книги из ГПНТБ / Шумилин Н.П. Специальные измерения в проводной связи учебник

Элементы. Поэтому при работе с омметром всегда пройодится предварительная проверка и регулировка величин

и 0 и U'o, которые должны вызывать отклонение стрелки прибора до отметки «О» (или «оо»).

Широкое применение находят многопредельные ом­ метры, в которых постоянные величины, определяющие в ф-ле (3.1) значения измеряемых сопротивлений, под­ бирают так, чтобы отсчет по шкале менялся в некоторое число раз (обычно кратное десяти). Подобные омметры часто монтируют совместно со схемами, дающими воз^ можность измерять с помощью того же измерительного механизма различные токи и напряжения (как постоян­ ные, так и переменные — за счет включения выпрями­ тельного элемента). Такого рода универсальные ампервольтомметры пли сокращенно авометры (называемые также часто тестерами или пробниками) широко приме­ няются на практике для разного рода ориентировочных измерений (таковы, например, приборы ТТ-2, АВО-5М1. КИП-2 и др.).

Для измерения весьма больших сопротивлений (как, ■ например, сопротивления изоляции в кабельных цепях) применяют мегомметры, многие из которых по принципу действия не отличаются от омметров. В качестве инди­ катора в мегомметрах часто применяют ламповые вольт­ метры, дающие возможность получить весьма большие входные сопротивления (см. рис. 4.9).

Во многих мегомметрах (и тераомметрах) для устра­ нения влияния паразитных связей применяют охранные кольца, действующие подобно экрану, т. е. создающие путь токам паразитных связей мимо прибора.

3.3. Мосты постоянного тока

Для достаточно точных измерений сопротивле­ ния постоянному току гх в технике связи применяют, главным образом, мостовые схемы. Схема четырехпле­

40

Это уравнение выражает условие равновесия одинар­ ного моста постоянного тока: мост уравновешен, если произведения сопротивлений противоположных плеч моста равны между собой. Отсюда

точностью. Классы точности мостов постоянного тока: 2; 1; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02.

Индикатор считается достаточно чувствительным, ес­ ли при равновесии моста изменение значения гс на мини­ мальную величину (единицу последней декады образцо­ вого магазина сопротивлений) вызывает заметное на глаз отклонение стрелки. Если этого нет, то, кроме ос­ новной погрешности, определяемой классом точности моста, возникает дополнительная погрешность за счет недостаточной чувствительности индикатора. Она опре­

41

Рекомендуется при уравновешивании задействовать все декады сопротивления гс, для чего подбирается нуж­ ное соотношение балансных плеч. Если этого нет, то возникает дополнительная погрешность Ддвк, которую можно считать по абсолютной величине равной полови­ не значения единицы последней из задействованных де­ кад. Относительная погрешность 6дец определится из формулы

ответствующей классу точности моста, и дополнительных:

пряжение. Однако следует (см. § 2.3) избегать напряже­ ний, при которых могла бы перегреться изоляция кату­ шек сопротивления и существенно измениться номиналь­ ное значение сопротивления. Что касается индикатора, то и при небольших напряжениях необходимо следить за достаточным его шунтированием (при балансировке мос­ та кнопку «Точно» нажимать только тогда, когда равно­ весие почти достигнуто). Большие напряжения допусти­ мо подключать к мосту только при достаточно большом сопротивлении в генераторной диагонали.

Одинарные мосты употребляют для измерений сопро­ тивлений в пределах от единицы ом до 10° Ом. Меньшие сопротивления измеряют с помощью двойных мостов [6, 28, 34], большие — с помощью мегомметров.

Иногда используются и неуравновешенные мосты. Стрелка индикатора отклонится от нулевого положения тем больше, чем ь большей степени разбалансирован мост (см. задачу № 42).

Для расчета неуравновешенных мостов полезно иметь в виду выражение, определяющее силу тока в индика­

42

где Е — эдс источника, включенного в генераторную диагональ; г0 — его внутреннее сопротивление; ги — со­ противление индикатора; 5 — сумма произведений всех

па соседней станции соединением проводов данной пары

При использовании мостовых схем для измерений на линиях связи иногда приходится считаться с неустрани­ мыми в данный момент мешающими токами, попадающи­ ми в схему моста из линии (за счрт, например, токов зем­ ли). В этих случаях, если помеха более или менее по­ стоянна и не слишком велика, стрелка прибора при урав­ новешивании приводится не к нулевой отметке шкалы, а к нулю условному, «ложному», соответствующему поло­ жению стрелки при выключенном питании, но сдвинутому относительно нулевой отметки шкалы за счет помехи (задача № 49).

