Лабораторная работа № 4.1
На тему: «Дефектация изоляции кабелей»
Цель работы – изучение методов определения характера и места повреждения силовых кабелей.
Общие сведения.
Черезвычайное разнообразие прокладки силовых кабелей в условиях производства и большие колебания переходного сопротивления места пробоя изоляции вызвали к жизни большое число методов дефектации, т.е. определение места дефекта по длине кабеля.
Все методы можно разбить на 3 группы:
- метод электрических мостов;
- метод индукции;
- метод отражения импульсов.
Теоретическое положение.
Мостовые методы основаны на том, что измеряя сопротивление цепи тока до места дефектов и затем, зная материал и сечение жилы кабеля, на основе формулы Ома можно пересчитать это сопротивление на длину кабеля. Такие мосты являются разновидностями моста Уитсона, схему их известны под названием петли Муррея, и петля Варлея, с помощью которых определяется место короткого замыкания между жилами и пробоя изоляции и между жилой и свинцовой оболочкой. Мосты доют удовлетворительные результаты при условии, что переходное сопротивление будет пересчитано в длину жилы, что определяет огромную неточность метода в этом случае.
Для определения места обрыва жилы кабеля применяется ёмкостной мост Соти, и на основе измеренной ёмкости вычисляют расстояние до места дифекта.
Индукционный метод дает более точный результат. Прицип этого метода заключается в том, что при питании цепи аварийной жилы и исправной током повышенной частоты, вокруг кабеля до места дефекта создается утечка магнитного потока. Пройдя по трассе кабеля с приемной катушкой (антенной), мы можем каким-либо способом измерить наличие индуктированной ЭДС с использованием визуальной или акустической индикации.
Импульсный метод основан на том же принципе, что и работа локатора для определения расстояния до самолетов в воздухе, кораблей в море и т.д., т.е. на отражении импульса от встречающихся на его пути неоднородностей.
Установлено опытами, что скорость распространения электрического импульса по жиле бронекабеля составляет 160-,+1,6 км\с.
Стенд, приборы и оборудование.
-
мост постоянного тока типа УМВ.
-
Комплект кабелоисдателя КП-4 П.
-
Отрезок кабеля 5…10
для дефектации его мостом.
-
Мегомметр для определения пораженной жилы.
Порядок выполнения работы
-
В кабеле создается искусственное повреждение между жилами, обрыв жилы или пробой изоляции между одной жилой и свинцовой оболочкой.
-
С помощью мегомметра необходимо определить характер повреждения и выявить дефектные жилы, что возможно путем «прозванивания» всех жил кабеля между собой и на бронь или свинцовую оболочку.
-
Ознакомиться с конструкцией и схемой моста постоянного тока. УМВ, который позволяет производить кабельные измерения по схеме Варлея и по схеме Муррея.
-
Уяснить, в каких случаях и к каким клеммам подключаются поврежденные жилы кабеля, какое напряжение батареи необходимо в каждом случае. Схема и описание работы с прибором приведены на внутренней стороне его крышки.
-
Определение места замыкания жилы кабеля на землю (или на другую жилу).
-
Присоединить кабель к мосту по схеме Муррея (рис 4.1), для чего:
а) батарею присоединить к зажимам «Б»;
б) землю присоединить к зажиму «3»;
в) концы жил кабеля присоединить к зажимам «Х»;
г) соединить между собой на противоположном конце поврежденную и исправную жилу;
д) рукоятку переключателя поставить в положение «ПМ»;
е) ручку курбели плеч отношений поставить в одно из положений М 1000, М 100 или М 10 в зависимости от сопротивления измеряемого участка ( в данном случае положение М 100).
5.2. Включить ключ гальванометра в положение «ГРУБО» и с помощью ручек сравнительного плеча уравновесить мост, после чего отключить ключ «ГРУБО» и нажать ключ «ТОЧНО» и окончательно уравновесить мост.
5.3. Сопротивление до места повреждения кабеля определяется по формуле
(1)
Где r – полное сопротивление кабеля ( петля XSПХ) , Ом;
R – сопротивление сравнительного плеча при уравновешенности схем Куррея, Ом;
М – отсчеты по курбели плеч отношений: М 1000, М 100, М 10, равные соответственно 1000 Ом, 100 Ом, 10 Ом.
Если сопротивление
u r в выражении (1) разделить на удельное сопротивление и площадь сечения жил кабеля, то (1) примет вид, удобный для определения расстояния от моста до места повреждения

(2),
Где L – длина всего участка дефектируемого кабеля, м.
5.4. Поменять местами концы кабеля, присоединенные к мосту, и сново произвести измерения согласно пункту 5.2. При этом мы получили новое расстояние между мостом и местом повреждения жилы кабеля по формуле:
(3)
Где
и
- новые данные при втором измерении.
5.5 Сумма
и
должна равняться двойной длине всего кабеля, т.е.
(4)
Если эта сумма заметно отличается от двойной длины всего кабеля, то это значит, что измерение произведено неправильно и что следует проверить надежность контактов в схеме и повторить измерения.
Рисунок 4.1.
Схема Муррея: S – место соединения на удаленных концах кабеля; П – место повреждения кабеля; R – сопротивление сравнительного плеча; М – сопротивление плес отношений.