Способ определения сопротивления и проводимости связи кабельных экранов

 

Изобретение относится к контрольно - измерительной технике и может быть использовано для оценки эффективности экранирования кабелей связи. На заданном расстоянии r от испытуемого кабеля располагают дополнительный проводник, значение r выбирают из условия r≪λ , где l - длина волны испытательного гармонического сигнала, который возбуждают в цепи, образованной дополнительным проводником и экраном испытуемого кабеля, измеряют напряжения на согласованных сопротивлениях нагрузки, подключенных на концах цепей, первая из которых образована дополнительным проводником и экраном испытуемого кабеля, а вторая - жилой и экраном испытуемого кабеля, при этом параметры дополнительного проводника выбирают удовлетворяющими условию g₁·l>1 , где γ₁ - постоянная распространения первой цепи; l - длина испытуемого отрезка кабеля, по результатам измерений определяют сопротивление связи и проводимость связи кабельного экрана. Использование способа позволяет повысить точность определения сопротивления связи кабельных экранов. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения сопротивления и проводимости связи кабельных экранов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения сопротивления связи, заключающийся в том, что в непосредственной близости от испытуемого образца кабеля, поверх испытуемого образца кабеля и коаксиально ему располагают дополнительный проводник, имеющий форму трубки, на ближнем конце к цепи, образованной дополнительным проводником и экраном испытуемого образца кабеля, подключают генератор и возбуждают в этой цепи испытательный синусоидальный сигнал, на дальнем конце дополнительный проводник соединяют с экраном испытуемого образца кабеля, цепь, образованную жилой и экраном испытуемого образца кабеля, нагружают по концам на согласованные сопротивления, измеряют напряжение U₁ на ближнем конце цепи, образованной дополнительными проводником и экраном испытуемого образца кабеля, измеряют напряжение U₂ на дальнем конце цепи, образованной жилой и экраном испытуемого образца кабеля, после чего определяют сопротивление связи экрана по формуле Z_св = · , (2) где λ - длина волны; F - постоянная определяемая параметрами испытуемого кабеля и дополнительного проводника.

При λ<< l, где l - длина дополнительного проводника, точность определения сопротивления связи существенно снижается из-за паразитного влияния между генератором и измерительными цепями, которые при электрически короткой длине цепей испытуемого образца кабеля достаточно велико и практически неустранимо. Как следствие, погрешность, обусловленная данным фактором, существенна, особенно для кабелей с высокоэффективными экранами. С ростом частоты, при λ≥ l, для несплошных кабельных экранов увеличивается погрешность вследствие электрического влияния, поскольку в этом случае измеренное напряжение в цепи, образованной жилой и экраном испытуемого образца кабеля, определяется как сопротивлением связи, так и проводимостью связи кабельного экрана.

Целью изобретения является повышение точности определения сопротивления связи кабельных экранов.

Сущность настоящего способа определения сопротивления связи кабельных экранов заключается в том, что параллельно испытуемому образцу кабеля располагают дополнительный проводник так, чтобы r - расстояние между центрами дополнительного проводника и экрана испытуемого образца кабеля было постоянно вдоль всей длины испытуемого образца кабеля и удовлетворяло условию r< < λ , где λ - длина волны испытательного гармонического сигнала, на ближнем конце к цепи, образованной дополнительными проводником и экраном испытуемого образца кабеля, подключают генератор и возбуждают в этой цепи испытательный гармонический сигнал, при этом выбирают дополнительный проводник с параметрами, при которых выполняется условие γ₁˙l>1 , где l - длина испытуемого образца кабеля; γ₁ - постоянная распространения цепи, образованной дополнительным проводником и экраном испытуемого образца кабеля, измеряют напряжения на согласованных сопротивлениях нагрузки, подключенных к ближним и дальним концам цепей, одна из которых образована дополнительными проводником и экраном испытуемого образца кабеля, а другая образована жилой и экраном испытуемого образца кабеля, а сопротивление связи и проводимость связи экрана определяют из выражений: Z_св = - , (1) Y_св = - , (2) где U₁₀, U_1l - напряжение в цепи, образованной дополнительным проводником и экраном испытуемого образца кабеля, на ближнем и дальнем конце соответственно; U₂₀, U_{2l -} напряжение в цепи, образованной жилой и экраном испытуемого образца кабеля, на ближнем и дальнем конце, соответственно; γ₂ - постоянная распространения цепи, образованной жилой и экраном испытуемого образца кабеля;
γ₁ - постоянная распространения цепи, образованной дополнительным проводником и экраном испытуемого образца кабеля;
Z_в1 - волновое сопротивление цепи, образованный дополнительным проводником и экраном испытуемого образца кабеля.

