лаб. Лаб 1. Лабораторная работа 1 Измерение параметров передачи симметричных цепей связи г. Хабаровск 2004 Цель работы
 Скачать 170.96 Kb.
|
|
Дальневосточный государственный университет путей сообщений Кафедра «Телекоммуникации» Лабораторная работа №1 Измерение параметров передачи симметричных цепей связи г. Хабаровск 2004 Цель работы: научиться рассчитывать параметры цепей связи: сопротивления шлейфа, сопротивления асимметрии, электрической емкости и проводить их измерения на постоянном токе. Общие сведения об электрических измерениях параметров линий связи Бесперебойная работа устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте во многом определяется электрическим состоянием линий передачи. Измерение электрических параметров кабельных линий связи проводят для проверки соответствия их допустимым значениям, что дает возможность контролировать состояние кабелей, качество строительно-монтажных работ, оценить электрическое состояние построенных линейно-кабельных сооружений, составить электрические паспорта кабельной линии. Электрическим измерениям подвергают все кабели связи. По назначению электрические измерения подразделяют на измерения поступающей продукции при передаче ее в монтаж, измерения в процессе строительства линий, контрольно-сдаточные измерения, профилактические измерения в процессе эксплуатации, измерения для определения характера и места повреждения в линиях связи. По виду измерительных токов электрические измерения линий связи подразделяют на измерения постоянным током и измерения переменным током. Постоянным током измеряют следующие параметры цепей связи: электрическое сопротивление цепи (шлейфа), омическую асимметрию, электрическое сопротивление изоляции проводов, электрическую прочность изоляции, электрическую емкость кабельной цепи. 2. Измерение электрического сопротивления шлейфа Электрическое сопротивление проводов является одним из основных параметров цепи, от его значения зависит значение передаваемого сигнала, а следовательно, качество связи. Сопротивление шлейфа цепей линии связи измеряют на смонтированных секциях, усилительных участках магистральных кабелей, между оконечными устройствами кабелей местной связи, вторичной коммутации и кабельных вставок в воздушные линии отношения. Для симметричных кабельных линий связи электрическое сопротивление шлейфа, составленного из двух проводов, рассчитывают по формуле: Rш = Rа + Rb, где Rа и Rb — сопротивление отдельных проводов. Сопротивление шлейфа измеряют мостом постоянного тока (рис.1). Для измерения Rш концы жил (проводов) присоединяют к выводам 1 и 2 прибора, а на противоположном конце жилы (провода) соединяют между собой. После сборки схемы и установки всех переключателей в нужные положения производят балансировку моста: изменяя сопротивление магазина моста Rм добиваются нулевого показания индикатора Р.  Рис.1 Схема измерения сопротивления шлейфа Условием равновесия моста является равенство произведений сопротивлений противоположных плеч: R2 (Ra + Rb) = R1Rм. Разделив равенство на R2, получаем: Ra + Rb = (R1/R2) Rм = n Rм; Rш = n Rм. где n = R1/R2 – отношение плеч моста. Переключатель положения плеч устанавливают исходя из ожидаемого значения сопротивления шлейфа. Полученные значения сопротивления шлейфа впоследствии могут быть использованы для определения места повреждения кабеля. 3. Измерение омической асимметрии цепи Вследствие технологического разброса параметров строительных длин кабеля, некачественного соединения жил отдельных участков кабеля и других причин увеличивается асимметричность двухпроводной цепи связи, что приводит к росту взаимного влияния между кабельными цепями. Для оценки степени асимметричности цепи введено понятие омической асимметрии. Омической асимметрией называют разность электрических сопротивлений постоянному току проводов двухпроводной цепи Rac = Ra - Rb. Омическую асимметрию измеряют мостом постоянного тока с постоянным отношением плеч методом заземленного шлейфа (рис.2а). Измеряемую цепь присоединяют к выводам 1 и 2, к выводу з подключают заземление, на противоположном конце цепи жилы соединяют между собой и с «землей». Переключатель отношения плеч n (на рис. не показан) устанавливают в положение равное 1. После балансировки моста значение асимметрии определяют непосредственно по показанию магазина сопротивлений Rм. Следует отметить, чти при измерении Rac мост может быть сбалансирован только при Rа> Rb. Поэтому при невозможности добиться балансировки моста необходимо провода измеряемой цепи поменять местами на выводах 1 и 2. При наличии в измеряемой цепи блуждающих токов в качестве земли используют вспомогательную жилу Rc (рис. 2б).   