менее 200 Ом, расстояние до обрывов или растяжек КЛ.

Суть метода: от рефлектометра посылается зондирующий импульс напряжения, который отражаясь от неоднородностей волнового сопротивления проходит путь по длине КЛ и возвращается обратно к источнику, где отображается на экране прибора.

Расстояние можно определить по известной формуле: время на скорость и поделить на два, так как у нас путь туда и обратно. Только время будет представлять время задержки отраженного сигнала t3, мкс; а скорость v — скорость света (

Читать еще:  Сечение кабеля по току для 24в постоянного тока

300 м/мкс), деленная на коэффициент укорочения КУ (зависит от диэлектрической постоянной оболочки КЛ, равен корень из е0). Но современные приборы, вроде сами это всё считают и просто выдают результат.

Неоднородности возникают при заводском нарушении технологии изготовления, механических повреждениях, электрических повреждениях.

Если более конкретно, то это места: установки муфты, ответвления, коротких замыканий, обрывов, намокания сердечника, токов утечек.

Величина посылаемого (зондирующего импульса) не превышает 10 В. Импульс сталкивается с неоднородностями и становится выше или ниже своего значения.

Возможные варианты:

Отраженный сигнал поднимается высоко вверх (полярность зондирующего и отраженного совпадают) — полный обрыв или конец кабеля.

Отраженный сигнал опускается сильно вниз (полярность зондирующего и отраженного противоположны) — короткое замыкание.

Примерно возможные дефекты на примере рефлектометра РИ-10М1 будут выглядеть следующим образом:

А Замокший участок кабеля. Имеет меньшее значение сопротивления

1 — 2 “замокшая” зона

Б КЗ между линиями. Импульс конца КЛ отсутствует.

1 — место КЗ. Сопротивление стремится к нулю

В Разбитость пар. Относится к линиям связи, сигнализации

1, 2 — разбитости пар

Г Параллельный отвод. Похож на намокание, но не такой ступенчатый, более пологий импульс. Если длина отвода больше расстояния до конца кабеля, то может отсутствовать импульс конца КЛ.

1 — место ответвления отвода.

Д Общая рефлектограмма.В точке конца КЛ самое большое значение, близкое к бесконечности, при скрутках и муфтах значение больше

1, 2 — соединения в КЛ, причем второе хуже первого.

На экранчике прибора можно водить вертикальную линию вдоль дефектограммы и наведя до нужного импульса прибор покажет расстояние до места. Описываемый прибор способен проводить анализ линий до 50 км.

Метод колебательного разряда

Для начала повторим, что такое заплывающий пробой (ЗП). Встречаются ситуации, когда дефект возникает лишь при подаче высокого напряжения. Причем, при подаче напряжения пробои могут идти один за другим, а по снятии напряжения сопротивление изоляции может стать еще лучше, чем было. И так волна за волной, раз за разом. Такая ситуация встречается в новых кабельных муфтах и обозначается заплывающим пробоем.

Для определения расстояния до ЗП применяют метод колебательного разряда. В данном методе измеряется полупериод волнового колебания, возникшего на заряженном кабеле вследствие пробоя изоляции при подаче напряжения от постороннего источника.

  • Напряжение поднимают до значения не выше испытательной величины при профилактических испытаниях
  • В месте с дефектом возникает искровой разряд
  • От искры возникает колебательный разряд
  • Далее по формуле, приведенной ниже определяется расстояние до места с заплывающим пробоем
  • Колебание движется от места пробоя до начала кабельной линии и обратно, также от пробоя до конца, но прибор установлен у нас с одной стороны, поэтому интересует лишь, чтобы он доходил от пробоя до одной из сторон кабеля

В вышеприведенной формуле

X — расстояние до места ЗП

v — скорость распространения электромагнитной волны м/мкс

tпп — время периода колебательного процесса, мкс

Рассмотрим процесс более подробно и наглядно

Мы подаем напряжение и в точке t0 происходит пробой, далее сигнал идет к началу кабеля, где у нас установлена устройство, улавливающее колебания. В момент t1 колебание отражается от начала КЛ стартует регистрация времени и сигнал движется обратно к месту пробоя, где и оказывается в момент времени t2 и далее отражаясь в очередной раз приходит в точке t3 к регистрирующему устройству, оканчивая запись времени.

