Способ контроля протяженных многожильных кабелей Российский патент 2019 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности - к способам и устройствам для контроля качества протяженных многожильных кабелей, проектная реализация которых не позволяет совместить положение концов кабеля в одном месте для их контроля. Примерами таких кабелей являются кабельные соединения территориально разнесенных автономных составных частей сложных технических систем (СТС), включая системы вооружения и военной техники (например, соединение радиолокационной станции и командного пункта в составе зенитной ракетной системы и т.п.).

Известны способы контроля электрических цепей в составе сложных технических изделий (включая кабельные соединения) и устройства, реализующие подобные способы контроля.

Примерами известных способов, реализуемых в известных устройствах, могут служить технические решения по патентам RU 83851, RU 111683, RU 115499, RU 2569911, RU 2554658 и др.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является способ по патенту RU 2554658, основанный на применении измерительного прибора, подключаемого к контролируемым электрическим цепям с помощью коммутатора и двух технологических жгутов. Данное техническое решение принимается как прототип.

Достоинством способа-прототипа является возможность контроля целостности жил и сопротивлений изоляции многожильных кабельных соединений при подключении первого и второго технологического жгута к разъемам на концах контролируемого кабеля.

Недостатком способа-прототипа при контроле качества многожильных протяженных кабелей, проектная реализация которых не позволяет совместить в одном месте разъемы обоих концов кабеля, является громоздкость, техническая сложность и дороговизна реализации контроля целостности жил кабеля.

Подобные кабели могут быть заделаны в землю, в проектные конструкции и сооружения, извлечение из которых представляет существенные сложности и может привести к повреждениям кабелей. Учитывая значительную протяженность таких кабелей (сотни метров) для их контроля по способу-прототипу требуется применение технологического жгута такой же длины, как контролируемый кабель, и с таким же количеством жил. Это создает существенные трудности для реализации контроля протяженных многожильных кабелей по способу-прототипу. В связи с большим количеством жил протяженного технологического жгута при контроле по способу-прототипу возникает большая вероятность повреждений технологического жгута при его прокладке от одного конца контролируемого протяженного кабеля (от места размещения устройства контроля кабеля, используемого по способу-прототипу) до разъема на удаленном конце контролируемого протяженного многожильного кабеля. Следовательно, с применением способа-прототипа с учетом ограничений по его применению (необходимость применения протяженного многожильного технологического жгута) снижается достоверность контроля качества кабеля и возрастает стоимость контроля.

Целью заявленного технического решения является устранение указанного недостатка способа-прототипа при контроле протяженных многожильных кабелей, проектная реализация которых исключает совмещение разъемов ближнего и дальнего концов кабеля в одном месте (в месте размещения контрольного устройства, используемого для реализации способа-прототипа).

Реализация заявленного способа с применением измерительного прибора для измерения сопротивлений электрических цепей и сопротивления изоляции между электрическими цепями поясняется на фиг. 1 и фиг. 2.

Перед началом работы по заявленному способу формируют исходную информацию по протяженному многожильному кабелю 4, подлежащему контролю, в том числе:

1) таблицу соединений, описывающую электрические цепи (жилы) кабеля, соединяющие контакты разъема 3 ближнего конца кабеля 4 с соответствующими контактами разъема 6 на дальнем конце кабеля 4;

2) номинальные значения сопротивлений жил кабеля 4 и допуски ΔR на отклонение измеряемых значений этих сопротивлений от номинальных значений;

3) минимально допустимые значения сопротивлений изоляции R_из. между жилами кабеля;

4) расстояние L между ближним и удаленным концами контролируемого кабеля (с учетом трассы прокладки технологического провода 5);

5) сопротивление технологического провода R_T (измерено и известно).

Перед началом контроля целостности жил кабеля 4 согласно фиг. 1 к измерительному входу K_вх. измерительного прибора 1 подключают щуп 2, измерительный конец которого поочередно подключают к контактам разъема 3 ближнего конца кабеля 4, соответствующим началу контролируемых жил «i» кабеля 4.

К выходу K_вых. измерительного прибора 1 подключают один конец технологического провода 5, длина которого должна обеспечивать доступ его второго конца к месту нахождения разъема 6 удаленного конца кабеля 4 (с учетом доступной трассы прокладки технологического провода 5).

На втором конце технологического провода 5 подключен разъем-заглушка 7, который устанавливают на разъем 6 удаленного конца кабеля 4 при контроле целостности жил кабеля. Вместо разъема-заглушки 7 на втором конце технологического провода 5 может быть подключена группа зажимов, которые обеспечивают подключение всех контактов разъема 6 удаленного конца кабеля 4 к технологическому проводу 5 (замыкают все контакты разъема 6 на конец технологического провода 5 - аналогично разъему-заглушке 7).

