Результат интеллектуальной деятельности: Способ контроля протяженных многожильных кабелей

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.