Рис.2 Схемы измерения сопротивления асимметрии 4. Измерение электрической емкости цепи Кабельные цепи обладают значительной электрической емкостью. От ее значения зависят такие важные параметры цепи, как волновое сопротивление, затухание, фазовая характеристика, которые являются определяющими при оценке качества связи и взаимного влияния между цепями. Для уменьшения взаимного влияния между цепями в кабелях подключают симметрирующие емкости. В практике измеряют емкость между проводами Сabи частичные емкости проводов по отношению к окружающим проводам и земле Саз, Сbз (рис.3). О  бщую рабочую емкость цепи определяют по формуле: .Рис. 3 Эквивалентная электрическая схема двухпроводной симметричной цепи Электрическую емкость можно измерить баллистическим микрофарадометром, позволяющим измерять емкость от единиц нанофарад до единиц микрофарад. Баллистический метод измерения (рис.4) заключается в том, что измеряемую емкость Сх заряжают до номинального напряжения U, а затем разряжают через баллистический гальванометр. Значение измеряемой емкости Cх определяют но максимальному отклонению стрелки прибора.  Рис. 4 Схема измерения рабочей емкости цепи методом баллистического гальванометра Перед началом измерения при нажатой кнопке S1 потенциометром R1 устанавливают стрелку прибора на калибрационную отметку шкалы, которая указывает, что на выходных выводах 1,2 прибора установилось номинальное напряжение. Под действием номинального напряжения U емкость Cх, подключенного к выводам 1 и 2 измеряемого объекта накопит заряд Q = CхU. При неизменном напряжении заряд Q пропорционален Cх.При нажатии на кнопку S2 создается цепь разряда Сх. через прибор Р. В приборах магнитоэлектрической системы угол поворота подвижной части прямо пропорционален току, протекающему по рамке прибора, а=S/I. Так как ток разряда пропорционален заряду Q, накопленному в емкости измеряемого объекта Cх, то при неизменном напряжении U источника питания шкалу прибора можно отградуировать в единицах измерения емкости (нанофарадах). 5. Измерение электрического сопротивления изоляции Для уменьшения потерь мощности при передаче электрических сигналов по проводным линиям связи необходимо обеспечить минимальную утечку тока с проводов через изоляцию. Для оценки степени утечки тока введено понятие электрического сопротивления изоляции. Электрическим сопротивлением изоляции Rиз называется сопротивление, которое встречает ток утечки, проходя через изоляцию. В цепях однопарным симметричных кабелей измеряют электрическое сопротивление изоляции между проводами и между каждым проводом и землей. В многопарных симметричных кабелях измеряют электрическое сопротивление изоляции между каждой жилой и остальными жилами, соединенными с заземленной металлической оболочкой (экраном). Также измеряют электрическое сопротивление изоляции между оболочкой и землей, между оболочкой и броней, между броней и землей. Электрическое сопротивление изоляции нормируется на 1 км при температуре 20ОС в зависимости от материала диэлектрика. Измерение электрического сопротивления изоляции производится при помощи мегомметров. Мегомметр (рис. 5) состоит из: высокочувствительного измерительного прибора Р (например, гальванометра); источника измерительного тока G; резистора переменного сопротивления RК и кнопки S, используемых при начальной калибровке шкалы; резистора постоянного   Рис. 5 Схема мегомметра напряжения Rд, ограничивающего ток через измеритель; клемм X для подключения измеряемого объекта. 6. Порядок выполнения работы. Испытание цепей в настоящей лабораторной работе производятся с помощью прибора П-324 в кабеле, концы которого разделаны на боксах. 6.1. Измерение сопротивления шлейфа. 1. Собрать схему измерения (рис. 6)  2. Переключатели "ИЗМЕР. ПАРАМЕТР." поставить в положение "Rx" и "RxRиз". 3. Переключатель "Rиз Rх Сх" установить в положение "ПР.-ПР.". 4. Переключатель "МНОЖИТЕЛЬ Rх Сх" установить в положение "х0,1". 5. Переключатель "ПРЕДЕЛ Rмом ЧУВСТВ. Rх" поставить в начале измерения в положение "0,3". В процессе измерения следует увеличивать предел измерения по мере необходимости. 