Так как у нас путь туда и обратно записывается, поэтому и делим на два. Среднее значение скорости распространения колебательной волны по кабельной линии с бумажно-масляной изоляцией составляет 160 м/мкс в независимости от сечения.

tп1 и tп2 — это отражения волны от неоднородностей, которые могут вызвать ложные срабатывания. Но об этом не стоит переживать, так как для снижения их влияния предусмотрели плавное изменение уровня входного сигнала и введение импульсов задержки.

Волновой метод

Применяется при сопротивлении в месте повреждения от 0 до сотен кОм. От установки через резистор заряжается конденсатор, затем при пробое разрядника в линию посылается высоковольтная электромагнитная волна которая пробивает поврежденное место, если сопротивление отлично от нуля, и отражается от этого места, двигаясь в начало и так туда-сюда, пока не затухнет колебание.

Если сопротивление в месте повреждения близко к нулю, то импульс не устроит пробой, а будет отражаться от короткого замыкания по тому же принципу.

Если представить графическую зависимость этих движений волны, то это будут импульсы, повторяющиеся через равные промежутки времени при отсутствии пробоя.

В случае, если произойдет пробой при направлении высоковольтного импульса, то первый путь от пробоя до начала КЛ будет больше последующих путей волны от начала до места пробоя. Это происходит за счет задержки времени на пробой dT. В данном случае для определения времени распространения импульса берется любое из расстояний, кроме первого, где присутствует dT.

Метод аналогичен колебательному, но разный принцип подачи напряжения.

Петлевой метод

Вообще надо было начинать с этого метода, так как он самый старый и сейчас практически не применяется в следствие больших погрешностей в определении места повреждения

Читать еще:  Витой кабель через розетку

Схема в РД показана следующая:

Условиями для проведения метода являются:

  • наличие одной неповрежденной жилы
  • уверенность в том, что на трассе до места повреждения муфты не связаны с землей
  • снятие заземлений на концевых воронках

Порядок работы заключается в следующем:

  • подается сигнал от генератора постоянного тока 1 по пути “экранирующая оболочка КЛ” — “сопротивление в месте повреждения” 5 — “заземленный вывод генератора”
  • с помощью вольтметра 2 записывают показания U1 на участке lx
  • подают сигнал от 1 по пути “неповрежденная жила кабеля” L — “экранирующая оболочка КЛ” — “сопротивление в месте повреждения” — “заземленный вывод генератора”
  • записывают показание U2 на участке L-lx
  • составляют уравнение вида lx/(L-lx)=U1/U2 и находят lx

Кроме РД вопросы отыскания места повреждения петлевым методом описаны в 497 выпуске библиотеки электромонтера. Там приведена схема с четырьмя сопротивлениями, гальванометром и батареей.

При всех своих недостатках данный метод может быть полезен при отыскании повреждений с большими сопротивлениями, которые невозможно прожечь — кабель в воде. А также при сложной картине неоднородностей, когда импульсный метод не дает четкого результата. С другой стороны надо знать медь или алюминий и какой длины кабель.

Вопросы и ответы

Чем измеряется сопротивление изоляции

Электрическая прочность изоляции измеряется мегомметром. При этом прибор выдает в сеть испытательное напряжение, которое больше номинального напряжения сети. Происходит испытание изоляции повышенным постоянным напряжением.

Мы можем определить каким напряжением измеряется сопротивление изоляции. Мегомметр выдает на участок кабеля, на котором измеряют сопротивление изоляции, напряжение, используя один из его пределов: 500В, 1000В, 2500В, при этом, через эту изоляцию измеряется ток. Используя, закон Ома (I=U/R) мегомметр вычисляет сопротивление и показывает его величину на табло электронного прибора или на шкале деления, стрелочного мегомметра. Таким образом, с точки зрения метрологии этот метод измерения изоляции является косвенным методом, так как на самом деле прибор измеряет силу тока.

