Как найти место повреждения кабеля - современные методы поиска

Онлайн помощник домашнего мастера

Как найти место повреждения кабеля: методы определения места, поиск причины поломки и лучшие способы устранения

Соединение источника электричества с потребителями электроэнергии в большинстве случаев осуществляется путем прокладывания кабельных линий в земле. Это предусматривает расположение трассы кабеля по кратчайшему расстоянию, нет необходимости сооружать громоздкие металлоконструкции, доступ посторонних к линии невозможен (за исключением случаев несанкционированного доступа).

Однако, одним из основных недостатков такого вида соединений является сложность установления места неисправности.

Краткое содержимое статьи:

Причины повреждения

Основные причины заключаются в следующем:

ошибки проектирования (занижение сечения, неправильный подбор защитной аппаратуры);
дефекты, допущенные на производстве: сквозные отверстия, трещины и заусенцы на проволоке;
крутые изгибы и механические поломки, допущенные в процессе прокладки кабеля;
порча, допущенная при эксплуатации: старение изоляции, коррозия металлов, разрывы при производстве земляных работ

В зависимости от вида проложенного кабеля, способа его прокладки и уровня напряжения, выбирается метод, с использованием которого будет устанавливаться участок повреждения. Основными, наиболее эффективными способами установления места неисправности являются рассмотренные ниже методы.

Методы поиска места повреждения кабеля

Разработаны и успешно применяются следующие способы для поиска мест повреждения.

Импульсный способ

Импульсный способ исключен к применению при заплывающих пробоях ввиду того, что причиной таких повреждений служит высокая влажность, соответственно сопротивление проводника превышает 150 Ом, а это недопустимо для данного метода.

Проверка осуществляется в соответствии с предусмотренной инструкцией как найти место повреждения, с использованием измерителя ИКЛ-5 или ИКЛ-4 путем ввода через переменный ток импульса к области неисправности и получении ответного сигнала. Прибор производит замер времени между периодом подачи и возвращением импульса.

Акустический метод

Акустический метод предусматривает использование приемника и электрогенератора мощных ударных импульсов. Конденсатор генератора присоединяют к кабелю, и когда разрядник срабатывает, напряжение в линии создаёт электромагнитную волну, происходит сильнейшее пробивание, сопровождающееся щелчком в области неисправности. Оператор улавливает щелчки при помощи акустического прибора.

Зона распространения звука распложена в границах от двух до пятнадцати метров. Точка неисправности кабеля устанавливается присутствием максимально громкого звука.

Метод петли

Неисправности устанавливается путем сравнения сопротивлений нарушенной и целой кабельной жилы при использовании метода петли. Порядок поиска повреждений в этом случае требует формирование из кабеля моста типа Р 334 или Р 333, так же требуется наличие моста сопротивления МВУ-49.

Применяется в том случае, если одна жила кабеля не повреждена, если все жилы неисправны, рекомендуется использование неповреждённой жилы находящегося рядом кабельного канала.

Исправная и поврежденная жилы соединяются на одной стороне кабеля петлей. На противоположной стороне кабеля устанавливают мост, регулирующий электросопротивление. Производятся замеры, и, используя формулы соотношения сопротивления, устанавливается дистанция до точки расположения неисправности.

Минусом такого способа является неточность установления точки нахождения неисправности и огромные временные затраты.

Индукционный метод

Рассмотрим теперь, как определяют участок повреждения кабеля индукционным методом, который является более точным и дает шанс установить отрезок неисправности прямо в КЛ, погрешность этого способа не превышает 50 сантиметров.

Применение индукционного метода допустимо в случае, если в месте неисправности сопротивление переходное в кабельной линии составляет не более от двадцати до пятидесяти ОМ.

Содержание способа состоит в улавливании и фиксации над трассой кабельного канала колебаний электромагнитного поля, образованного за счет пропускании по неисправной жиле электричества с частотой звука от 800 до 1000 Гц. Оператор двигается по ходу трассы кабеля и с использованием антенны, усилителя и наушников определяет характер передачи электромагнитного поля. Звучание заметно увеличивается в точке неисправности и теряет силу на расстоянии 50 сантиметров от точки пробоя.

Метод накладной рамки

Если кабель проложен открытым способом или в открытых шурфах, в случае однофазного замыкания кабельной жилы на оболочку, с целью установления отрезка неисправности, специалисты советуют применение метода накладной рамки.

Рамка представляет собой катушку из 1000 витков проволоки и имеет форму прямоугольника, в этом методе используется в роли антенны, выглядит, как указано на фото с места повреждения кабеля.

При определении места неисправности оператор использует телефон для прослушивания изменений звуков, которые издают жила и оболочка кабеля при подключении к ним генератора звуковой частоты. Прослушивается пара максимума и пара минимума звучания, в случае, если рамка установлена и вращается вокруг оси кабеля перед местом расположения повреждения кабельной линии.

Подобный звук говорит о том, что в кабеле протекает пара токов, по жиле и по оболочке. Монотонное звучание вызвано током протекающем только по оболочке и слышится, в случае если рамка установлена и вращается за местом неисправности кабеля.

Такой способ эффективен, если длина кабеля не превышает одного километра за местом повреждения.

Читайте также:

Как собрать детскую кровать

Во всех случаях отыскания места повреждения кабельной линии необходимо произвести огромный комплекс работ с использованием приборов для поиска повреждения кабеля.

Методы поиска неисправностей в кабельных линиях, методы, способы, достоинства и недостатки

Неисправности в кабельных линиях (КЛ), как низковольтных, так и высоковольтных происходят из-за влияния следующих факторов:

сезонные подвижки грунта;
естественное старение изоляции;
нарушения технологии прокладки;
проведение земляных работ в охранной зоне КЛ;
воздействие внешних факторов, оказывающих разрушающее воздействие на броню и оболочку кабелей (блуждающие токи, агрессивная среда, тепловое воздействие).

Основываясь только на этих возможных причинах возникновения повреждений, найти точное место замыкания невозможно даже при прокладке КЛ по эстакадам, кабельным полкам. При правильном отключении замыкания в кабеле релейной защитой, на нем может не остаться никаких следов явного повреждения. Для локализации мест повреждения существуют специальные методы.

Анализ характера повреждения кабеля
Прожиг кабелей
Применение рефлектографов для поиска кабеля
Использование генератора высоковольтных импульсов
Трассоискатели для поиска кабеля

Анализ характера повреждения кабеля

С этого начинается отыскание места повреждения любой КЛ. Измеряется сопротивление изоляции мегаомметром на напряжение 2500 В как между фазами, так и между фазами и оболочкой кабеля.

Смысл в этом действии не только в определении характера повреждения (фаза-фаза, фаза-оболочка или их комбинации). Для выработки последовательности дальнейших действий важна сама величина сопротивления изоляции.

Для успешного использования рефлектометров или генераторов высоковольтных импульсов необходимо, это сопротивление было близко к нулю.

Если сопротивление порядка килоом, его нужно довести до состояния полного металлического замыкания. Для этого применяют устройства прожига.

Самый худший случай, когда сопротивление изоляции ничем не отличается от нормального, а пробой наступает при испытании кабеля на достаточно больших величинах напряжения.

Прожиг кабелей

Установки прожига кабелей имеют несколько ступеней для переключения выходного напряжения. Чем меньше это напряжение, тем больший ток обеспечивает выходной трансформатор установки. В пределах одной ступени некоторые устройства могут дополнительно регулировать выходные параметры в незначительных пределах.

Задача установки: создать устойчивое дуговое замыкание в месте замыкания, которое расплавит материал жил кабеля и создаст там контактный мостик.

Для начала выбирается ступень с минимально возможным напряжением на выходе, при котором наступает пробой. Величину тока через место повреждения контролируют по амперметру, расположенному рядом с киловольтметром на панели управления.

По истечении некоторого времени, необходимого для разогрева металла, напряжение начинают снижать. Если установка позволяет менять выходные параметры плавно, то выставляют минимально возможное значение напряжения, при котором еще горит дуга. Процесс повторяют до тех пор, пока не будет достигнута минимальная ступень регулирования.

Удостоверившись, что сопротивление поврежденного участка достигло величины единиц Ом, можно приступать к локализации места повреждения. Если нет – процесс повторяют.

Наиболее неуловимыми в плане прожига являются повреждения в битумных или компаундных кабельных муфтах. Во время прожига заполнитель в муфте плавится, а после остывания вновь заполняет место повреждения, увеличивая его сопротивление. Иногда приходится отыскивать в земле кабельные муфты, основываясь на данных кабельного журнала, откапывать их и наблюдать состояние в процессе прожига. Характерный шум внутри муфты или выделение газов через поврежденную наружную оболочку укажет точку повреждения.

Применение рефлектографов для поиска кабеля

Приборы, называемые измерителями неоднородностей кабельных линий, служат для определения дальности от места измерения до повреждения. Еще их называют рефлектографами.

Прибор посылает в линию зондирующий импульс и улавливает его отражения, происходящие от всех участков, на которых изоляция изменяется. Сигнал отражается от поворотов, выходов из земли на поверхность и обратно, участков, расположенных в трубах. Но главное – он отражается от мест с обрывами и замыканиями.

Итогом работы прибора является рефлектограмма, которую он воспроизводит на экране лучевой трубки. Современные модели для этой цели имеют жидкокристаллический дисплей. В местах замыканий на рефлектограмме будут четкие провалы сигнала вниз, в местах обрывов и в конце линии сигнал резко прыгает вверх.

При наведении маркера на место аномалии прибор покажет расстояние до нее в метрах. Зная расположение кабельной трассы на плане, можно с некоторой точностью определиться с зоной поисков повреждения.

Измерение на «здоровых» жилах кабеля позволяют определить общую длину линии. Если прибор показал расстояние до места, соизмеримое с общей длиной трассы, более точное измерение проводят с другого конца линии.

Интересное видео о рефлектометре Искра-3М смотрите в видео ниже:

Использование генератора высоковольтных импульсов

Для точной локализации места для предстоящих раскопок используется другой метод.

Для этого к поврежденным жилам подключается установка, служащая для создания в поврежденной точке мощного акустического сигнала. Это – генератор высоковольтных импульсов (ГВИ).

Простейший такой генератор состоит из источника высокого напряжения с загрубленной защитой, к выходу которого подключен конденсатор. Кабель подключается к установке через разрядник.

При зарядке конденсатора до величины пробоя разрядника через него проскакивает искра. В кабель уходит высоковольтный импульс, в месте повреждения он спровоцирует резкий пробой. Звук от этого пробоя слышен с поверхности земли. Обнаружить место с наибольшей амплитудой звука можно акустическим датчиком.

Современные генераторы высоковольтных импульсов не имеют в своем составе разрядников. Их роль выполняют специальные контакторы.

Ещё одно видео о поиске неисправности в кабельной линии:

Трассоискатели для поиска кабеля

Прежде, чем начать искать повреждение на местности, нужно определиться с точным расположением кабеля на ней. Эта операция проводится после получения данных от измерителя неоднородностей, перед применением ГВИ.

В общем случае для этого используются неповрежденные жилы. Их замыкают на одном конце линии. С другого конца на них подают прерывистый акустический сигнал от специального генератора, входящего в комплект трассоискателя.

Сам же трассоискатель внешне похож на прибор, использующийся для поиска в земле металлов. Проходя с ним поперек трассы с кабелем, ищут максимум звукового сигнала. Место засекают любыми доступными способами и выполняют поиск немного дальше по трассе. Можно двигаться вдоль линии, постоянно контролируя наличие звукового максимума и делая пометки на земле.

В случае чистого замыкания между жилами трассоискателем можно найти и место повреждения, если подать сигнал на эти жилы. После повреждения сигнал резко пропадет.

Таким образом, отыскание мест повреждений КЛ – это целый комплекс работ, требующих наличия специального оборудования. Так отыскиваются повреждения на всех кабельных линиях. Но при замыканиях в кабелях из сшитого полиэтилена методы поиска имеют некоторые особенности.

Методы определения места повреждения кабеля

1. Виды повреждений кабельных линий

Повреждения в трехфазных кабельных линиях (КЛ) могут быть следующих видов:

замыкание одной жилы на землю;
замыкание двух или трех жил на землю либо двух или трех жил между собой;
обрыв одной, двух или трех жил без заземления или с заземлением как оборванных, так и необорванных жил;
заплывающий пробой, проявляющийся в виде КЗ (пробоя) при высоком напряжении и исчезающий («заплывающий») при номинальном напряжении.

Характер повреждения определяют с помощью мегомметра. Для этого с обоих концов линии проверяют:

сопротивление изоляции каждой жилы кабеля по отношению к земле (фазная изоляция), сопротивление изоляции жил относительно друг друга (линейная изоляция);
целостность токоведущих жил.

2. Методы определения зон повреждения кабельных линий

Выбор метода определения места повреждения кабеля зависит от характера повреждения, места прокладки и переходного сопротивления в месте повреждения. При повреждении КЛ ориентировочно определяют зону (место локализации) повреждения, и после этого различными методами уточняют место повреждения на трассе. Для более точного определения зоны повреждения поиск желательно выполнять с одного конца КЛ несколькими методами. Если такая возможность отсутствует, более точный результат дает поиск одним методом с обоих концов кабеля.

Для поиска зоны повреждения используют:

метод прожигания изоляции (разрушающий метод),
импульсный метод;
метод колебательного разряда;
метод петли;
емкостный метод.

Метод прожигания изоляции. В этом случае устанавливают место, где сопротивление между жилами или между жилой и оболочкой будет минимальным. Для уточнения места повреждения необходимо снизить переходное сопротивление до минимального предела. Для этого при помощи генератора высокой частоты или трансформатора выполняют прожигание изоляции. Процесс прожигания протекает по-разному, в зависимости от характера повреждения и состояния кабеля. Обычно через 15 – 20 с сопротивление уменьшается до нескольких десятков Ом. При увлажненной изоляции процесс проходит более длительно, и сопротивление удается уменьшить только до 2000 – 3000 Ом. В муфтах процесс прожигания кабеля проходит более длительно, иногда несколько часов, причем сопротивление резко меняется: то снижается, то снова возрастает, – пока не установится процесс, и сопротивление не начнет снижаться устойчиво. Это разрушающий метод определения места повреждения кабеля.

Импульсный метод применяется для определения зоны повреждения кабеля при переходном сопротивлении до 150 Ом в любых случаях, кроме заплывающего пробоя. Метод основан на измерении интервала времени между моментами подачи зондирующего импульса переменного тока и приема отраженного импульса от места повреждения. Скорость распространения импульсов в КЛ высокого и низкого напряжения – величина постоянная и равна V=160 м/мкс.

Поэтому по времени пробега импульса до места повреждения и обратно (Tx) определяют расстояние до точки повреждения кабеля (Lx, м):

Измерения производятся рефлектометрами (например, РЕЙС-105Р). На экране прибора имеется линия масштабных отметок и линия импульсов. По форме отраженного импульса можно судить о характере повреждения. Отрицательное значение отраженный импульс имеет при КЗ, положительное – при обрыве жил.

Метод колебательного разряда применяется при заплывающих пробоях кабелей. Для измерения на поврежденную жилу от испытательной установки подается напряжение, которое плавно поднимается до напряжения пробоя. В момент пробоя в кабеле возникает разряд колебательного характера. Период колебаний определяет расстояние до точки повреждения, так как электромагнитная волна распространяется в кабеле с постоянной скоростью. Измерения выполняются рефлектометрами.

Метод петли основан на измерении сопротивлений при помощи моста постоянного тока. Применение метода возможно при повреждении одной или двух жил кабеля и при наличии одной неповрежденной жилы. При повреждении трех жил можно использовать жилу рядом проложенного кабеля. Для этого поврежденную жилу накоротко присоединяют к целой жиле кабеля, образуя петлю. К противоположным концам жил присоединяют регулируемые сопротивления моста.

Равновесие моста будет при условии, о.е.:

Сопротивление жилы кабеля прямо пропорционально его длине, поэтому расстояние до точки повреждения, м:

где R1 и R2 – регулируемые сопротивления моста, Ом;

L – полная длина линии, м.

К недостаткам этого метода следует отнести большие затраты времени, меньшую точность, необходимость устанавливать «закоротки». Поэтому метод «петли» сейчас вытесняется другими методами: емкостным, импульсным методами, методом колебательного разряда и другими.

Методы непрерывно совершенствуются.

Емкостный метод применяется для определения расстояния от конца линии до места обрыва одной или нескольких жил КЛ путем измерения емкости кабеля. Метод основан на измерении емкости оборванной жилы с помощью моста переменного или постоянного тока, так как емкость кабеля зависит от его длины. При обрыве жилы кабеля без заземления измеряется емкость оборванной жилы с обоих концов. Считаем, что длина кабеля делится пропорционально измеренным емкостям С1 и С2, тогда:

После определения зоны повреждения в этот район для определения места повреждения направляется оператор, который использует акустический, индукционный метод или метод накладной рамки.

Акустический метод. Сущность акустического метода состоит в создании в месте повреждения искрового разряда и прослушивании на трассе звуковых колебаний, вызванных этим разрядом над местом повреждения. Этот метод применяют для обнаружения на трассе всех видов повреждения с условием, что в месте повреждения может быть создан электрический разряд и это место ориентировочно известно. Для возникновения устойчивого разряда необходимо, чтобы величина переходного сопротивления в месте повреждения превышала 40 Ом.

Слышимость звука на поверхности земли зависит от глубины залегания кабеля, плотности грунта, вида повреждения и мощности разрядного импульса. Возможная глубина прослушивания колеблется от 1 до 5 м. Применять этот метод для открыто проложенных кабелей, кабелей, проложенных в каналах и в туннелях, не рекомендуется, так как из-за хорошего распространения звука по металлической оболочке кабеля можно допустить большую ошибку в определении места повреждения.

В качестве генератора импульсов применяется кенотрон с дополнительным включением в схему высоковольтных конденсаторов и шарового разрядника. Вместо конденсаторов можно использовать емкость неповрежденных жил кабеля. В качестве акустического датчика используют датчики пьезомагнитной или электромагнитной системы, преобразующие механические колебания грунта в электрические сигналы, поступающие на вход усилителя звуковой частоты. Над местом повреждения сигнал наибольший.

Индукционный метод применяют для непосредственного отыскания мест повреждения кабеля на трассе:

при замыкании изоляции жил между собой или на землю;
при обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на земле;
для определения трассы и глубины залегания кабеля;
для определения местоположения соединительных муфт.

По этому методу на поверхности земли с помощью приемной рамки фиксируют изменения электромагнитного поля над кабелем при пропускании по нему тока от долей ампера до 20 А (звуковой частоты 800÷1200 Гц). Диапазон определяется в зависимости от наличия помех и глубины залегания кабеля. ЭДС, наводимая в рамке, зависит от распределения тока в кабеле и взаимного пространственного расположения рамки и кабеля. Зная характер изменения поля, можно по ориентации рамки определить трассу прохождения и место повреждения кабеля. Более точные результаты получают при прохождении тока по цепи «жила – жила», для этого выжиганием однофазные замыкания переводят в двух- и трехфазные или создают искусственную цепь «жила – оболочка кабеля», снимая заземление с цепи с двух сторон и подключая генератор к жиле и оболочке кабеля.

Силовые линии поля от тока цепи «жила – земля» представляют собой концентрические окружности, центром которых является ось кабеля. Ток, идущий по прямому и обратному проводам, создает два концентрических магнитных поля, действующих в противоположных направлениях (поле от пары токов). При расположении жил в горизонтальной плоскости результирующее поле на поверхности земли наибольшее, а при расположении жил в вертикальной плоскости – наименьшее. Поскольку кабели имеют скрутку жил, то в рамке, расположенной вертикально и перемещаемой вдоль трассы кабеля, будут индуцироваться ЭДС, изменяющиеся от минимума при вертикальном расположении жил до максимума при горизонтальном расположении жил. При отыскании повреждения следует помнить, что сигнал за местом повреждения затухает на расстоянии не более половины шага.

Этим методом определяют трассу кабеля, глубину его прокладки, место расположения соединительных муфт (по усилению звучания в телефоне из-за увеличенного расстояния между жилами). Для определения глубины прокладки кабеля сначала находят линию его трассы и проводят черту. Затем, располагая ось рамки под углом 45º к вертикальной плоскости, проходящей через ось кабеля, устанавливают место исчезновения в рамке индуцированной ЭДС. Расстояние от этого места до трассы, отмеченной чертой, равно глубине залегания кабеля. При наличии защитной металлической трубы уровень звука резко уменьшается, так как труба является экраном.

Метод накладной рамки применяют для непосредственного обнаружения места повреждения кабеля. Метод основан на том же принципе, что и индукционный, удобен при открытой прокладке кабеля. При прокладке кабеля в земле необходимо открыть несколько шурфов в зоне повреждения, после этого к жиле и оболочке или между двумя жилами подключают генератор. На кабель накладывают рамку и поворачивают ее вокруг оси. До места повреждения будут прослушиваться два максимума и два минимума сигнала от поля пары токов. За местом повреждения при вращении рамки будет прослушиваться монотонный сигнал, вызванный магнитным полем одиночного тока.

За последние 15 – 20 лет обслуживания подземных телекоммуникационных трассы усложнилось, т.к. эксплуатируемых трасс стало больше, а средний «возраст» их увеличился, активизировались строительные работы. В городских условиях существуют проблемы вскрытия асфальтного покрытия и высокий уровень электромагнитных помех широкого спектра.

3. Современные способы поиска трасс прохождения кабельных линий и их повреждений

В настоящее время появились новые способы поиска трасс. Раньше поисковые приборы были простыми, дешевыми и состояли из поисковой антенны с датчиком и миниатюрного встроенного приемника со звуковой индикацией. Степень фильтрации была невысока, часто приемник представлял собой усилитель низкой частоты, выдающий звук в «чистом виде», без обработки.

Новое поколение приборов для поиска трасс более эффективно, они точнее, но и значительно дороже. Для уменьшения электромагнитных помех усложнили фильтрующий блок, а городские акустические шумы потребовали акустической отстройки. Все это привело к увеличению габаритов и веса прибора, и для обеспечения комфортной работы персонала в современных приборах приемник и поисковую антенну разделили.

Дальнейшее развитие шло по пути расширения сервисных возможностей приборов, например, цифровая индикация глубины закладки кабеля и величины тока. Для этого ввели второй горизонтальный датчик и предусмотрели возможность строго-вертикального направления антенны. Для поиска трассы по минимуму сигнала был встроен еще и вертикальный датчик. Совместная работа вертикального и горизонтального датчиков позволяет искать трассу не только по максимуму или минимуму, как это было в традиционных методах, но и по инвертируемому сигналу. Такой способ называют по-разному: «супермаксимум», «максимум+» и т.д. Его достоинство заключается в том, что он объединяет точность поиска «по минимуму» с удобством поиска по максимуму (рис. 1).

Рисунок 1 – Режим «супермаксимум» (в центре) объединяет удобство определения трассы по максимальному сигналу (слева) с точностью поиска по минимуму сигнала (справа)

Появление датчиков с различной ориентацией приема сигнала позволило включить в комплекс измерений фазовый анализ, который дает дополнительные данные:

за счет использования вертикального датчика стало возможно определять место измерения: справа или слева от кабеля;
нахождение «своего» кабеля в местах схождения коммуникаций. Эта проблема по мере уплотнения коммуникаций приобрела особую актуальность. Было замечено, что направление тока в соседних трассах противоположно в каждый момент времени, что означает сдвиг фаз на 180°. Это используют как признак, разделяющий кабели;
определение топологии поля для определения места прокладки кабеля при помощи устройства, которое с помощью датчиков с различной ориентацией оценивает расстояние до кабеля, глубину залегания и показывает их на плане, сопровождая цифровыми показаниями уровня сигнала (рис. 2).

Рисунок 2 – Устройство для изучения топологии магнитного поля а – слева от измерителя показан «свой» кабель, сигнал от генератора направлен вперед по кабелю; б – справа от измерителя «чужой» кабель – сигнал возвращается к генератору

Этот метод (контактный метод) основан на том, что при протекании тока через поврежденную оболочку на земле возникает разность потенциалов. Эту разность потенциалов снимают штырями, которые подключают к приемнику вместо антенны. Контактный метод на несколько порядков чувствительнее методов, основанных на определении амплитуды. Возможен пассивный поиск подземных коммуникаций, без подключения генератора.

Вместе с тем контактный метод имеет два недостатка:

трудоемкость. Метод достаточно точный, если место дефекта известно хотя бы приблизительно. В противном случае требуется обследовать весь кабель. Для высокоомных дефектов зона чувствительности резко снижается: уже для повреждений с сопротивлением около 100 кОм зона обнаружения находится в радиусе более 1 м от повреждения. Найти такое повреждение сложно;
для городов с развитым асфальтным покрытием применение контактного метода невозможно. В сельской местности трудности связаны с особенностями ландшафта, почвы и погодных условий.

Для городских условий был разработан двухчастотный амплитудный метод, который может полностью заменить традиционный амплитудный метод, при котором повреждение ищут по резкому спаду сигнала. Недостатком традиционного поиска является то, что он должен быть непрерывным, а изменение сигнала может происходить по разным причинам. Двухчастотный амплитудный метод работает сразу на двух частотах: 273 Гц и 2 кГц. Низкочастотный сигнал 273 Гц чувствителен к повреждению изоляции, а сигнал с частотой 2 кГц является опорным и изменяется с глубиной залегания кабеля или положением относительно него измерителя точно так же, как и низкочастотный сигнал.

При отсутствии повреждения соотношение сигналов вдоль кабеля практически не изменяется. Если кабель поврежден, то изменение сигнала частотой 273 Гц значительно, а изменение сигнала 2 кГц практически не наблюдается.

Прибор анализирует соотношение уровня сигналов на двух частотах и определяет поврежденный участок, сравнивая соотношения сигналов на концах исследуемого участка. В городских условиях он работает на расстоянии до 100 м, что позволяет найти поврежденный участок кабеля на интервале1 км за 10 измерений. Затем на поврежденном участке можно провести следующие измерения, разбив его на более короткие отрезки. Это существенно облегчает работу специалистам-кабельщикам. Следует отметить, что чувствительность двухчастотного амплитудного метода на порядок выше традиционных способов поиска повреждений, а также позволяет проводить поиск на недоступных для измерения участках.

Облегчение и ускорение работы специалистов во все более усложняющихся условиях поиска трасс прокладки кабеля и поврежденных мест — общий итог применения всех перечисленных инновационных методов, разработанных в последние годы.

К сожалению, применение этих методов все еще сдерживается высокими ценами производителей на трассо-поисковые приборы.

Как найти место повреждения кабеля?

В процессе эксплуатации и на этапе монтажа кабельных линий, проложенных под землей, возникают непредвиденные механические повреждения изоляции и токоведущих жил. Это может быть связано с нарушением нормальных режимов работы, неаккуратным ведением монтажных работ на других коммуникациях, расположенных в нескольких метрах от места прокладки и не относящихся к линии электроснабжения.
Как выполнить поиск места повреждения кабеля под землей и в стене, мы расскажем далее, предоставив существующие методики и приборы для обнаружения аварийного участка.

Чтобы найти место повреждения кабельной линии, необходимо понимать специфику и методику ведения поиска. Процесс необходимо разделить на два этапа:

Поиск проблемной зоны на всей протяженности линии.
Поиск места аварии на установленном участке трассы.

Существует несколько методов отыскания поврежденной зоны:

Импульсный метод;
Петлевой метод;
Акустический метод;
Индукционный метод;
Метод шагового напряжения.

Импульсный метод.

Данный способ подразумевает поиск повреждения с помощью рефлектометра. Работа прибора основывается на посылании зондирующих импульсов определенной частоты, которые встречая на своем пути препятствие, отражаются и возвращаются обратно к прибору. То есть, прибор располагается с одного конца силового кабеля, что очень удобно и практично. Испытания следует проводить на полностью отключенной линии.

Метод петли.

Данный способ применим при условии, что хотя бы один провод в кабеле остался цел, или рядом пролегает еще один проводник с целыми жилами. Чтобы узнать расстояние до места повреждения петлевым методом, нужно измерить сопротивление жил постоянному току прибором Р333. Это измерительный мост постоянного тока. Это один из первых придуманных методов, применяемых для отыскания места повреждения, и используется он исключительно при однофазном и двухфазном замыкании. Постепенно им перестают пользоваться, ввиду его трудоемкости и большой погрешности в измерениях.

Акустический метод.

Найти обрыв в кабеле акустическим методом можно, создав в месте повреждения разряд с помощью генератора высоковольтных импульсов. В месте обрыва или замыкания появятся колебания звука определенной частоты. Качество прослушивания зависит от вида грунта, расстояния от поверхности до кабельной линии и типа повреждения. Обязательным условием для работы способа является превышение значения переходного сопротивления в 40 Ом.

Метод шагового напряжения.

Метод основан на пропускании по кабелю тока, вырабатываемого генератором. Он создает между двумя расположенными в земле точками разность потенциалов, о которой можно судить по утечке тока в месте аварии. Чтобы найти точку с пониженным сопротивлением изоляции, контактные штыри-зонды устанавливаются так – первый ровно над пролегающим проводником, второй под углом 90 в метре от первого.

Читайте также:

Какие бывают термоголовки

Индукционный метод.

Способ очень точно определяет места обрыва, однако его применение связано с прожигом кабеля. При большом переходном сопротивлении необходимо уменьшить его величину путем прожига, используя специальные устройства. Метод основан на пропускании по жиле тока с высокой частотой, который образует электромагнитное поле над кабельной линии. В местах механических повреждений трассы, проводя приемной рамкой, звук будет изменяться. Таким образом, отсутствие звука говорит об обрыве жилы.

Место обрыва провода в бетонной стене поможет найти специальный прибор – трассоискатель. Он представляет собой сочетание приемника и генератора. Данный способ можно ассоциировать с индукционным методом в поиске повреждений кабелей под землей.

Другие статьи

Электрощит для квартиры и частного дома: основные отличия

Электрический щит – это в первую очередь защита жизни и здоровья человека от поражения электрическом током, а во вторую защита имущества в виде не только электроприборов, но и дома, жилья в целом.

Купить розетки и выключатели в квартиру. Какие выбрать?

Электроустановочные изделия уже давно стали элементом интерьера.

Уличные светильники: организация освещения в частном доме и на придомовой территории.

Правильно организованная подсветка загородного дома уличными светильниками должна быть не только функциональной, но и отвечать всем нормам безопасности.

Разводка электрики в деревянном доме

При монтаже проводки в деревянном доме своими руками очень важно соблюсти все меры безопасности и позаботиться о качественных элементах электрооборудования.

Как найти место повреждения кабеля: методы определения места, поиск причины поломки и лучшие способы устранения

При устранении повреждений в кабелях, проложенных по стенам зданий должен соблюдаться следующий порядок выполнения работ:

– осмотр с приставной лестницы кабеля в предполагаемом месте повреждения. При осмотре следует особенно обращать внимание на места крепления к стенам скобами или скрепами и на места установки защитных угольников и желобов;

– отыскание и устранение повреждения.

В зависимости от характера повреждения для его устранения применяются следующие методы:

– подпайка (заварка) оболочки кабеля;

– напайка на поврежденной металлической оболочке кабеля разрезной муфты;

– монтаж новой муфты;

– прошпарка (просушка) муфты с частичным пересоединением жил;

– перемонтаж муфты со вставкой или без вставки жил;

– вставка кабеля с монтажом двух муфт;

– замена пролета между муфтами.

При устранении повреждения необходимо выполнять следующие правила:

при устройстве кабельной вставки или замене участка кабеля расстояние между соседними муфтами должно быть не менее 5 метров;

– в месте устройства муфты для удобства монтажа кабель снимается с 3-4-х скреп и укрепляется в этом положении;

– при запарке муфты между стеной и муфтой нужно прокладывать асбест;

– после исправления повреждения и укладки муфты, края углубления следует промазывать алебастром, а стену подкрашивать;

– устраивать муфты нужно только в тех местах, куда имеется круглосуточный доступ.

Нельзя размещать муфты под желобом, при выходе кабеля из земли, рядом с водосточными трубами, под дверьми, под окнами и под ступенями лестницы.

При наличии повреждения кабеля скрытой прокладки в каналах стен (скрытая прокладка) заменяется пролет на участке от распределительной коробки до муфты (перчатки).

При работе на приставной лестнице необходимо соблюдать меры предосторожности, обеспечивающие безопасность как работающих на лестнице, так и людей, находящихся в зоне иедения работ, а именно:

– подвешивать противни для принятия кабельной массы;

– применять молотки с петлями на рукоятках;

– нижние концы лестницы и стремянки при установке на земле, деревянном полу и так далее должны быть оборудованы металлическими шипами, а при установке на паркете, щитах и т. д. – резиновыми наконечниками;

– при работе на лестнице выше 4-х метров, она должна поддерживаться снизу;

– запрещается прислонять лестницу к открывающимся дверям;

– при установке лестницы против двери снизу должен находиться дежурный для охраны лестницы от толчков;

– выполнять работы по штроблению стены нужно обязательно в рукавицах и предохранительных очках.

Запрещается забивать различные крепления для кабеля в материалы, дающие осколки (чугун, мрамор, пластмасса и т.д.) и пружинящие конструкции.

При употреблении пневматических инструментов работа на приставных лестницах запрещается.

2.1.3.4. Отыскание и устранение повреждений в местах выхода кабеля из земли на поверхность

При устранении повреждений в местах выхода подземного кабеля на поверхность должен соблюдаться следующий порядок выполнения работы:

– осмотр поврежденного кабеля в зоне его выхода на поверхность;

– в случае отсутствия признаков повреждения при осмотре: необходимо вскрыть муфты или кабель по обе стороны от места выхода кабеля на поверхность, провести измерения по уточнению места повреждения и устранить повреждение.

При устранении повреждения кабеля применяются методы, указанные в п. 2.1.3.3. При замене поврежденного участка кабеля, находящего на стену здания, разрешается установка новой муфты на расстоянии 1-2 м от угла поворота кабеля из вертикального положения в горизонтальное при условии, что ближайшая к угольнику муфта или перчатка расположена не ближе 10 м от угольника.

2.1.3.5, Отыскание и устранение повреждений в бронированных кабелях

При устранении повреждений в бронированном кабеле соблюдается следующая последовательность:

– определение по результатам электрических измерений места повреждения и определение по документации мест расположения муфт, граничащих с участком повреждения;

– осмотр трассы кабеля на предполагаемом участке повреждения и ближайших участках;

– вскрытие грунта в предполагаемом месте повреждения, а также в “подозрительных” местах трассы (просадка грунта, следы раскопок и т. д.);

– вскрытие грунта в месте расположения ближайшей к участку повреждения муфты в случае, если не удалось обнаружить повреждения в местах, указанных выше:

– вскрытие муфты и измерение для уточнения места повреждения.

В случае необходимости более точных результатов дополнительно вскрывается вторая муфта и с помощью двухсторонних измерений определяется место повреждения;

– вскрытие грунта в месте повреждения;

– закопка кабеля и утрамбовка грунта.

При уточненном определении места повреждения кабеля в канализации до выполнения земляных pa6oт по вскрытию и исправлению телефонной канализации, в инспекции АПУ, УКС, ЖКХ (отдел раскопок) берется разрешение на производимо земляных работ с вывозом на место представителей организаций, имеющих в зоне раскопок подземные коммуникации.

В зависимости от характера повреждения кабеля для его устранения могут быть применены следующие методы:

– запайка или заварка поврежденной оболочки;

– монтаж удлиненной муфты со вставкой жил;

– монтаж кабельной вставки.

Устранение повреждения производится в следующем порядке:

– отрывка котлована в месте повреждения удобного для производства работ. При отрывке котлована не следует пользоваться ломом. Если кабель защищен кирпичом или другим защитным покрытием, то материал покрытия собирается для дальнейшего использования и складывается с одной стороны траншеи, не ближе 1 м от края, а вынутый грунт-с другой. Продольная ось котлована должна быть смещена относительно оси траншеи на 30-40 см в сторону, противоположную проезжей дороге. Дно котлована должно быть на 10 см ниже проложенного кабеля;

– снятие чугунной муфты;

– очистка свинцовой муфты и прилегающих концов кабеля с помощью тряпки, смоченной бензином;

– распайка и снятие муфты;

– выявление и устранение повреждения;

– электрическая проверка исправности;

– установка и запайка муфты;

– установка чугунной муфты;

– установка пикета (замерного столбика) над муфтой вне черты населенного пункта;.

Примечание: После вскрытия муфты перед началом выполнения ремонтных работ обязательно устанавливается телефонная связь с кроссом по одной из исправных пар заранее установленной работниками кросса.

Открытый кабель должен все время охраняться. При работах нужно выполнять следующие правила техники безопасности:

– устройство прочных мостков для пешеходов и транспорта на пересечениях транспортных дорог и тротуаров;

– установка ограждений и предупредительных знаков;

– глубокие траншеи и котлованы укреплять вертикальными креплениями и поперечными распорками;

– крепления разбираются постепенно снизу вверх не более чем на 2-3 доски одновременно. При сильных плывунах крепления остаются в траншеях;

– тяжелые приспособления и инструмент укладывать на ближе 1 м от края траншеи (котлована);

– траншеи и котлованы в местах прохождения кабелей сильного тока отрывать с особой осторожностью без применения ломов, кирко-мотыг и компрессоров;

– не допускать нахождение людей перед или по бокам опускаемого или поднимаемого барабана с кабелем;

– во время монтажных работ котлован должен быть сухим. Для поступающей воды в стороне выкапывается приямок глубиной 0,5-0,6 м. Если вода поступает постоянно, ее нужно откачать насосом. В сырых котлованах следует работать в резиновых сапогах;

– независимо от погоды над котлованом устанавливается палатка, вход в которую делается со стороны, противоположной направлению ветра.

← Назад Дальше →
Вернуться к списку нормативных документов электросвязи

Определение места повреждения кабеля

Производство и обслуживание кабелей и кабельных сетей – это хорошо знакомый и отлаженный процесс. Но повреждения кабеля всё равно случаются даже у профессионалов. Поэтому для ликвидации и предупредительной локализации повреждений очень важно иметь не только квалифицированный персонал, но и профессиональное оборудование.

Содержание статьи

Виды повреждений кабельных линий
Поиск повреждений кабеля в нестандартных ситуациях
Обнаружение повреждения с помощью импульсов тока
Метод затухающего сигнала
Дифференциальный метод сравнения

Виды повреждений кабельных линий

Кабельные линии регулярно подвергаются неблагоприятному воздействию капризов природы. Но чаще всего неприятности происходят по вине человека. Например, при земляных работах или сдвигах грунта, среди самых частых причин повреждений можно назвать следующие: старение или окончание расчётного срока эксплуатации, перенапряжение, тепловая перегрузка, коррозия, неквалифицированная прокладка кабеля, дефекты производства, а также дефекты, возникающие при транспортировке и хранении.

Короткое замыкание
Поврежденная изоляция приводит к низкоомному замыканию двух или более проводников в месте повреждения.
Замыкание на землю/ короткое замыкание на землю
Повреждения могут возникать из-за замыкания на землю (низкоомное соединение с потенциалом земли) индуктивно заземленной сети или изолированной сети, и/или из-за короткого замыкания на землю заземленной сети. Еще один вид повреждения – двойное замыкание на землю, характеризующееся двумя замыканиями на землю на разных проводниках с отдельно расположенными начальными точками.
Обрывы кабеля
Механические повреждения и движение земной поверхности могут вызвать обрывы одного или нескольких проводников.
Заплывающие повреждения
Зачастую повреждение не стабильно, носит эпизодический характер и зависит от нагрузки на кабель. Причиной может быть высыхание кабелей с масляной изоляцией при низкой нагрузке. Еще одна причина – частичный разряд вследствие старения или электрического триинга в кабелях с полимерной изоляцией.
Повреждения кабельной оболочки
Повреждения внешней кабельной оболочки не всегда ведут к немедленному выходу кабельной линии из строя, но с течением времени могут вызывать повреждения кабеля, в частности, из-за проникновения влаги и повреждений изоляции.

Один участок может состоять из отрезков различных типов кабелей, особенно в густонаселённых местах с большим скоплением инженерных коммуникаций. Используются кабели с полимерной изоляцией или пропитанной бумажной изоляцией. На практике повреждения кабеля приходится определять на всех уровнях напряжения — как в низковольтных, так и в средне- и высоковольтных системах. Поэтому для каждодневного использования целесообразно применять оборудование для поиска повреждений кабеля, разработанное для средне- и высоковольтного диапазона, однако с таким же успехом могло бы использоваться и в низковольтных системах.

Поиск повреждений кабеля в нестандартных ситуациях к содержанию

Методика поиска повреждений кабеля предполагает следующий логический порядок выполнения действий в четыре этапа: При анализе повреждения устанавливаются характеристики дефекта и определяется дальнейшие действия. При предварительной локализации дефекта определяется место дефекта с точностью до одного метра. Далее выполняется точная локализация места повреждения, чтобы по возможности ограничить объем экскавации грунта и минимизировать время ремонта.

анализ повреждения;
предварительная локализация
идентификация кабелей
точная локализация

Повреждения кабеля необходимо локализовать быстро и точно, чтобы обеспечить условия для последующих ремонтных работ и ввода линии в эксплуатацию. Как можно быстрее и как можно точнее: главное — правильно выбрать метод измерения!

При работе с протяжёнными кабельными линиями может случиться так, что распространённый метод импульсной рефлектометрии окажется непригодным по причине слишком сильного угасания измерительного импульса или его отражения. Здесь на помощь может прийти метод импульсного тока (ICM). Для поиска заплывающих, т.е. нерегулярных и зависящих от напряжения повреждений – отлично подходит метод затухающего сигнала (Decay).

В случае, если наиболее распространённые методы определения мест повреждений кабеля, такие как метод импульсной рефлектометрии (TDR) или метод вторичного импульса/мультиимпульсный метод (SIM/MIM) оказались неэффективными, причиной может быть слишком сильное угасание измерительного сигнала на больших расстояниях, существенно усложняющее оценку импульса. Другой причиной может стать высокая ёмкость кабеля, препятствующая импульсному разряду, используемому в методе SIM/MIM, поскольку при выполнении SIM-измерения емкость импульсного конденсатора должна значительно превышать ёмкость кабеля. Поэтому в случае очень длинных кабелей рекомендуется использовать другой метод, а именно — метод импульсного тока ICM (Impulse Current Method).

Первая возможность — с помощью импульсного генератора с замкнутым импульсным переключателем зарядить кабель постоянным током до напряжения пробоя, что позволит использовать собственную ёмкость кабеля. Это повысит потенциальную ёмкость импульса. Тогда расстояние от импульсного генератора до повреждения импульсная энергия будет преодолевать не самостоятельно, а «переноситься» ёмкостью кабеля. Кроме того не требуется учитывать время ионизации, как в случае с импульсами.

Обнаружение повреждения с помощью импульсов тока к содержанию

При использовании метода импульсного тока в кабель подается импульс напряжения, чтобы в месте повреждения спровоцировать пробой. Этот пробой приводит к возникновению переходной волны, которая несколько раз проходит между местом повреждения и концом кабеля. При этом в каждой точке отражения она меняет свою полярность, поскольку в обоих случаях речь идет о низкоомных соединениях.

На основании интервала времени, с которым повторяется это отражение, можно определить расстояние до места повреждения (l=t*v/2 – измерительный кабель). Такой метод лучше всего предназначен для работы с длинными кабелями, поскольку распространяющийся по кабелю импульс очень широк (высокая энергия импульса).

У коротких кабелей множественные отражения накладываются друг на друга, что не позволяет определить временной интервал. Однако при использовании с длинными кабелями метод импульсного тока даёт хорошие результаты предварительной локализации дефектов.

Для анализа переходного импульса служит индуктивный датчик, регистрирующий ток в кабельной оболочке. Сигналы датчика отображаются с помощью импульсного рефлектометра (приборы BAUR серии IRG). На основании интервала времени между вторым и третьим, или между третьим и четвертым импульсом можно рассчитать расстояние. Для этого пользователю необходимо лишь отметить два следующих друг за другом пика или фронта отображаемой прибором IRG переходной волны. Расстояние от генератора импульсного напряжения до места повреждения равняется разнице рассчитанных прибором расстояний в метрах до обоих пиков (см. рис. ниже).

Расстояние до повреждения наглядно определяется по графику программного обеспечения импульсного рефлектометра. Чтобы на экране были отображены по возможности все пики этой переходной волны, диапазон расстояния импульсного рефлектометра IRG следует настроить таким образом, чтобы он в несколько раз превышал длину кабеля.

Метод затухающего сигнала к содержанию

Для трудно обнаруживаемых повреждений и, прежде всего, для повреждений, возникающих при высоких напряжениях подходит метод затухающего сигнала.

Большинство повреждений средне- и даже высоковольтных кабелей можно определить с помощью стандартного импульсного напряжения до 32 кВ. Однако в случае периодически возникающих повреждений (заплывающих повреждений) может произойти так, что это напряжение является недостаточным для возникновения пробоя и не даёт возможности достоверно определить место повреждения. Тогда добиться цели позволит метод затухающего сигнала (метод Decay).

При использовании данного метода кабель подключается к источнику испытательного напряжения и его ёмкость «заряжается» до тех пор, пока воздействующее напряжение не приведет к пробою.

В случае использования метода затухающего сигнала, импульсный рефлектометр выполняет оценку волны напряжения, осциллирующей после пробоя между источником напряжения и местом повреждения. В качестве датчика используется емкостный делитель напряжения.

Оценка полученных данных также проста, как и при использовании метода ICM, выполняется с помощью импульсного рефлектометра IRG. На диаграмме оценки пользователь отмечает два следующих друг за другом положительных пика напряжения, фронта кривой напряжения или, например, две точки прохождения кривой через нуль и считывает расстояние. Разница этих двух значений, деленная на 2, за вычетом длины измерительного кабеля образует расстояние до повреждения.

Поскольку у источника генератора высокий выходной импеданс, напряжение отражается только в месте повреждения, прибор самостоятельно рассчитывает отображаемое расстояние по заданной формуле.

Как и при использовании метода импульсного тока, настройки для отображения результата должны быть сделаны таким образом, чтобы зона отображения в несколько крат превышала длину кабеля. Это позволит показать несколько осцилляций.

Дифференциальный метод сравнения к содержанию

Ещё один проверенный метод определения повреждений кабельных линий – это дифференциальный метод сравнения.

Дифференциальный метод сравнения или дифференциальный метод относится к методам предварительной локализации повреждений кабеля. Используется в разветвленных электросетях, где стандартные рефлектометрические методы не могут дать необходимых результатов. Этот метод позволяет выполнять предварительную локализацию высокоомных и заплывающих повреждений. Название «дифференциальный метод сравнения» происходит от того, что выполняется сравнение двух параллельно полученных ICM-графиков, возникающих после подачи импульсной волны. Для этого генератор импульсной волны одновременно подсоединяется к поврежденной и к исправной фазе. Измерение методом импульсного тока выполняется один раз без перемычки и второй раз — с установленной в конце кабеля перемычкой между исправной и поврежденной фазой.

Если повреждение расположено на главной жиле между генератором и перемычкой, измерительный прибор выдаёт расстояние от перемычки до места повреждения. Однако если повреждение расположено на ответвлении, то измерение показывает расстояние от перемычки до начала этого ответвления.

По причине сложности и трудоемкости процесса реализации данного метода, он используется относительно редко – только в случае нечасто встречающихся разветвленных средневольтных сетей.

В оборудовании BAUR используются все современные методы измерения с максимальным уровнем поддержки в процессе поиска повреждений.

Сила тока: что это и как её измерить

Какой силы ток течёт в лампочке и молнии, сколько ампер смертельны для человека, почему перегорают предохранители и как работает прибор для измерения силы тока.

Что такое сила тока

Представим обычный водопроводный кран. Открываем вентиль — бежит вода. Чем больше мы будем поворачивать ручку, тем сильнее станет напор и тем больше воды будет выливаться из крана за определённое время.

Похоже обстоит дело и с электрическим током. Только вместо крана — проводник, молекулы воды — заряженные частицы, напор — напряжение, а расход воды — сила тока.

Читайте также:

Какие бывают термоголовки

Сила тока (I) — это отношение электрического заряда (q), прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения (t).

Единица измерения силы тока — Ампер (A). Она названа в честь Андре-Мари Ампера — французского физика, который совершил несколько важных открытий, связанных с электричеством.

Один Ампер — это сила тока, при которой за одну секунду через поперечное сечение проводника проходит заряд, равный одному Кулону, то есть заряд чуть больше, чем шести квинтиллионов (миллиард миллиардов) электронов.

Чтобы понять, Ампер — много это или мало, обратимся к фактам.

Ток силой в 0,05 Ампер вызывает неприятные ощущения, а ток в 0,1 Ампер может убить человека за несколько секунд. В светодиодных лампочках течёт ток в 0,02 Ампер, мобильный телефон при максимальной нагрузке потребляет до 0,5 Ампер, автомобильный аккумулятор способен выдавать несколько сотен Ампер, а ток в молнии достигает 200 000 Ампер.

Сила тока и сопротивление

Как усилить поток воды из шланга? Можно добавить напор (увеличить давление), но не слишком сильно, иначе шланг разорвёт. А можно взять шланг большего диаметра.

То же справедливо и для проводника: чем больше он в сечении, тем больший поток электронов может пропустить. Но если сила тока окажется слишком большой, проводник перегреется и сгорит.

Именно так работают плавкие предохранители в электронных приборах: при резком скачке силы тока тонкий проводок перегорает, и устройство отключается от сети.

Чем короче и шире шланг, тем большее количество воды он способен пропустить за единицу времени. Также и с электричеством: сила тока, проходящего через проводник за секунду, зависит от сопротивления проводника. Только кроме длины и площади сечения на сопротивление влияет материал, из которого проводник сделан.

Формула сопротивления выглядит так:

l — это длина проводника, S — площадь его сечения, а ρ — удельное сопротивление, у каждого материала оно своё.

Вещества с низким удельным сопротивлением называются проводниками, они проводят электричество наиболее эффективно. Вещества с высоким удельным сопротивлением называют диэлектриками — их можно использовать в качестве изоляторов. Среднее положение занимают полупроводники — они проводят электричество, но не так хорошо, как проводники.

Сопротивление измеряется в Омах. Проводник обладает сопротивлением в 1 Ом, если на его концах возникает напряжение в 1 Вольт при силе тока в 1 Ампер.

Учите физику вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду PHYSICS82021 вы получите бесплатный доступ к курсу физики 8 класса, в котором изучается сила тока!

Как измерить силу постоянного тока

Существует специальный прибор для измерения силы тока — амперметр. Он подключается последовательно к проводнику, в котором нужно измерить силу тока. Для этого один из концов нужного проводника отсоединяют от электрической цепи и в получившийся разрыв включают амперметр с помощью двух клемм — со знаками «+» и «−». Клемму со знаком «+» подключают к точке разрыва, которая сохранила связь с положительным полюсом источника тока.

Поскольку сила тока на всех последовательных участках цепи одинакова (он нигде не «застаивается»), амперметр можно включать как до потребителя тока, так и после.

На схемах амперметр изображается буквой «А» в круге.

Существует много разных видов амперметров, различающихся по принципу действия. Проще всего устроен тепловой амперметр. Между двумя зажимами натянута проволока, соединённая нитью с пружиной. Нить охватывает петлёй неподвижную ось со стрелкой. Когда к зажимам подаётся ток, он проходит через проволоку и нагревает её. Нагретая проволока становится немного длиннее, из-за этого нить сильнее оттягивается пружиной. При движении нить поворачивает ось, и стрелка на ней показывает, чему равна сила тока.