3.4. Переходные испытательные устройства (ПИУС)

При измерениях на линиях связи стремятся в минимальной степени мешать работе каналов связи, на которых измерения не проводятся. Переходные испыта­ тельные устройства и предназначены для исключения мешающего действия измерений постоянным током на работу других каналов той же физической цепи.

Существуют ПИУСдля различных систем связи по кабельным и воздушным линиям. На рис. 3.3 в качестве

43

примера приведена схема для проверки сопротивления проводов (R i+R z) постоянным током. На Ст.А к П И У С

Рлс. 3.3. Схема использования П И У С при проверке линии постоянным током

торы С2 обеих станций и не будут ответвляться через дроссели. Токи же постоянные, наоборот, свободно прой­ дут через дроссели и не ответвятся через конденсаторы.

Из найденного значения сопротивления для получе­

(R1 + R2 )

(сопротивлением дросселей в этом случае можно пренеб­ речь). Для измерения омической асимметрии Да клеммы

Да будет обусловлено только разностью сопротивлений

—Дг-

3.5. Нормы для воздушных линий связи

Контроль состояния цепи постоянным током имеет целью выяснить, насколько первичные параметры цепи соответствуют нормам.

44

Сопротивление изоляции одного километра провода по отношению к земле должно быть в любую погоду не менее 2 МОм, при этом оно не должно отличаться от та­ кового же для другого провода тон же цепи более чем

на 30 %•

Асимметрия (разность сопротивлений проводов) для постоянного тока на длине усилительного участка не должна быть более 2 Ом для цепей из цветных метал­ лов, 5 Ом для стальных проводов диаметром 4 и 5 мм и 10 Ом для меньших диаметров.

Проверка соответствия нормам сопротивления про­ водов или сопротивления изоляции осуществляется изме­ рением их величины с помощью рассмотренной ранее мостовой схемы (рис. 3.2), если вместо гх включить из­ меряемое сопротивление. Необходимая коммутация па соседней станции (короткое — при измерении сопротив­ ления пары проводов или изоляции соответствующих проводов) осуществляется по команде измеряющей стан­ ции. Нормированные значения кнлометрических сопро­ тивлений различных проводов приводятся в (10, 14, 29, 34]. Для некоторых-из них в табл. 3.1 приведены допус­ тимые сопротивления провода при температуре 20°С.

ТАБЛИЦА 3.1

Погрешность измерения для сопротивления проводов и омической асимметрии не должна превышать 0,5%; для сопротивления изоляции до 1000 МОм — 5%, более

1000 МОм — 10%.

3.6. Метод заземленного шлейфа

В схеме рис. 3.4 к мосту подключена цепь, со­ стоящая из двух проводов сопротивлениями Ri и Я 2, об­ разующих так называемый «заземленный шлейф» (пет-

45

Лю), поскольку оми на соседней станции Б соединены на­ коротко и заземлены. Схема служит для определения разности Я{—R2 — омической асимметрии цепи. Сопро­ тивления заземлений входят в генераторную диагональ и

не должны влиять на уравновешивание. Обычно берут га —гь, и тогда при равновесии

уравновешен. В этом случае, как правило, меняют про­ вода местами при подключении их к мосту.

Наличие токов земли может существенно затруднить уравновешивание схемы рис. 3.4. При постоянстве вели­ чины этих паразитных токов можно прибегнуть к методу ложного нуля. В противном случае необходим третий (вспомогательный) исправный провод между станциями Л и Б, который на обеих станциях включается вместо земли. Схема рис. 3.4 легко осуществляется в приборах ПКП-2, КМ-61с и др. Она часто называется схемой мо­ ста с постоянным отношением плеч млн схемой Варлея (а иногда схемой удлиненной петли). Напряжение бата­ реи берется небольшим (3—4 В ), чтобы не изменилось сопротивление возможных в цени плохих контактов. При гс = 0 перемена проводов местами не должна изменять по­ казаний индикатора (по их абсолютной величине) (см. задачу № 49).