Особенностью настоящего способа является то, что напряжения в цепях измеряют на согласованных сопротивлениях нагрузки на ближнем и дальнем концах испытуемого образца кабеля, что позволяет исключить погрешность за счет пренебрежения электрической связью (проводимостью связи экрана). За счет этого длину и параметры дополнительного проводника выбирают так, что выполняется условие γ₁˙l>1 , то есть цепь, образованная дополнительным проводником и экраном испытуемого образца кабеля, является электрически длинной. Это позволяет существенно снизить погрешность, обусловленную паразитными связями цепей генератора с измерительными цепями, поскольку переход энергии за счет концевых эффектов в этом случае становится пренебрежимо малым по сравнению с переходом энергии на длине испытуемого образца.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит генератор 1 гармонического испытательного сигнала, измеритель 2 (селективный микровольтметр), дополнительного сигнала, измеритель 2 (селективный микровольтметр), дополнительный проводник 3, согласованные сопротивления нагрузок 4, 5 цепей, образованных дополнительным проводником 3 и экраном 6 испытуемого кабеля 7, жилой 8 и экраном 6 испытуемого кабеля 7.

Способ осуществляется следующим образом.

Генератор 1 создает в цепи, образованной дополнительным проводником 3 и экраном 6 испытуемого кабеля 7, гармонический испытательный сигнал.

За счет электрических и магнитных связей, обусловленных проводимостью и сопротивлением связи экрана 6 испытуемого кабеля 7, этот сигнал переходит в цепь, образованную жилой 8 и экраном 6 испытуемого кабеля 7, и создает на согласованных нагрузках 5 этой цепи напряжения на ближнем конце U₂₀ и на дальнем конце U_2l. Причем на ближнем конце составляющие напряжения, обусловленные электрической и магнитной связью, суммируются, а на дальнем конце вычитаются. Измеряют на ближнем и дальнем концах напряжения U₁₀, U_1l на согласованных нагрузках 4 цепи, образованной дополнительным проводником 3 и экраном 6, и напряжения U₂₀, U_2l на согласованных нагрузках 5 в цепи, образованной жилой 8 и экраном 6 испытуемого образца кабеля. По формулам (1), (2) определяют сопротивление связи и проводимость связи экрана испытуемого образца кабеля.

В отличие от известного, настоящий способ учитывает переход энергии за счет электрической связи, что исключает погрешность, связанную с пренебрежением проводимостью связи экрана. Это позволяет в настоящем способе проводить измерения для длинных цепей, что позволяет существенно снизить погрешность, обусловленную паразитными связями на концах кабеля между цепью генератора и измерительными цепями.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПРОВОДИМОСТИ СВЯЗИ КАБЕЛЬНЫХ ЭКРАНОВ, согласно которому располагают на заданном расстоянии r от испытуемого кабеля дополнительный проводник, при этом значение r выбирают из условия r << λ , где λ - длина волны испытательного гармонического сигнала, возбуждают в первой цепи, образованной дополнительным проводником и экраном испытуемого кабеля, испытательный гармонический сигнал, измеряют напряжение U₁₀ на согласованном сопротивлении, подключенном к ближнему концу первой цепи, и напряжение U_2l на согласованном сопротивлении, подключенном соответственно к дальнему концу второй цепи, образованной жилой и экраном испытуемого кабеля, отличающийся тем, что дополнительно измеряют напряжение U_1l, U₂₀на согласованных сопротивлениях, подключенных к дальнему концу первой цепи и ближнему концу второй цепи, при этом параметры дополнительного проводника выбирают удовлетворяющими условию γ₁˙l > 1, где γ₁ - постоянная распространения первой цепи, l - длина испытуемого отрезка кабеля, а сопротивление связи Z_св и проводимость связи U_св определяют из выражений
Z_св = · - · ,
Y_св = · + · ,
где Z_в1 - волновое сопротивление первой цепи;
γ₂ - постоянная распространения второй цепи.

РИСУНКИ

Рисунок 1