книги / Специальные измерения в устройствах связи, автоматики и телемеханики

м еста асим м етрии

и зм ерен и ям и н а постоянном то к е треб ую т больш ой

затр аты

врем ени

и

не

д аю т точ н ы х р езу л ьтато в . П оэтом у та к и е

по­

вр еж д ен и я

о п р ед ел яю т более соврем енны м и м етодам и и зм ерений

на

перем енном

токе,

опи санны м и в

гл а в а х

X IV и

X V .

§

20.

О п ределен и е р а с с т о я н и я

до

м еста

п о в р е ж д е н и я

и зо л я ц и и

к а б е л я при

н ал и ч и и

и с п р а в н ы х ж и л

П р и

п овреж д ен и и

свинцовой

о б олочки к а б ел я в л а га п р о н и кает

вн у тр ь

его,

вследстви е чего р езк о

с н и ж ается вели чи н а со п р о ти в л е ­

ния и зо л яц и и ж и л

по

отнош ению

д р у г

к

д р у гу

и к «земле». В

з а ­

висим ости от врем ени,

прош едш его с м ом ента п овреж д ен и я, и от его

разм ер ов,

а

т а к ж е

от

вл аж н ости

гр у н та

величина

со п р оти влен и я

и зо л яц и и

в

месте

п о вр еж д ен и я,

т.

е.

переходное

соп роти влен и е,

и последую щ ем

п ар агр аф ах .

П ер ед эл ек тр и ч ески м и

и зм ерениям и, с помощ ью

которы х о п ре­

д ел я ю т

рассто ян и е

до

места

п овреж д ен и я,

сл ед у ет

изм ерить

со­

п ро ти вл ен и е

и зо л яц и и

ж и л и

вы брать д л я

д ал ьн ей ш и х

изм ерений

одн у

ж и л у ,

об л ад аю щ у ю

сам ы м вы соким соп ротивлением

и зол яц и и

R m,

и

д р у гу ю

с

сам ы м

н и зки м соп ротивлением

и зо л яц и и

R n.

П е р в ая

ж и л а будет счи таться и сп равн ой , вто рая —

повреж денной .

П р и б л и ж е н н о

о п р е д е л и т ь

р а с с т о я н и е до

и а п р я ж

е н и й.

Э тот м етод за к л ю ч а ется в изм ерении

падения

н а п р я ж е н и я

U i на

у ч астке

цепи

длиной 1Х (рис. 16, а)

при

п олож е­

нии / п ер ек л ю ч ател я

П и

п ад ен и я

н а п р я ж е н и я Un на

участке цепи

дли н ой / +

1у при

п олож ен и и

2

п ер ек л ю ч ател я П .

П р и достаточ н о больш ой величи н е со п р о ти вл ен и я R д, п ревосход я ­

щ ей в д есятк и р аз

вел и ч и н у со п р о ти влен и я изм еряем ы х ж и л , токи

в цепи при обои х

и зм ер ен и ях

б уд у т

п р акти ч ески

равны м и м еж ду

собой . У ч и ты вая это,

м ож н о счи тать,

что п ад ен и я

н ап р яж ен и й V\ и

Ü2 б у д у т п р о п о р ц и о н ал ьн ы д л и н ам

у ч астко в цепи, сл ед овател ьн о,

U г . .

Ь

и 2

/ +

/,*

И зв естн о , что

/ =

1Х -\- /у.

Р е ш а я

совм естно

эти у р а в н е н и я ,

п о л у ч а ю т ф о р м у л ы

д л я о п р ед ел ен и я

р а с ст о я н и я

до м еста

п о в р еж ­

д ен и я:

1Х — 21

U 1

u %- u

t

и , + и 2

и

lv = / U 2 + U , '

Э тим м етодом п о л ьзу ю тся в тех с л у ч а я х , когда

необходим о о п р е ­

дели ть у ч ас т о к п о

вр еж д ен и я . Точно о п р ед ел и ть р ассто ян и е до м еста

п о вр еж д ен и я эти м

м етодом н е л ь зя , так к а к токи в ц еп ях п ри р азн ы х

Р ассм о трен н ы й метод, т а к

ж е

к а к и п реды дущ ий,

я в л я е т с я п ри ­

б лиж ен ны м . Б о л ее

вы сокую

точность

изм ерений

обесп ечи ваю т

м остовы е м етоды изм ерен и й .