Каким напряжением измеряется сопротивление изоляции, что можно измерить мегомметром на пределе напряжения 1000В и на 2500В

По ПУЭ гл. 2.1.1 и гл. 2.3. Все кабели сечением до 16 мм 2. считаются электропроводкой. Все, что выше сечения 16 мм 2. – кабельные линии. Исходя из этого определения, электропроводка измеряется мегомметром на пределе напряжения 1000В.

Кабельные линии, независимо от того каким проводом или кабелем они выполнены, сечением выше 16 м 2 , измеряются на пределе напряжения – 2500В.

По ПТЭЭП, Приложение 3. «Нормы испытаний электрооборудования и электроаппаратов электроустановок потребителя» электродвигатели напряжением на 380В измеряются напряжением – 500В. Электродвигатели напряжением выше 1000В – измеряются на пределе напряжения 2500В.

Что такое коэффициент абсорбции, для чего он нужен?

Коэффициент характеризует увлажненность, но только там, где это имеет физический смысл. Для оценки параметров увлажненности изоляции достаточно двух замеров, через 15 сек и через 60 сек. Это контрольные точки: R15 и R60. Для вычисления коэффициента используем формулу R60/ R15 = Кабс.

Однако, например, кабельную линию, проверять на коэффициент абсорбции нет смысла. Влага не влияет на характер измерения изоляции кабеля во времени, если будет повреждение изоляции, то да. Но в этом случае диагностика мегомметром бесполезно. Только испытание повышенным напряжением может определить пробой кабеля с поврежденной изоляцией. Измерение Кабс имеет смысл только там, где попадание влаги влияет на временную характеристику. Смотрите ПУЭ глава 1.8. «Нормы приемо-сдаточных испытаний».

Цифровое значение коэффициента абсорбции R60/R15 не ниже 1,3. См. ПТЭЭП Приложение 3. «Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей». Указан нормированный коэффициент абсорбции. На основе полученного результата принимается решение о сушке электрооборудования.

ГОСТ 3484.3-88 (CT СЭВ 5266-85) ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ Методы измерений диэлектрических параметров изоляции. Формула измерения коэффициента абсорбции в главе 5, данного ГОСТ.

Коэффициент поляризации, значения PI и зачем его измерять, что он характеризует?

Коэффициент поляризации – это отношение сопротивления изоляции, измеренного через 600 с. и через 60с. Кpi= R600/R60.

  • Результат PI от 1 до 1.5 – неприемлемая изоляция.
  • От 2 до 4 хорошая изоляция.
  • Коэффициент PI = 4 – это очень высокое сопротивление изоляции.

Коэффициент PI – это характеристика старения изоляции, помогает определить насколько старый кабель. Измерять индекс PI, когда сопротивление изоляции более 5 гОм (гектоом) теряет смысл. Индекс PI практически неизменен на протяжении всего времени работы кабеля. При соблюдении условий эксплуатации, он характеризует старение изоляции, но не состояние кабеля.

Нужно ли отсоединять нулевой проводник от общей шины при измерении сопротивления изоляции низковольтных кабелей? Допускается ли испытывать кабель с подключенной нагрузкой

При измерении сопротивления изоляции низковольтного кабеля нагрузку требуется отсоединить. Если отсоединить потребитель не получается, то разрешается проводить измерение сопротивления кабеля с присоединенной нагрузкой. Однако в этом случае замер фазного и нулевого проводников проводится только относительно земли.

Перед тем как производить измерение следует отсоединить рабочее зануление кабелей от общей шины (N). В противном случае сопротивление нулевых проводников будет одинаковым – равным сопротивлению изоляции проводника. Значение измерения будет с наихудшими характеристиками.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector