Мосты постоянного и переменного тока применяются для измерения сопротивлений с весьма высокой точностью. Принцип работы мостов сводится к тому, что в плечо моста включают измеряемое сопротивление и, регулируя величину сопротивления, включенного в другое плечо моста, снижают разбаланс моста до нуля. Величина сопротивления, получаемая при этом, равна величине измеряемого сопротивления. Некоторые типы мостов (переменного тока и кабельные) позволяют измерять емкость. Различают мосты постоянного и переменного тока, одинарно-двойные, кабельные и др

от 1 до 99990 Ом (класс точности: 0,5)

Мост измерительный постоянного тока Р333 предназначен для измерения электрического сопротивления, определения места повреждения кабеля, замера асимметрии проводов, может использоваться как магазин сопротивлений.

Прибор Р333 выполнен в карболитовом корпусе и меет декадный набор величины сопротивления. Работает от встроенных элементов питания, ряд диапазонов допускает подключение внешнего источника питания. Погрешность измерений зависит от измеряемого диапазона. Балансировка плеч моста Р333 осуществляется посредством указателя баланса на светодиодах.

Консультацию по вопросам эксплуатации мостов Р333 Вы можете получить по телефону службы техподдержки. Наши инженеры помогут Вам разобраться с рассчетом ресстояния до места повреждения линии, расскажут о возможности подключения внешнего гальванометра. Приобрести прибор Р333 вы можете связавшись с нашим отделом продаж.

Копирование материалов осущ. только с разрешения компании ПРИБОРТЕХ

Определение постоянным током расстояния до места повреждения.

При измерении на постоянном токе и наличии исправных проводов, которые можно использовать, расстояние до места заземления одного из проводов может быть найдено по схеме  моста с переменным отношением плеч (схема Муррея). Для этой схемы условие равновесия определится выражениями rarx=rb(Rшл- rx) и

rx=Rшл[rb/(ra+ rb)].

если провода Л1 и Л2 одинаковы, то

lx=2l[rb/(ra+rb)].

Показанный пунктиром резистор rдоб используется, когда повреждение весьма близко к ст.А и уравновешивание моста затруднительно необходимостью поставить слишком большое соотношение сопротивлений ra и rb. При использовании rдоб. (обычно порядка 10 – 100 Ом) величина lxra(rx+rдоб)=rb(Rшл - rx). найдётся из условия Погрешность измерений вследствии существенной разницы между ra и rдоб возрастёт.

Схема Муррея

Важно отметить, что указанные методы измерения lx содержат неопределённую погрешность, обусловленную предположением о постоянстве сопротивления Rп в месте повреждения и о достаточной его малости сравнительно с сопротивлением изоляции проводов Л1 и Л2. Если же величины соизмеримы, то точка включения генераторной диагонали моста в линию оказывается до известной степени неопределённой и условия равновесия, записанные выше, в некоторой степени нарушенными. Поэтому при возможности рекомендуется определить расстояние до места повреждения неоднократно, несколькими методами, с обеих станций, и судить об искомом расстоянии, сопоставляя результаты всех измерений.

Формулы, приведённые для определения величины lx, непригодны, если в качестве исправного провода использован провод по качеству отличный от повреждённого или если сам повреждённый провод между станциями А и Б неоднороден. В этих случаях расстояние lx нужно определять (исходя из найденного значения rx), имея ввиду структуру образованного шлейфа. Кроме того, если имеется возможность использовать два любых исправных провода, то lx может быть найдено методами двух и трёх измерений.

Метод петли для определения мест повреждения на кабельных линиях основан на сравнении сопротивления целой и поврежденной (но необорванной) жилы кабеля. Величины сопротивлений при одинаковом сечении жил пропорциональны длинам целой жилы и участка жилы до места повреждения. Метод петли применяется на кабельных линиях любых напряжений, выполненных кабелями любых марок при замыкании одной или нескольких жил между собой и на землю в одном месте при одной непо врежденной жиле. При этом переходное сопротивление в месте повреж дения должно быть не более 40 Ом и поврежденная жила кабеля не иметь обрыва. Определение места повреждения на кабельных линиях методом пет ли производят с помощью универсального моста сопротивлений типа МВУ-49 , специального кабельного моста типа Р 334 или моста постоян ного тока типа Р333. Например, мост постоянного тока Р333 позволяет определить место повреждения кабеля посредством петли Варлея (в линиях с малым собст венным сопротивлением) или петли Муррея (в линиях с большим собст венным сопротивлением) , а также производить измерения электрическо го сопротивления по схеме одинарного моста и асимметрии проводов. На крышке моста с внутренней стороны прикреплена табличка со схемой и краткой инструкцией по эксплуатации прибора. На лицевой па нели моста расположены: 1. Кнопки включения мостовой схемы - МВ; петли Муррея - ПМ и петли Варлея - ПВ; кнопка MB служит также для возвращения кнопок ПМ и ПВ в исходное состояние; 2. Четыре ручки переключателей Р333 сравнительного плеча и одна - пле ча отношений; 3. Кнопка ЭНИ включения электронного нуль – индикатора (балан са) у Р333; 43 4. Кнопка ПИТ для включения напряжения питания моста Р333. Лимбы рычажных переключателей сравнительного плеча имеют цифры, а под лимбом находится стрелка с множителем данной декады. Произведение цифры на множитель дает величину включенного на данной декаде со противления; 5. Зажим Г для присоединения внешнего нулевого индикатора; 6. Зажимы ± Б для присоединения внешнего источника питания. 7. Зажимы М и К для проверки сопротивлений схемы моста; 8. Зажимы Rx для измерений по схемам петли Варлея, Муррея и асимметрии проводов. На лимбе Р333 переключателя плеч отношений находится точка, а на па нели нанесены цифры обозначающие множитель, соответствующий ве личине отношения плеч R1 R1 n= ? (10 ?4...10 2 ) m= ? (10...103 ) R2 R2 и . При измерении низкоомных сопротивлений по четырехзажимной схеме включения Р333 применено раздельное исключение элементов моста к измеряемому сопротивлению При таком включении Р333 сопротивления двух соединительных провод ников входят в сопротивление плеч моста, а сопротивление двух других соединительных проводников входят в цепь гальванометра и источника питания, чем практически исключается влияние этих проводников на по грешность измерения. Измерение сопротивлений от 0,005 до 9,999 Ом При измерении высокоомных сопротивлений по двухзажимной схеме Измерение сопротивлений от 10 до 999900 Ом Определение места повреждения кабеля по схеме петли Варлея. Метод петли Варлея для определения места повреждения кабеля представляет мостовую схему Схема определения места повреждения кабеля методом петли Варлея Схема моста состоит из двух сопротивлений плеч отношений r1 и r2 входящих в плечи моста, два других плеча составляют измерительную петлю, состоящую из поврежденной (Lх+lх) и исправной (L) жил кабеля и сопротивления плеча сравнения R , входящих также в плечо моста. Сопротивление до места повреждения (К) определяется по формуле n (R + r ) rx = 1+ n (4.1) r1 n= r2 где - множитель на декаде П5; r – сопротивление двух жил кабеля (L+Lx+lx), Ом; R – сопротивление плеча сравнения П1 … П4. Ом. Расстояние до места повреждения кабеля определяется по формуле rx ? S Lx = ,м ? (4.2) 2 где S – сечение жилы, мм ; Ом ? мм 2 ? - удельное сопротивление материалы жилы кабеля, м (алюминий ? = 0,027; медь ? = 0,017). Определение места повреждения кабеля по схеме петли Муррея. Схема петли Муррея представляет собой мостовую схему где два плеча составляются из исправной (L) и поврежденной (Lx+lx) жил кабеля, соединенных вместе на удаленном конце в точке «N». Схема определения места повреждения кабеля методом петли Муррея Место повреждения «К» разделяет петлю на две части, эти две части в схеме моста образуют два плеча, а два других плеча образуются из со противлений, имеющихся в самом приборе (r1(m) и R). Сопротивление отрезка жилы кабеля до места повреждения нахо дится по формуле m?r Rх = ,м R+m (4.3) где r – сопротивление двух жил кабеля (L+Lx+lx), Ом; R – сопротивление плеча сравнения П1 … П4, Ом; m - множитель на переключателе плеч отношений (декаде П5), он может иметь значения m I000; m 100; m 10. В формулу (4.3) подставляется численное значение множителя m1000, m100 и m10. Расстояние от места измерения до места поврежде ния кабеля определяется по формуле (4-4) Rх ?S Lх = ,м ? (4.4) Измерение необходимо производить дважды, меняя местами концы жил кабеля, подключенные к зажимам моста «2» и «3». В результате двух замеров определяется расстояние от места измерения до места поврежде ния по формулам (4.5) и (4.6) m1 ? r R ?S R х1 = ; L x1 = x1 , м R 1 + m1 ? (4.5) m2 ? r R ?S R х2 = ; L x 2 = (L + l x ) = x 2 , м R 2 + m2 ? (4.6) где m1; m2 - множитель на декаде плеч отношений П5; R1; R2 - множитель на декаде П1 … П4. Если сумма Lх+lх+ L значительно отличается от двойной длины ка беля (2L), то измерения сделаны неправильно и их следует повторить. Для уточнения места повреждения кабеля следует (по возможности) произвести измерения с противоположного конца кабеля. 2. Оборудование рабочего места 1. Макет кабельной линии 2. Мост постоянного тока измерительный Р333 3. Соединительные проводники. 3. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с оборудованием рабочего места. 2. Измерить мостом Р333 сопротивление двух жил кабеля и оп ределить длину кабеля: подключить к зажимам Rх две исправные жилы кабеля, соеди нив их на противоположном конце; нажать кнопку «МВ»; декадным переключателем П5 установить множитель «n» по Выбор множителя «n» в зависимости от величины, из меряемого сопротивления Напряжение источника питания Измеряемое со- Рекомендуе- моста, В Схема противление, Rх, мые множите- внутренняя банаружная бавключения Ом ли «n» тарея тарея 5·10-3?0,0999 0,0001 - 1,5 4-зажим. 1·10-1?0,999 0,0001 - 1,5 4-зажим. 1·?9,999 0,001 1,5 1?1,5 4-зажим. 10?99,99 0,01 1,5 1,5?3 2-зажим. 100?999,9 0,1 1,5 3?10 2-зажим. 1000?9999 1 1,5 3?10 2-зажим. 10000?50000 10 1,5 10?16 2-зажим. 100 - 10?16 2-зажим. 105?999,9·103 переключателями «П1 … П4» установить ожидаемое значение Rх; нажать кнопку «ЭНИ» и вращением ручки «Баланс» добиться одновременного свечения светодиодов; нажать кнопку «ПИТ»; уравновесить мост Р333 вращением переключателей «П1 … П4», до биваясь одновременного свечения светодиодов; вычислить сопротивление по формуле: Rх = n·R, Ом, где n – множитель декады «П5», R – сопротивление плеча сравнения «П1 … П4», Ом; определить длину двух жил кабеля Rx ?S 2L = ( L + l x + L х ) = ,м ? где Rх – сопротивление двух жил кабеля, Ом, S – сечение жилы кабеля, мм2, ? - удельное сопротивление материала жилы кабеля, Ом·мм2/м. 3. Создать искусственное повреждение на макете кабельной линии. 4. Измерить сопротивление жилы кабеля до места повреждения по схеме петли Варлея и определить расстояние до места повреждения кабе ля: нажать кнопку «ПВ»; подключить к зажимам «Rх» исправную и поврежденную жилы кабеля, соединенные перемычкой на противоположном конце; подключить заземление к заземляющему зажиму прибора; установить на декаде «П5» первоначально n = 1; нажать кнопку «ЭНИ» и вращением ручки «Баланс» добиться од новременного свечения светодиодов; нажать кнопку «ПИТ»; уравновесить мост вращением переключателей «П1 … П4», доби ваясь одновременного свечения светодиодов; определить сопротивление до места повреждения кабеля по фор муле (4-1); определить расстояние до места повреждения кабеля по формуле (4-2). 5. Измерить сопротивление жилы кабеля до места повреждения по схеме петли Муррея: нажать кнопку «ПМ»; подключить к зажимам «Rх» исправную и поврежденную жилы кабеля, соединенные перемычкой на противоположном конце (если со противление двух жил кабеля r < 400 Ом, то измерения производятся по четырехзажимной схеме); подключить заземление к заземляющему зажиму прибора; установить на декаде «П5» установить на m1000, m100 или m10; нажать кнопку «ЭНИ» и вращением ручки «Баланс» добиться од новременного свечения светодиодов; нажать кнопку «ПИТ»; уравновесить мост вращением переключателей «П1 … П4», доби ваясь одновременного свечения светодиодов; определить сопротивление до места повреждения кабеля по фор муле (4-3); определить расстояние до места повреждения кабеля по формуле (4-4). Примечание: измерения необходимо произвести дважды, меняя местами концы жил кабеля, подключенные к зажимам моста «2» и «3», при этом дважды определяется расстояние до места повреждения кабеля: Lх и L+lх.

Метод петли для определения мест повреждения на кабельных линиях основан на сравнении сопротивления целой и поврежденной (но необорванной) жилы кабеля. Величины сопротивлений при одинаковом сечении жил пропорциональны длинам целой жилы и участка жилы до места повреждения. Метод петли применяется на кабельных линиях любых напряжений, выполненных кабелями любых марок при замыкании одной или нескольких жил между собой и на землю в одном месте при одной непо врежденной жиле. При этом переходное сопротивление в месте повреж дения должно быть не более 40 Ом и поврежденная жила кабеля не иметь обрыва. Определение места повреждения на кабельных линиях методом пет ли производят с помощью универсального моста сопротивлений типа МВУ-49 , специального кабельного моста типа Р 334 или моста постоян ного тока типа Р333. Например, мост постоянного тока Р333 позволяет определить место повреждения кабеля посредством петли Варлея (в линиях с малым собст венным сопротивлением) или петли Муррея (в линиях с большим собст венным сопротивлением) , а также производить измерения электрическо го сопротивления по схеме одинарного моста и асимметрии проводов. На крышке моста с внутренней стороны прикреплена табличка со схемой и краткой инструкцией по эксплуатации прибора. На лицевой па нели моста расположены: 1. Кнопки включения мостовой схемы - МВ; петли Муррея - ПМ и петли Варлея - ПВ; кнопка MB служит также для возвращения кнопок ПМ и ПВ в исходное состояние; 2. Четыре ручки переключателей Р333 сравнительного плеча и одна - пле ча отношений; 3. Кнопка ЭНИ включения электронного нуль – индикатора (балан са) у Р333; 43

    4. Кнопка ПИТ для включения напряжения питания моста. Лимбы

рычажных переключателей сравнительного плеча имеют цифры, а под

лимбом находится стрелка с множителем данной декады. Произведение

цифры на множитель дает величину включенного на данной декаде со-

противления;

    5. Зажим Г для присоединения внешнего нулевого индикатора;

    6. Зажимы ± Б для присоединения внешнего источника питания.

    7. Зажимы М и К для проверки сопротивлений схемы моста;

    8. Зажимы Rx для измерений по схемам петли Варлея, Муррея и

асимметрии проводов.

    На лимбе переключателя плеч отношений находится точка, а на па-

нели нанесены цифры обозначающие множитель, соответствующий ве-

личине отношения плеч

                      R1                               R1

                 n=      ⋅ (10 −4...10 2 )        m=      ⋅ (10...103 )

                      R2                               R2

                                  и                   .

    При измерении низкоомных сопротивлений по четырехзажимной

схеме включения применено раздельное исключение элементов моста к

измеряемому сопротивлению (рис. 4.1).

    При таком включении сопротивления двух соединительных провод-

ников входят в сопротивление плеч моста, а сопротивление двух других

соединительных проводников входят в цепь гальванометра и источника

питания, чем практически исключается влияние этих проводников на по-

грешность измерения.

               Рис. 4.1. Измерение сопротивлений от 0,005 до 9,999 Ом

                                             44

     При измерении высокоомных сопротивлений по двухзажимной схе-

ме включения работа моста осуществляется по схеме, приведенной на

рис. 4.2.

                Рис. 4.2. Измерение сопротивлений от 10 до 999900 Ом

    Определение места повреждения кабеля по схеме петли Варлея.

    Метод петли Варлея для определения места повреждения кабеля

представляет мостовую схему (рис. 4.3).

      Рис. 4.3. Схема определения места повреждения кабеля методом петли Варлея

    Схема моста состоит из двух сопротивлений плеч отношений r1 и r2

входящих в плечи моста, два других плеча составляют измерительную

петлю, состоящую из поврежденной (Lх+lх) и исправной (L) жил кабеля и

сопротивления плеча сравнения R , входящих также в плечо моста.

                                        45

    Сопротивление до места повреждения (К) определяется по формуле

                                    n (R + r )

                             rx =

                                      1+ n                                  (4.1)

               r1

          n=

               r2

    где        - множитель на декаде П5;

        r – сопротивление двух жил кабеля (L+Lx+lx), Ом;

        R – сопротивление плеча сравнения П1 … П4. Ом.

    Расстояние до места повреждения кабеля определяется по формуле

                                        rx ⋅ S

                                Lx =           ,м

                                          ρ                                 (4.2)

                                       2

          где S – сечение жилы, мм ;

                                                            Ом ⋅ мм 2

          ρ - удельное сопротивление материалы жилы кабеля,    м

    (алюминий ρ = 0,027; медь ρ = 0,017).

     Определение места повреждения кабеля по схеме петли Муррея.

     Схема петли Муррея представляет собой мостовую схему (рис. 4.4),

где два плеча составляются из исправной (L) и поврежденной (Lx+lx) жил

кабеля, соединенных вместе на удаленном конце в точке «N».

      Рис. 4.4. Схема определения места повреждения кабеля методом петли Муррея

     Место повреждения «К» разделяет петлю на две части, эти две части

в схеме моста образуют два плеча, а два других плеча образуются из со-

противлений, имеющихся в самом приборе (r1(m) и R).

                                           46

    Сопротивление отрезка жилы кабеля до места повреждения нахо-

дится по формуле

                              m⋅r

                      Rх =        ,м

                              R+m                                       (4.3)

    где r – сопротивление двух жил кабеля (L+Lx+lx), Ом;

    R – сопротивление плеча сравнения П1 … П4, Ом;

    m - множитель на переключателе плеч отношений (декаде П5), он

может иметь значения m I000; m 100; m 10.

    В формулу (4.3) подставляется численное значение множителя

m1000, m100 и m10. Расстояние от места измерения до места поврежде-

ния кабеля определяется по формуле (4-4)

                              Rх ⋅S

                       Lх =         ,м

                               ρ                                        (4.4)

    Измерение необходимо производить дважды, меняя местами концы

жил кабеля, подключенные к зажимам моста «2» и «3». В результате двух

замеров определяется расстояние от места измерения до места поврежде-

ния по формулам (4.5) и (4.6)

                                   m1 ⋅ r          R ⋅S

                         R х1 =            ; L x1 = x1 , м

                                  R 1 + m1           ρ

                                                                        (4.5)

                               m2 ⋅ r                        R ⋅S

                     R х2 =            ; L x 2 = (L + l x ) = x 2 , м

                              R 2 + m2                         ρ

                                                                        (4.6)

    где m1; m2 - множитель на декаде плеч отношений П5;

    R1; R2 - множитель на декаде П1 … П4.

    Если сумма Lх+lх+ L значительно отличается от двойной длины ка-

беля (2L), то измерения сделаны неправильно и их следует повторить.

    Для уточнения места повреждения кабеля следует (по возможности)

произвести измерения с противоположного конца кабеля.

    2. Оборудование рабочего места

    1. Макет кабельной линии

    2. Мост постоянного тока измерительный Р333

    3. Соединительные проводники.

    3. Порядок выполнения работы

    1.    Ознакомиться с оборудованием рабочего места.

    2.    Измерить мостом Р333 сопротивление двух жил кабеля и оп-

ределить длину кабеля:

           подключить к зажимам Rх две исправные жилы кабеля, соеди-

нив их на противоположном конце;

           нажать кнопку «МВ»;

           декадным переключателем П5 установить множитель «n» по

                                         47

таблице 4.1;

    Таблица 4.1. Выбор множителя «n» в зависимости от величины, из-

меряемого сопротивления

                                       Напряжение источника питания

  Измеряемое со-      Рекомендуе-                 моста, В                Схема

  противление, Rх,   мые множите-

                                       внутренняя ба-    наружная ба-   включения

        Ом               ли «n»

                                           тарея            тарея

 5·10-3÷0,0999          0,0001               -                1,5       4-зажим.

 1·10-1÷0,999           0,0001               -                1,5       4-зажим.

 1·÷9,999                0,001              1,5             1÷1,5       4-зажим.

 10÷99,99                 0,01              1,5             1,5÷3       2-зажим.

 100÷999,9                0,1               1,5              3÷10       2-зажим.

 1000÷9999                 1                1,5              3÷10       2-зажим.

 10000÷50000               10               1,5             10÷16       2-зажим.

                          100                -              10÷16       2-зажим.

 105÷999,9·103

          переключателями «П1 … П4» установить ожидаемое значение

Rх;

         нажать кнопку «ЭНИ» и вращением ручки «Баланс» добиться

одновременного свечения светодиодов;

         нажать кнопку «ПИТ»;

         уравновесить мост вращением переключателей «П1 … П4», до-

биваясь одновременного свечения светодиодов;

         вычислить сопротивление по формуле: Rх = n·R, Ом,

         где n – множитель декады «П5»,

         R – сопротивление плеча сравнения «П1 … П4», Ом;

         определить длину двух жил кабеля

                                                       Rx ×S

                            2L = ( L + l x + L х ) =         ,м

                                                         ρ

         где Rх – сопротивление двух жил кабеля, Ом,

         S – сечение жилы кабеля, мм2,

         ρ - удельное сопротивление материала жилы кабеля, Ом·мм2/м.

    3. Создать искусственное повреждение на макете кабельной линии.

    4. Измерить сопротивление жилы кабеля до места повреждения по

схеме петли Варлея и определить расстояние до места повреждения кабе-

ля:

       нажать кнопку «ПВ»;

       подключить к зажимам «Rх» исправную и поврежденную жилы

кабеля, соединенные перемычкой на противоположном конце;

       подключить заземление к заземляющему зажиму прибора;

       установить на декаде «П5» первоначально n = 1;

       нажать кнопку «ЭНИ» и вращением ручки «Баланс» добиться од-

новременного свечения светодиодов;

       нажать кнопку «ПИТ»;

       уравновесить мост вращением переключателей «П1 … П4», доби-

ваясь одновременного свечения светодиодов;

                                           48

       определить сопротивление до места повреждения кабеля по фор-

муле (4-1);

       определить расстояние до места повреждения кабеля по формуле

(4-2).

     5. Измерить сопротивление жилы кабеля до места повреждения по

схеме петли Муррея:

       нажать кнопку «ПМ»;

       подключить к зажимам «Rх» исправную и поврежденную жилы

кабеля, соединенные перемычкой на противоположном конце (если со-

противление двух жил кабеля r < 400 Ом, то измерения производятся по

четырехзажимной схеме);

       подключить заземление к заземляющему зажиму прибора;

       установить на декаде «П5» установить на m1000, m100 или m10;

       нажать кнопку «ЭНИ» и вращением ручки «Баланс» добиться од-

новременного свечения светодиодов;

       нажать кнопку «ПИТ»;

       уравновесить мост вращением переключателей «П1 … П4», доби-

ваясь одновременного свечения светодиодов;

       определить сопротивление до места повреждения кабеля по фор-

муле (4-3);

       определить расстояние до места повреждения кабеля по формуле

(4-4).

       Примечание: измерения необходимо произвести дважды, меняя

местами концы жил кабеля, подключенные к зажимам моста «2» и «3»,

при этом дважды определяется расстояние до места повреждения кабеля:

Lх и L+lх.

Характеристики прибора Р333:

Погрешность измерений зависит от выбранного предела.

Р333 имеет следующие пределы измерений:

1 до 99990 Ом (класс точности: 0,5);

1*10-1 - 0,9999 Ом (класс точности 1,0);

5*10-3 - 0,0999 Ом (класс точности 15,0);

100000 - 999900 Ом (класс точности 5,0).

Условия эксплуатации:

температура среды, °C: +10...+35.

влажность , %: 80.

Масса прибора: 5 кг.

Габариты прибора: 300х230х150 мм.