1.6 Содержание отчета

1. Рабочее окно «Измерения» программы эмулятора ПКП 5

1.7 Контрольные вопросы:

1. Назовите первичные параметры металлических проводных линий связи.

2. Назовите вторичные параметры металлических проводных линий связи.

3. Какие виды погрешностей Вам известны, каковы причины их возникновения?

4. Каким образом оценивается выборочная средняя и среднего квадратичное отклонение при проведении эксперимента?

5. Какова цель оценки выборочной средней и среднее квадратичного отклонения при проведении эксперимента?

6. Назовите диапазон измерения при отсутствии помех.

7. Назовите диапазон измерения в условиях импульсных помех.

8. Поясните понятие: «потери в металлических элементах кабеля».

9. Поясните понятие: «потери в изоляции».

10. Что характеризует действительная часть коэффициента распространения?

11. Что характеризует мнимая часть коэффициента распространения?

12. Напишите выражение волнового сопротивления линии при постоянном токе.

13. Напишите выражение коэффициента распространения при постоянном токе.

14. Напишите выражение волнового сопротивления линии в диапазоне высоких частот.

Работа №2 измерение сопротивления изоляции

2.1 Цель работы:

Изучить влияние различных неисправностей на состояние изоляции металлических кабелей.

2.2 Содержание работы

2.2.1 Ознакомится с методами измерения сопротивления изоляции средствами прибора ПКП 5;

2.2.2 Изучить основные виды неисправностей, которые встречаются в процессе эксплуатации металлических кабелей телефонной связи;

2.2.3 Определить причины возникновения наиболее серьезных неисправностей вызывающих понижение сопротивления изоляции металлических кабелей телефонной связи;

2.2.4 Результаты измерений сопротивления изоляции кабеля

2.3 Предварительное задание

1. Изучить литературу [1], с. 31-43; [3], с. 58-60.

2. Подготовить бланк для отчета

2.4 Элементы теории

Кабелем называется электротехническое изделие, содержащее изолированные проводники, объединенные в единую конструкцию и заключенные в общую металлическую или пластмассовую обо­лочку и защитные покровы (рис. 2.1).

Современные кабели связи классифицируются по ряду при­знаков: в зависимости от назначения, области применения, усло­вий прокладки и эксплуатации, спектра передаваемых частот, конструкции, материала и формы изоляции, системы скрутки, ро­да защитных покровов.

В зависимости от области применения кабели связи разделя­ются на магистральные, зоновые (внутриобластные), сельские, го­родские, подводные, а также кабели для соединительных линий и вставок. Изготовляются также радиочастотные кабели для фиде­ров питания антенн радиостанций и монтажа радиотехнических установок.

В зависимости от условий прокладки и эксплуатации кабели разделяются на подземные, подводные, подвесные и кабели для протяжки в телефонной канализации.

По спектру передаваемых частот кабели связи делятся на низ­кочастотные (тональные) и высокочастотные (от 12 кГц и выше).

По конструкции и взаимному расположению проводников це­пи кабели подразделяются на симметричные и коаксиальные.

Симметричная цепь состоит из двух совершенно одинаковых в электрическом и конструктивном отношениях изолированных про­водников. Коаксиальная цепь представляет собой два цилиндра с совмещенной осью, причем один цилиндр — сплошной проводник, концентрически расположен внутри другого цилиндра полого (рис. 2.2)

Кроме того, различают кабели в зависимости от:

• состава входящих в него элементов — однородные и комбини­рованные;

• материала и структуры изоляции — с воздушно-бумажной, кордельно-бумажной, кордельно-стирофлекспой (полистирольной), сплошной полиэтиленовой, пористо-полиэтиленовой, баллонно-полиэтиленовой, шайбовой полиэтиленовой, фторопластной и другой изоляцией;

• вида скрутки изолированных проводников в группы- парной и четверочной (звездной), в сердечник — повивной и пучковой скрутки.

Рис.2.1 Общий вид кабеля: Рис.2.2 Кабельные цепи:

1-сердечник; 2-оболочка; 3- броневой покров a) симметричная;

б) коаксиальная

Наконец, кабели делятся по виду оболочек: металлические (свинец, алюминий, сталь), пластмассовые (полиэтилен, поливинилхлорид), металлопластмассовые (альпэт, стальпэт), а также по виду защитноброневых покровов (ленточная или проволочная броня, джутовый или пластмассовый покров).

Городские телефонные кабели парной скрутки в свинцовой оболочке маркируются буквами ТГ, ТБ, ТК. Городским телефон­ным кабелям с полиэтиленовой изоляцией и в пластмассовой обо­лочке присвоены марки ТПП, ТППБ (полиэтилен) и ТПВ, ТПВБ (поливинилхлорид). Влагостойкие кабели с герметизированным заполнением маркируются ТППЗ.

Кабели звездной скрутки для соединительных линий и узлов связи обозначаются марками ТЗГ, ТЗБ и т. д. (с кордельно-бумажной изоляцией) и ТЗПП, ТЗППБ и т. д. (с пористо-полиэтиле­новой изоляцией). Кабели в алюминиевой оболочке с защитой по­лиэтиленовым шлангом маркируются ТЗАШп и ТЗАБпШп. Одночетверочные кабели зоновой связи маркируются ЗКП — в поли­этиленовой оболочке и ЗКПАп — в алюминиевой оболочке и поли­этиленовом шланге.

В последнее время получили широкое развитие оптические кабели (ОК), которые содержат вместо медных проводников тонкие волокна и кварцевое стекло-световоды. Эти кабели Эти кабели предназначаются для междугородней, городской и подводной связи. Имеются также монтажные оптические кабели. В конструктивном отношении ОК подразделяются на три группы: повивные. с профилированным сердечником и плоские ленточного типа. Оп­тические кабели изготовляются с числом волокон 2, 4, 6, 8, 10 и т. д., которое указывается в марке ОК, например ОК-4 означа­ет наличие четырех волокон.

Материал, применяемый для изоляции кабельных жил, дол­жен обладать высокими и стабильными во времени электрически­ми характеристиками, быть гибким, механически прочным и не требовать сложной технологической обработки.

В электрическом отношении свойства изоляции определяются следующими пара­метрами: электрической прочностью U, при которой происходит пробой изоляции; удельным электрическим сопротивлением ρ, ха­рактеризующим ток утечки в диэлектрике; диэлектрической про­ницаемостью ε, характеризующей степень смещения (поляризации зарядов)

Наилучшим диэлектриком является воздух, который обладает ; и . Однако создать изоляцию только из возду­ха практически невозможно. Поэтому кабельная изоляция, как правило, является комбинированной и содержит как воздух, так и твердый диэлектрик, причем количество твердого диэлектрика должно быть минимальным и определяться требованием устойчи­вости изоляции и жесткости ее конструкции. Изоляция должна предохранять токопроводящие жилы от соприкосновения между собой и строго фиксировать взаимное расположение жил в груп­пе по всей длине кабеля.

В качестве диэлектриков в кабелях связи широко используют­ся полимеризационные пластмассы типа полистирол (стирофлекс), полиэтилен, фторопласт, полихлорвинил и др. Со­четание высоких электрических характеристик в широком спектре частот, влагостойкости к различным агрессивным средам и срав­нительно несложной технологической обработки обеспечило пласт­массам широкое применение в кабелях связи в качестве изоля­ции и защитных оболочек.

При оценке пригодности того или. иного типа кабеля следует иметь в виду, что ширина полосы частот, передаваемой по кабе­лю, обусловлена качеством используемого диэлектрика (ε, ) и в первую очередь величиной диэлектрических потерь. Потери высокочастотной энергии в диэлектрике кабеля непосредствен­но связаны с величиной и прямолинейно возрастают с ростом частоты. Для сравнения укажем, что при частоте 1 МГц величи­на кордельно-бумажной изоляции составляет 400-10^-4, а полиэти­лена— не более 5... 10^-4. С ростом частоты эта разница в поте­рях линейно возрастает и для высокочастотных кабелей становят­ся пригодными лишь определенные пластмассы.

Бумага, предназначенная для изоляции жил НЧ кабелей, вы­рабатывается из сульфатной целлюлозы. Для международных ка­белей применяется бумага толщиной 0,12 и 0,17 мм. Для удобства монтажа бумагу окрашивают в разный цвет: красный, синий, зеленый.

Полистирол (стирофлекс) вырабатывают из жидкого стирола, исходным сырьем для которого является нефть или каменный уголь. Полистирол прозрачный, гибкий и негигроскопичный мате­риал, из которого вырабатывают ленты толщиной 0,045 мм и шириной 10... 12 мм и кордель диаметром 0,8 мм для изоляции жил высокочастотных кабелей связи.

Полистирол имеет различную расцветку — красную, синюю, зе­леную. Недостатком полистирола является его низкая теплостой­кость, находящаяся в пределах 65... 80°С.