После осуществления всех указанных подключений производят измерение значения результирующего сопротивления R_∑ электрической цепи, которое будет включать в себя значения сопротивлений контролируемой жилы кабеля 4, соответствующей контакту «i» разъема 3 ближнего конца кабеля 4 и сопротивления R_T технологического провода 5 (см. фиг. 1):

Из значения результирующего сопротивления R_∑ согласно (1) получают текущее значение сопротивления контролируемой i-той жилы кабеля 4 , которое сравнивают с номинальным значением с учетом допуска ΔR:

При выполнении условия (2) данная i-тая жила контролируемого кабеля является исправной и можно переходить к контролю целостности следующей (i плюс 1) жилы кабеля.

При невыполнении условия (2) данная i-тая жила контролируемого кабеля 4 является дефектной и подлежит ремонту (замене на резервную и т.п.).

Для контроля следующей (i плюс 1) жилы кабеля 4 измерительный конец щупа 2 подключают к следующему контакту (i плюс 1) разъема 3 ближнего конца контролируемого кабеля 4 и производят измерение R_∑ результирующего значения сопротивления электрической цепи согласно (1). По результатам измерений согласно (2) определяют текущее значение сопротивления данной жилы кабеля 4 и делают вывод о ее исправности или наличии дефекта (обрыва).

Аналогичным образом продолжают контроль целостности остальных жил кабеля 4 до перебора всех контактов разъема 3, указанных в таблице соединений кабеля 4. После этого переходят к контролю сопротивлений изоляции между жилами кабеля 4.

Перед началом контроля сопротивлений изоляции между жилами (электрическими цепями) контролируемого кабеля 4 разъем-заглушку 7 или подключенную на контакты разъема 6 кабеля 4 (подключенные ко второму концу технологического провода 5) группу зажимов отключают от разъема 6 и подключают к разъему 3 ближнего конца контролируемого кабеля 4. При этом зажимы, подключенные к концу технологического провода 5, могут поочередно отключаться от контактов разъема 3 или от выходных контактов разъема-заглушки 7, освобождая соответствующие контакты для подключения измерительного щупа 2 (см. фиг. 2).

После выполнения указанных подготовительных действий к первому контакту разъема 3 ближнего конца контролируемого кабеля 4 (непосредственно или через разъем-заглушку 7) подключают измерительный конец щупа 2, а остальные контакты разъема 3 с помощью группы зажимов на втором конце технологического провода 5 (непосредственно или через контакты разъема-заглушки 7) замыкают на второй конец технологического провода 5.

С помощью измерительного прибора 1 измеряют сопротивление изоляции между первой жилой контролируемого кабеля 4 и остальными жилами контролируемого кабеля 4 (замкнутыми на технологический провод 5). Полученное значение сопротивления изоляции R_{из. 1} сравнивают с установленным допуском R_{из. мин.}. Сопротивление изоляции первой жилы кабеля 4 считают удовлетворительным, если выполняется условие

где R_{из. мин. доп.} - минимально допустимое значение изоляции между жилами контролируемого кабеля 4, установленное в исходных данных перед контролем.

После получения удовлетворительного результата контроля сопротивления изоляции первой жилы кабеля 4 по отношению к другим жилам этого кабеля переходят к контролю сопротивления изоляции следующей жилы, соответствующей следующему (i-тому) контакту разъема 3. Для этого от предыдущего контакта разъема 3 отсоединяют и подключают (непосредственно или через соответствующий контакт разъема-заглушки 7) измерительный конец щупа 2 к очередному контакту разъема 3 (см. фиг. 2). Производят измерение сопротивления изоляции R_{из. i} между очередной жилой кабеля 4 и остальными жилами кабеля 4, подключенными через технологический провод 5 к выходу измерительного прибора 1. Производят оценку измеренного значения сопротивления изоляции по условию (3). При положительном результате контроля переходят к контролю сопротивления изоляции следующей жилы кабеля 4 (по следующему контакту разъема 3).

В случае, если условие (3) не выполняется, переходят к выявлению второй жилы, на которую замыкает данная контролируемая (i-тая) жила кабеля 4. Измерительный конец щупа 2 оставляют подключенным к i-тому контакту разъема 3 (непосредственно или через соответствующий контакт разъема-заглушки 7), относящийся к данной жиле (i-той жиле), у которой выявлено замыкание. Отключают зажим от очередного контакта разъема 3 (непосредственно или через разъем-заглушку 7), ранее замкнутого на второй конец технологического провода 5. Производят контроль сопротивления изоляции между i-той жилой и остальными жилами (кроме i плюс 1, отключенной от технического провода 5). Если при этом получают удовлетворительное значение сопротивления изоляции, то замыкание i-той жилы кабеля 4 происходит с i плюс 1 (отключенной) жилой. Если значение сопротивления изоляции после отключения (i плюс 1) жилы кабеля 4 не восстанавливается до значения, удовлетворяющего условию (3), то это означает, что выявленная на замыкание i-тая жила кабеля 4 замыкает на одну из жил, оставшихся подключенными к технологическому проводу 5. Производят отключение от технологического провода 5 очередной жилы и продолжают процесс контроля изоляции до выявления второй жилы кабеля 4, на которую замыкает ранее выявленная (i-тая) жила. После выявления пары жил кабеля 4, замыкающих между собой, данный дефект кабеля 4 фиксируют, обе этих жилы исключают из дальнейшего контроля изоляции. Подключают вновь к технологическому проводу 5 с помощью зажимов все последующие жилы кабеля 4 (кроме «i» и «i плюс k», между которыми выявлено замыкание, а также кроме «i плюс 1», которую не проверяли на замыкание с остальными жилами). Измерительный конец щупа 2 подключают к контакту разъема 3, соответствующему очередной проверяемой (i плюс 1) жилы и проводят проверку сопротивления изоляции между этой (i плюс 1) жилой кабеля 4 и остальными жилами кабеля 4, которые остались подключенными к технологическому проводу 5 (остались не проверенными на замыкание).

Процесс контроля продолжают до тех пор, пока не будет проведена проверка сопротивления изоляции последней жилы кабеля 4, подключенной ко второму концу технологического провода 5 (к выходу K_вых. измерительного прибора 1 на фиг. 2).

Выявленные дефектные жилы подлежат ремонту или замене на резервные жилы кабеля 4 (при наличии резервных жил).

В качестве измерительного прибора 1 при реализации заявленного способа может использоваться любой прибор, обеспечивающий требуемую точность измерения значений сопротивлений жил кабеля 4 и сопротивлений изоляции, известный из уровня техники (например, аналогично используемому в прототипе).

В качестве технологического провода может использоваться любой гибкий изолированный провод из выпускаемых промышленностью, имеющий достаточную длину для доступа к разъему 6 на удаленном конце контролируемого протяженного многожильного кабеля 4.

В качестве разъема-заглушки 7 могут использоваться ответные части штатных разъемов 3 и 6, используемых в составе контролируемого кабеля 4.

Таким образом, заявленный способ промышленно реализуем с помощью технических средств, известных из уровня техники, и обеспечивает заявленный технический результат - упрощает реализацию процессов контроля качества протяженных многожильных кабелей, используемых в составе СТС, когда проектная реализация размещения кабеля на месте применения не позволяет совмещать разъемы концов контролируемого кабеля в одном места.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к контролю качества протяженных многожильных кабелей сложных технических систем, включая системы вооружения и военной техники. Сущность: способ основан на применении измерительного прибора для измерений сопротивлений электрических цепей и технологического провода необходимой длины, подключаемого к выходу измерительного прибора. Контроль целостности жил кабеля производят путем подключения всех контактов разъема удаленного конца кабеля к технологическому проводу и последовательной проверкой целостности жил кабеля по контактам разъема на ближнем конце контролируемого кабеля. Контроль отсутствия замыканий производят путем подключения групп контактов разъема ближнего конца кабеля к технологическому проводу и измерением сопротивления изоляции между каждой жилой кабеля и остальными жилами, подключенными через технологический провод к выходу измерительного прибора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ контроля протяженных многожильных кабелей, основанный на применении измерительного прибора для измерения значений сопротивления электрических цепей и сопротивления изоляции между электрическими цепями, отличающийся тем, что к измерительному входу измерительного прибора подключают измерительный щуп, а к выходу измерительного прибора подключают технологический провод, длина которого достаточна для прокладки его до другого конца контролируемого протяженного кабеля, измерительный прибор размещают у разъема ближнего конца кабеля, второй конец технологического провода с подключенной к нему группой зажимов размещают у разъема дальнего конца контролируемого кабеля, второй конец технологического провода с помощью зажимов, непосредственно или через промежуточный разъем-заглушку, подключают ко всем контактам разъема на удаленном конце кабеля, обеспечивая тем самым подключение всех контактов разъема удаленного конца контролируемого кабеля через технологический провод к выходу измерительного прибора, перед началом контроля целостности цепей контролируемого кабеля формируют исходные данные, включающие описание соединений контактов разъема ближнего конца контролируемого кабеля с соответствующими контактами разъема дальнего конца контролируемого кабеля, номинальные значения сопротивлений каждой электрической цепи контролируемого кабеля, допусков ΔR на измерение значений сопротивления электрических цепей контролируемого кабеля и значения сопротивления R_T технологического провода, подключают измерительный конец измерительного щупа поочередно к каждому контакту разъема ближнего конца контролируемого кабеля, получают значение R_Σ сопротивления результирующей электрической цепи, включающей контролируемую жилу кабеля и технологический провод

