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.

1. 
   мост постоянного тока типа УМВ.
   
2. 
   Комплект кабелоисдателя КП-4 П.
   
3. 
   Отрезок кабеля 5…10 для дефектации его мостом.
   
4. 
   Мегомметр для определения пораженной жилы.
   

Порядок выполнения работы

1. 
   В кабеле создается искусственное повреждение между жилами, обрыв жилы или пробой изоляции между одной жилой и свинцовой оболочкой.
   
2. 
   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.
   
3. 
   Ознакомиться с конструкцией и схемой моста постоянного тока. УМВ, который позволяет производить кабельные измерения по схеме Варлея и по схеме Муррея.
   
4. 
   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.
   
5. 
   Определение места замыкания жилы кабеля на землю (или на другую жилу).
   
   0. 
      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.