6. С помощью переключателей "ОМ НФ" выполнить балансировку моста по минимальному отклонению стрелки прибора при нажатой кнопке "ПИТ. МПТ И МЕГ.". Плавная регулировка чувствительности индикатора осуществляется ручкой "РЕГ. УС". По положению переключателей "ОМ НФ" произвести отсчет величины сопротивления шлейфа для полной длины измеряемой кабельной цепи. 7. Осуществить балансировку моста и определение значения сопротивления шлейфа для укороченной длины кабельной цепи. 6.2. Измерение асимметрии шлейфа. 1. Собрать схему измерения (рис. 7)  2. Переключатели "ИЗМЕР. ПАРАМЕТР." поставить в положение "Rx" и "RxRиз". 3. Переключатель "Rиз Rх Сх" установить в положение "АСИММ.1". 4. Переключатель "МНОЖИТЕЛЬ Rх Сх" установить в положение "х0,01". 5. Переключатель "ПРЕДЕЛ Rмом ЧУВСТВ. Rх" поставить в начале измерения в положение "0,3". В процессе измерения следует увеличивать предел измерения по мере необходимости. 6. С помощью переключателей "ОМ НФ" выполнить балансировку моста по минимальному отклонению стрелки прибора при нажатой кнопке "ПИТ. МПТ И МЕГ.". Плавная регулировка чувствительности индикатора осуществляется ручкой "РЕГ. УС". По положению переключателей "ОМ НФ" произвести отсчет величины сопротивления асимметрии шлейфа для полной длины измеряемой кабельной цепи. 6.3. Измерение емкости между проводами. 1. Собрать схему измерения (рис. 8)  2. Переключатели "ИЗМЕР. ПАРАМЕТР." поставить в положение "Сx" и "Сx". 3. Переключатель "Rиз Rх Сх" установить в положение "ПР.-ПР.". 4. Переключатель "МНОЖИТЕЛЬ Rх Сх" устанавливается при балансировке моста. 5. Переключатель "ПРЕДЕЛ Rмом ЧУВСТВ. Rх" поставить в любое положение. Регулятор усиления "РЕГ. УС" установить в крайнее правое положение. 6. С помощью переключателей "ОМ НФ" выполнить балансировку моста по минимальному отклонению стрелки прибора при нажатой кнопке "Сх ТОЧНО". Плавная балансировка осуществляется ручкой "БАЛАНС Сх". По положению переключателей "ОМ НФ" произвести отсчет величины емкости между проводами для полной длины измеряемой кабельной цепи. 6.4. Измерение емкости провода относительно земли. 1. Собрать схему измерения (рис. 9)  2. Переключатели "ИЗМЕР. ПАРАМЕТР." поставить в положение "Сx" и "Сx". 3. Переключатель "Rиз Rх Сх" установить в положение "ПР.-ЗЕМ.". 4. Переключатель "МНОЖИТЕЛЬ Rх Сх" устанавливается при балансировке моста. 5. Переключатель "ПРЕДЕЛ Rмом ЧУВСТВ. Rх" поставить в любое положение. Регулятор усиления "РЕГ. УС" установить в крайнее правое положение. 6. С помощью переключателей "ОМ НФ" выполнить балансировку моста по минимальному отклонению стрелки прибора при нажатой кнопке "Сх ТОЧНО". Плавная балансировка осуществляется ручкой "БАЛАНС Сх". По положению переключателей "ОМ НФ" произвести отсчет величины емкости между проводом и землей для полной длины измеряемой кабельной цепи. 6.5. Измерение сопротивления изоляции между проводами. 1. Собрать схему измерения (рис. 10).  2. Переключатели "ИЗМЕР. ПАРАМЕТР." поставить в положение "Rиз" и "RxRиз". 3. Переключатель "Rиз Rх Сх" установить в положение "ПР.-ПР.". 4. Переключатель "МНОЖИТЕЛЬ Rх Сх" установить в любое положение . 5. Переключатель "ПРЕДЕЛ Rмом ЧУВСТВ. Rх" поставить в начале измерения в положение "0,3". В процессе измерения следует увеличивать предел измерения по мере необходимости. 6. Установить ∞ мегомметра. 7. Откалибровать мегомметра. 8. Произвести измерение сопротивления изоляции между проводами при нажатой кнопке "ПИТ. МПТ И МЕГ.". 6.6. Измерение сопротивления изоляции между проводом и землей. 1. Собрать схему измерения (рис. 11).  2. Переключатели "ИЗМЕР. ПАРАМЕТР." поставить в положение "Rиз" и "RxRиз". 3. Переключатель "Rиз Rх Сх" установить в положение "ПР.-ЗЕМ.". 4. Переключатель "МНОЖИТЕЛЬ Rх Сх" установить в любое положение . 5. Переключатель "ПРЕДЕЛ Rмом ЧУВСТВ. Rх" поставить в начале измерения в положение "0,3". В процессе измерения следует увеличивать предел измерения по мере необходимости. 6. Установить ∞ мегомметра. 7. Откалибровать мегомметра. 8. Произвести измерение сопротивления изоляции между проводом и землей при нажатой кнопке "ПИТ. МПТ И МЕГ.". 7. Содержание отчета. 1. Мостовые схемы измерения сопротивления шлейфа, омической асимметрии, а также схему измерения рабочей емкости баллистическим методом. 2. Результаты измерений. 3. Выводы. 8. Контрольные вопросы 1. Пояснить схемы измерения Rш, Rас методом сравнения. 2. Пояснить необходимость и порядок обработки результатов измерений. 3. Записать уравнение равновесия моста при измерении Rш, Rас. 4. От чего зависит емкость двухпроводных цепей связи? 9. Литература 1. Шумилин Н.П. Специальные измерения в проводной связи. М., Связь, 1974, 2. Гроднев И.И., Курбатов Н.Д. Линейные сооружения связи. М., Связь, 1974. |