R_Σ=R_i+R_T,

используя известное значение сопротивления технологического провода R_T определяют текущее значение сопротивления данной жилы контролируемого кабеля

сравнивают измеренное значение сопротивления контролируемой жилы R_i с номинальным значением сопротивления контролируемой жилы по исходным данным с учетом допуска

при положительном результате контроля подключают измерительный конец щупа к очередному контакту разъема ближнего конца контролируемого кабеля, производят измерение значения результирующего сопротивления R_Σ очередной замкнутой электрической цепи и оценивают полученное значение сопротивления очередной жилы контролируемого кабеля по соотношениям (1) и (2), процесс контроля продолжают до полной проверки всех жил контролируемого протяженного кабеля, выявляют дефекты жил, для которых не выполняется условие (2), фиксируют данные по дефектам и используют их при ремонте кабеля, например, путем отключения от соответствующих контактов разъемов на ближнем и дальнем концах кабеля проводников дефектной жилы и подключения к этим контактам проводников резервной жилы кабеля с последующей проверкой восстановления целостности восстановленной жилы по условию (2) с использованием изложенного способа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по завершению контроля целостности электрических цепей кабеля производят контроль отсутствия или наличия замыканий между жилами контролируемого протяженного многожильного кабеля, при этом технологический провод отключают от контактов разъема удаленного конца кабеля и с помощью зажимов подключают его ко всем контактам ближнего разъема контролируемого кабеля, кроме одного контакта, соответствующего первой контролируемой жиле кабеля, к этому контакту разъема ближнего конца кабеля подключают измерительный контакт щупа и с помощью измерительного прибора производят измерение значения сопротивления изоляции между данной контролируемой жилой, подключенной с помощью щупа к измерительному входу измерительного прибора и остальными жилами кабеля, подключенными с помощью технологического провода к выходу измерительного прибора, измеренное значение сопротивления изоляции сравнивают с минимально допустимым значением R_из.м.д. из исходных данных контроля изоляции, при выполнении условия (3)

отключают с помощью зажима технологический провод от очередного контакта, ранее входившего в объединенную группу контактов разъема ближнего конца кабеля, подключают к освобожденному контакту измерительный щуп, измеряют значение сопротивления изоляции между очередной жилой кабеля, соответствующей данному контакту, и остальными жилами кабеля, объединенными на технологический провод, оценивают измеренное значение сопротивления изоляции на выполнение условия (3), при выполнении условия (3) отключают из объединенной группы контактов разъема ближнего конца кабеля, подключенных к технологическому проводу, очередной контакт, подключают к этому контакту измерительный конец щупа, измеряют сопротивление изоляции между очередной жилой кабеля и остальными жилами, оставшимися подключенными через технологический провод к выходу измерительного прибора, проверяют выполнение условия (3), после чего продолжают последовательный процесс контроля сопротивления изоляции между жилами до полной проверки всех жил контролируемого кабеля, в случае невыполнения условия (3), т.е. при обнаружении замыкания текущей жилы, к которой подключен измерительный щуп, с остальными жилами, подключенными к технологическому проводу, производят поиск жил, замыкающих на данную жилу, при этом измерительный щуп оставляют подключенным к контакту текущей жилы, у которой обнаружено замыкание, из подключенных к технологическому проводу контактов жил, подозреваемых на замыкание с текущей жилой контролируемого кабеля, последовательно отключают одну за другой подключенные жилы и после каждого отключения проверяют выполнение условия (3), как только после отключения от технологического провода очередной жилы условие (3) выполнится, отключенную жилу определяют замыкающей на текущую жилу, номера контактов разъемов ближнего и дальнего конца контролируемого кабеля фиксируют как принадлежащие к замыкающим жилам, данные контакты исключают из дальнейшей проверки, продолжают контроль до полного просмотра всех жил кабеля, на основе выявленных дефектов в виде замыканий между парами жил производят ремонт кабеля, например, путем отключения дефектных жил кабеля от соответствующих контактов ближнего и дальнего разъемов кабеля и замены дефектных жил на резервные жилы контролируемого кабеля.

3. Способ по любому из пп. 1 - 2, отличающийся тем, что на разъемы ближнего и дальнего концов контролируемого кабеля устанавливают технологические разъемы в виде ответных частей штатных разъемов контролируемого кабеля и все подключения измерительного щупа и технологического провода по п. 1 или 2 осуществляют к контактам установленных технологических разъемов и тем самым предотвращают возможность повреждения контактов штатных разъемов контролируемого кабеля в процессе его контроля.

4. Способ по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что в качестве зажимов для подключения технологического провода к контактам соответствующего разъема используют ответные части контактов этих типов разъемов, т.е. штыри для подключения в гнезда разъема или гнезда для подключения к контактам разъемов в виде штырей.