М е т о д м о с т а с п е р е м е н н ы м

о т н о ш ё н и е м 1

п л е ч

п ри м ен яю т

на

дл и н н ы х

и к о р о тк и х

у ч астк ах

к а б ел ьн ы х

л и н и й

при п овреж д ен и и

и зо л яц и и ж и л

в тех

с л у ч а я х ,

когд а вел и ­

чи н а п ереходн ого со п р о ти в л ен и я

в месте п овр еж д ен и я бы вает в пре-

Рис.

17

д ел ах о т 0 д о

30 М ом . С хем а

изм ерений

п риведен а на

рис. 17. Н а ­

п р я ж е н и е б атар еи Е д о л ж н о

бы ть п о р я д к а

100— 500 в в

зависи м ости

от

п р ед п олагаем о й

вели чины п ереходн ого со п р оти влен и я . Б а та р е ю

вк л ю ч аю т через добавочн ое

соп р оти влен и е R a. М ост

у равн овеш и ­

ваю т, п о д б и р ая вел и ч и н у п ерем енного со п р о ти вл ен и я R 0 при за м к н у ­

той

к н о п ке

/С.

В с л у ч ае,

когд а

и с п р а в н а я

и п о вр еж д ен н ая ж и л ы

к аб ел я

имею т

о д и н аковы й

д и ам етр

и м атер и ал ,

после

у р авн о в еш и в ан и я

моста

р ассто ян и е до

м еста

п о вр еж д ен и я

о п р ед ел яю т по ф орм уле

I

=

__ ______ / .

Ж

+

Ro

°*

Д л и н а у ч ас т к а

10 п о вреж д ен н ого к а б ел я

д о л ж н а

бы ть

и звестн а.

Е сл и в кач естве

и сп равн ой

(всп ом огательной)

ж и л ы и сп ол ьзую т

ж и л у , им ею щ ую м атер и ал

и

ди ам етр, отличн ы й

от п овреж д ен н ой

стоян и е

до

места

п о вр еж д ен и я

в этом сл у ч ае

о п р е д ел я ю т

по ф о р ­

м у л е

,

RoA (Ra 4- RoB)

.

х “

RoA (R а +

Rob) + RoB

(Ra +

R oa)

°*

В этой

ф орм уле

R oa

и

R ob — зн а ч е н и я

в ел и ч и н

п е р е м е н н ы х

со п р о ти влен и й при

р авн о веси и

и зм ер и тел ь н ы х

м остов

с о о т в е т ­

ственно

на

с та н ц и я х А

и

Б .

С о п р о т и в л е н и я

в

п л еч е

R a на

обеих с та н ц и я х

д о л ж н ы

им еть

о д и н ако вы е

зн а ч е н и я .

М е т о д м о с т а с п о с т о я н н ы м

о т н о ш е н и е м

п л е ч

прим еняю т

д л я эл ек тр и ч ес к и х

и зм ерений при

о п р ед ел ен и и м е с т а

п овр еж д ен и я в т а к и х

ж е с л у ч а я х , к а к и

п реды дущ ий

м ето д . С х е м а

Рис.

18

изм ерений

п ри веден а на

р и с .

18.

М о с т п и т а е т с я о т

б а т а р е и £

н ап ряж ен и ем 100— 500 в,

вк л ю ч ен н о й

ч ер ез

д о б а в о ч н о е со п р о -

D

ти вл ен и е R &. О тн ош ен и е п л е ч - ^ - = N у с т а н а в л и в а ю т п ер ед из-

м ерением . У р ав н о в еш и в аю т м ост изм енением

ве л и ч и н ы

с о п р о т и в ­

л ен и я

Ro

п леча ср а в н е н и я .

П р и

и зм ерен и и у к а за н н ы м

методом

д о л ж н а бы ть и зв е с тн а д л и н а

домостей п ери од и чески х и зм ер ен и й п р и

д ан н о й те м п е р ату р е и л и и з ­

м еряю т

обы чны м способом .

Т а к ж е, к а к и в преды дущ ем с л у ч а е , во зм о ж н ы р а зл и ч н ы е у с л о в и я

п ри м ен ен и я это го м етода и зм ерен и й . Е с л и

и зм ер я ю т ш л ей ф , с о с т а в ­

ленны й

из

и сп р авн о й

и п овреж д ен н ой ж и л

о д и н а к о в о го д и а м е т р а и

м атери ала,

то

п осле

у р а в н о в еш и в а н и я

м оста р ассто ян и е до м еста

п овреж дения

о п р ед ел яю т

по

ф о р м у л е

/

_

Rw — n r 0 9/

х “ Д ш ( 1 + Л 0

° ‘

ви д

I _

Яш

Яо »

lX

D

*0"

Дш

Е сл и и зм еряем ы е

ж и л ы к а б ел я о тл и ч аю тся по д л и н е, д и ам етру

и

м атер и ал у , то

п р о и зв о д ят д ва

и зм ерен и я

по

схем е, п риведенной

на

рис. 18: одно

— со

стан ц и и Л , д р у го е —

со

стан ц и и Б . П р и этих

и зм ер ен и ях д о л ж н ы

п р и м ен яться од и н аковы е и зм ери тельн ы е м осты .

Р а с с то я н и е

до

места

п о вр еж д ен и я

в этом сл учае

оп ределяю т по

ф о р м у л е

/

—

Я щ — N R qa

.

*

2 /?ш — /V (Roa +

Rob)

С о п р о ти в л ен и е

ш лей ф а

R m и зм ер яю т

с одной из стан ц и й — А

или

Б . R oa

и ^ Я о б ,

вх о д ящ и е

в ф о р м ул у,

п р ед ставл яю т

величины

с о п р о ти в л ен и й

п леча

ср а в н е н и я

м оста

при

и зм ер ен и ях

со о тв ет ­

ствен н о на

с та н ц и я х

А

\\

Б .

С п о с о б т р е х и з м е р е н и й м о с т о м с п о с т о я н ­

н ы м о т н о ш

е н и е м

п л е ч

прим еняю т в случае, когда и сп рав ­

ные ж и л ы R i и Я 2 им ею т р азли чн ы е дли н ы , диам етры

и м атериалы .

С хем а изм ерен и й

п ри веден а

на рис.

19. П ри изм ерении

и склю чается

в л и я н и е соеди н и тельн ы х

проводов h

и h ,

что

я в л я е тс я преим ущ ест­

вом

д ан н о го

м етода.

И с п о л ь зу я у к а за н н у ю

сх ем у,

п р о и зв о д ят

п осл ед овательн о

три

и зм ерен и я

при

п о л о ж ен и ях

/ ,

2

и

3

п ер екл ю ч ател я

П .

П ри

этом

о тн о ш ен и я

4

R

д олж н ы о с тав аться

без и зм ен ен и я .

п леч

У р ав н о в е с и в м ост,

при

к аж д о м изм ерении

п ол у чаю т соответствеп -

но

три величины со п р о ти в л е н и я

п леча ср а в н е н и я :

R 0l, R 0t и

R 0 t.

Р ассто ян и е до м еста п о вр еж д ен и я вы ч и сл яю т

по

ф о р м у л е

Ro,

Ro, l

км .

Ro,

Ro,

В

этой ф орм уле I — д л и н а

п овреж д ен н ой ж и л ы

к а б е л я .

Н ап р я ж ен и е б атар еи Е

при

первом

и зм ерен и и д о л ж н о

б ы ть

чувствительности

гал ьв ан о м етр а в м остовой схем е. П ри п о сл ед у ю ­

щ их и зм ерен и ях

н а п р я ж е н и е сн и ж аю т до 4— 10 в.

вклю ченны м при

всех и зм ерен и ях .

Рассм отренны е

м остовы е методы и зм ерений обесп ечи ваю т то ч ­

щ ую 0,5%

длины и зм еряем о го у ч а с т к а ли н и и .

§ 21.

О пределение р а с с т о я н и я д о

м ес т а п о в р е ж д е н и я

и зо л я ц и и

всех ж и л

к а б е л я

П ри эл ек тр и ч еск и х и зм ер

ен и ях , с в я за н н ы х с о п р ед ел ен и ем м еста

даю щ их

то к о в

и э.

д . с.

п о л я р и за ц и и .

П оэтом у

д л я

у м ен ь ш ен и я

вли ян и я пом ех и п овы ш ен и я точности и зм ерен и й п р о и зв о д ят м н ого ­

кратны е

и зм ерен и я .

П р о м е ж у тк и

врем ени

м еж ду

и зм ер ен и ям и

долж ны

бы ть к а к

м ож н о

м еньш е.

В

тех сл у ч а я х ,

когд а

у р а в н о в ес и т ь

м ост

п ри

и зм ерен и и н ево з­

м ож но,

прим еняю т

способ л о ж н о го

н у л я .

'Д л я

у вел и ч ен и я

у г л а о тк л о н ен и я

с т р е л к и

га л ь в а н о м е т р а

под

действием

и зм ери тельн ы х то к о в

по ср ав н ен и ю

с д ей стви ем

токов помех повы ш аю т

н ап р я ж ен и е и зм ер и тел ьн о й б а та р еи . И н о гд а

п олож и тельн ы й

р е зу л ь та т д а ет изм енение

п о л я р н о сти и зм е р и т е л ь ­

ной батареи .

Д л я эл ек тр и ч ес к и х

и зм ерен и й

п ри о п ред ел ен и и

м еста

п о в р е ж ­

дения ж и л

к аб ел я и сп о л ьзу ю т р азл и ч н ы е

м етоды

с п ри м ен ен и ем

мостовы х схем .

М е т о д

д в у х

и з м е р е н и й

м о с т о м

с п о ­

с т о я н н ы

м

о т н о ш е н и е м

п л е ч

(м етод

Б л а в ь е )

п р и м е ­

при величине п ерех одн ого

со п р о ти в л ен и я

от 0 до 10— 20 ком .

Схема

изм ерений п р и вед ен а

н а рис. 20, а .

Н а п р я ж е н и е б а т а р е и Е

равно

4 — 10 в.

П ер в о е

и зм ерен и е п р о и зв о д я т при

к о р о т к о за м к н у т ы х

ж и л ах

на

стан ц и и

Б .

У р ав н о в еси в

м ост,

вы ч и сл яю т со п р о ти в л ен и е

ш лей ф а

Дк. з =

Ro.K. 3

31

где

/?0. к. з — п о к азан и е п леча

ср авн ен и я у р авн о веш ен н о го

м оста

при

ко р о тк о м зам ы к ан и и

ж и л ;

N к. з — отн ош ен и е плеч

Д .

при

первом и зм ерен и и .

П ер ед вторы м

изм ерением

р азм ы каю т ж илы на станции Б

и,

у р а в н о в ес и в

м ост,

вы ч и сл яю т

со п роти влен и е

R x. х

ш лейф а

по­

вреж д ен н ы х

ж и л ,

разо м к н у ты х

на

конце,

Rx. х — Ro.X. X^X.Xl

где R о.х.х — вел и ч и н а

со п р о ти влен и я

плеча

сравнения

у р а в н о ­

веш ен н ого

м оста;

N x. х — отн ош ен и е

плеч

R .

при

втором

изм ерении .

Р а с с т о я н и е до

м еста

R*

вы числяю т

по

ф орм уле

п овреж ден и я

1Х =

R к.

\ /

(R m -

R

K. з) (Дх.. - Д к . » ) |

I

км .

Rm

R v

В ф о р м у л у входи т вели чи н а

соп ротивления

исправного

ш лейфа

н и я этим методом при

м н огократны х и зм ерен и ях

не

превы ш ает

1— 2% д л и н ы изм еряем ой линии .

С педует отм етить,

что рассм отренны й

метод изм ерений

очень

ч увствителен к то к ам

пом ех,

что я в л я е тс я

его недостатком .

Р ассто ян и е до места

п овреж ден и я

и золяц и и ж и л

каб ел я

мож но

оп редели ть та к ж е м е т о д о м

д в у х

и з м е р е н и й

м о с т о м

с

п е р е м е н н ы м

о т н о ш

е н и е м

п л е ч

(м етодом

К у п ф -

м ю ллера).

П ри

этом

у п р о щ аю тся

вы ч и с л е н и я

и зм ер яем ы х

величин .

П овр еж д ен н ую п ар у ж и л к а б ел я на стан ц и и А п р и со ед и н яю т к з а ­

ж и м ам м оста Л1-Л2

(рис. 20, б). Б а та р е ю

Е

н а п р я ж е н и е м 100— 500 в

подклю чаю т к

мосту

через д обавочное

с о п р о ти в л ен и е

R a.

У равн овесив

м ост

подбором

величины

с о п р о т и в л е н и я

R 0

^и зм енением отн о ш ен и я

плеч

R A

в оп и сан н ой

р ан ее

п о с л е д о в а ­

R o )

тел ьн о сти ,

о п р ед ел яю т

п ол у чен н ое

отн ош ен и е плеч: при

п ервом

R

=

N K. 3 и при втором

и зм ерении

R

=

N X. х .

и зм е р е н и и -^ —5—

-=— -—

До. К. 3

До. X, X

Р а с с то я н и е

до

м еста п овреж д ен и я

вы чи сл яю т

по

ф о р м у л е

(N х. х

N к, э)

км .

(N X. X

1) (N К. 3 “Ь 1)

Т оч н ость р е зу л ь т а т о в за в и с и т

о т

вел и ч и н

п ереходн ы х

с о п р о ­

тивлений

R п-|

и

Rn-2

(см. р и с . 20, а)

в

м есте

п о вр еж д ен и я

и з о л я ­

ции каб ел я

и

от

то к о в

п ом ех . Э т о т

м етод м о ж н о

п р и м ен я т ь

в с л у ­

чае,

когда

переходн ое

со п р о ти в л ен и е

в

м есте

п о в р е ж д е н и я

от

60

ком до

50

М ом .

С

целью

ум ен ьш ен и я

м еш аю щ их в л и я н и й

д л я

и зм ерен и й

с л е ­

дует

вы б и рать

та к и е

ж и л ы

к а б е л я ,

отн о ш ен и е

с о п р о т и в л е н и я

изоляции

к о то р ы х

■

1

и м еет возм о ж н о

б ольш ее

зн а ч е н и е

(по-

R п-2

р яд ка 20

и

более). И зм ер ен и я д о л ж н ы

п р о и зв о д и т ьс я м н о го к р а т н о

с изм енением

к аж д ы й

р а з п о л я р н о с ти

б а та р еи ,

п и таю щ ей

сх ем у .

В

этом сл у ч ае

п о гр е ш н о с ть , с

к о то р о й

о п р е д е л я е т с я

р а с ст о я н и е ,

не

п ревы ш ает

1%

длины

и зм ер яем о й л и н и и . Е с л и

ж е

Дп-1

< 2 0 ,

то

п огреш ность

м ож ет

д о с ти га ть 2 % .