3.7. Определение действительных значений сопротивления проводов и изоляции по измеренным

Для сравнения результатов измерений посто­ янным током с нормами необходимо учитывать, что из­ меренная величина сопротивления проводов (Rw) всег­ да меньше действительной благодаря наличию парал-

46

лельио включенных и распределенных вдоль линии со­ противлений изоляции. Наоборот, результат измерения сопротивления изоляции (Rxx) всегда больше действи­ тельного, так как в него входят включенные последовательно и также распределенные вдоль ли­ нии сопротивления проводов.

Следует иметь в виду, что при контроле сопротивления изоля­ ции между проводами измеряет­ ся так называемое «рабочее» со­ противление ее, так как факти­ чески (рис. 3.5) оно состоит из комбинаций трех сопротивле­

ний. Для воздушных линий (Ді2 обычно много больше Ri3

иДгз и поэтому практически большей частью і/?і2изм~

~R 13ІІЗ М + R 2 3 изм-

Для подсчета действительных величии сопротивлений проводов и изоляции воздушных линий вводится попра­ вочный коэффициент К, значение которого находится в зависимости от соотношения Дкз/Дкх по табл. 3.2. Кроме

ТАБЛИЦА 3.2

того, поскольку нормы (табл. 3.1) даются обычно для температуры 20°С, то при сравнении с ними необходимо привести значение найденного сопротивления проводов к этой температуре. Величины температурных коэффициен­

47

где / — длина линии в километрах; і — температура на трассе линии (берется при точных измерениях но сведе­ ниям метеорологических станции как средняя из трех температур; на станциях А, Б и где-то в середине трассы).

Километрнческое сопротивление изоляции для воз­ душных линии значительной длины также находится с учетом величины К'-

участкам, либо сравнивать результаты измерении с ра­ нее имевшимися, соответствующими нормальному режи­ му работы цепи, либо пользоваться понятием о «приве­ денной» длине линии (7прш!). Обычно линию «приводят» к участку, первому от измеряющей станции:

рические сопротивления проводов, соответствующих пер­

3.8. Нормы для кабельных линий связи

Измерителю приходится иметь дело с разно­ образными кабельными линиями связи. В табл. 3.3 при­ ведены значения предельно допустимых сопротивлений пар медных жил симметричных кабелей для температу-’ ры 20°С, с достаточной точностью определяемых из вы­ ражения Л!Шл = 46/гі2.

48

Для кабелей сельской связи (на участке от абонента до узла связи) при диаметре жилы 1 мм асимметрия не должна превышать 3 Ом, а более 1 мм — 2 Ом.

Среднее значение рабочей емкости для междугород­ ных кабелей звездной скрутки с кордельно-бумажной изоляцией при d = 1,2 мм 0,0265 мкФ/км, а при кордель-

но-стирофлексной изоляции 0,0235 мкФ/км. Та же вели­ чина для кабелей городских сетей парной скрутки при d = 0,5 мм—0,05 мкФ/км.

Сопротивление изоляции каждой жилы по отношению к остальным, соединенным с заземленной металлической оболочкой (экраном), при 20°С для кабелей с воздуш­

сельской связи (типа П РВП М ) — 25 М О м -км. Электрическая прочность изоляции вч кабелей между

всеми жилами, кроме сигнальных, соединенными в пучок, и заземленной оболочкой (экраном) 2000 В (для кабелей нч — '1800 В); между каждой жилой и остальными жи­ лами, соединенными в пучок, 1500. В; между всеми сиг­ нальными жилами, соединенными между собой и зазем­ ленной оболочкой, 1000 В.

Для коаксиальных кабелей при температуре 20°С со­ противление внутреннего проводника 3,8 О м/км для типа 2,6/9,4 и 15,85 Ом/км для типа 1,2/4,6; сопротивление внешнего проводника 2 и 8 Ом/км. Сопротивление изоляции между внутренним и внешним проводниками для этих кабелей не менее 10 000 М О м -км.

Более подробные сведения о нормах для различных типов кабелей см. в [14, 29, 34].

49