Rn-2

М е т о д

д в у с т о р о н н и х

и з м е р е н и й

с о п ­

р о т и в л е н и я

ш л е й ф а

п о в р е ж д е н н ы х

ж и л

(метод К улеш ова)

и сп о л ьзу ю т при вел и ч и н ах п ер ех о д н ы х с о п р о ти в ­

лений от 0 до

20 ком . С хем ы изм ерений

п ри ведены

н а ри с.

21. И з ­

м еряем ы е ж и л ы д о л ж н ы

им еть о д и н ако вы е со п р о ти в л е н и я и д л и н ы .

Н а п р я ж ен и е б атареи

Е

д о л ж н о

бы ть

п о р я д к а

4 — 10 в.

П ервое изм ерение п р о и зв о д я т со стан ц и и А . П р и этом

н а с т а н ц и и

Б изм еряем ы е

ж и л ы

зам ы к аю т

н ак о р о тк о .

В торое а н а л о ги ч н о е и з ­

м ерение п рои зво дят

со

стан ц и и

Б . И зм ер и тел ьн ы е

м осты

д о л ж н ы

бы ть

од и н аковы х

типов. У р ав н о веси в

м ост,

о п р ед ел яю т

с о п р о ти в ­

лен и е

ш лейф а,

и зм ерен н ое-со станции

А , по ф о р м у л е

R a — RoA R а>

где R оa — п о к азан и е

п л е ч а ср а в н е н и я ;

R a

.

N a — отн ош ение плеч

Т а к

ж е

вы ч и сл яю т

со п р о ти в л ен и е

ш лей ф а, и зм ер ен н о е

с о

стан ц и и Б :

R e

— R o e N б-

З а т е м

вы ч и сл яю т р ассто я н и е

до

м еста

п о вр еж д ен и я

по

ф о р м у л е

'.V

R a I R u - R e ) Г.

/ R b ( R , u - R а)

R u , ( R a - R e ) L

V R a ^ - R e )

В ел и ч и н а

R m со п р о ти вл ен и я

и сп равн ого

ш лейф а

ж и л

д о л ж н а

бы ть в зя т а с

учетом

у к а за н и й ,

о тн о сящ и х ся

к м етоду

и зм ерений

п о

схем е,

п риведен н ой

на

рис. 20,

а .

Е сл и в р е зу л ь та те изм ерений о к а ж е тс я , что со п р

оти влен и я ш лей ­

ф ов п о вр еж д ен н ы х ж и л , и зм еренны е со стан ц и й А и

Б , равн ы м еж ду

собой,

то п овреж д ен и е

н аход и тся

на середине изм еряем ого участка,.

М етод К у л еш о ва в сравн ен и и

с

методом Б л а в ь е м енее чувствите­

л ен к

то к ам пом ех, что

я в л я е т с

я

его преим ущ еством . П о греш н о сть

в оп р ед ел ен и и

р а ссто я н и я

этим методом при

м н огократн ы х изм ере­

н и я х

не

п р евы ш ает

1— 1,5%

д л и н ы и зм еряем ой

ли н и и .

М е т о д

д в у с т о р о н н и х

и з м е р е н и й

ш л е й ф а

п о в р е ж д е н н ы х

ж и л

м о с т о м

с

п е р е м е н н ы м

о т н о ш

е н и е м

п л е ч

(метод П а р и к о ж к о ) п ри м ен яю т при о п ре­

д елен и и

м еста

п о вр еж д ен и я всех ж и л

в к аб ел е п ри вели чи н ах пере­

х о д н ого

с о п р о ти в л е н и я в

месте

п о вр еж д ен и я

от

10 ком

до 50 М ом ..

С хем ы и зм ерен и й п риведен ы

н а

рис.

22.

Б а та р е ю Е напряж ением ;

100— 500

в вк л ю ч аю т

п осл ед о вательн о через

д обавочное со п р о ти в ­

л ен и е

R K.

О дн о

и зм ерен и е

п р о и зв о д я т со стан ц и и

А . П р и этом

и зм ер яем ы е