Устройство контроля многожильных кабелей

Техническое решение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности - к устройствам контроля качества кабельных соединений большой протяженности, применяемых для соединения территориально разнесенных друг от друга автономных составных частей сложных технических систем (СТС), включая системы вооружения и военной техники (ВВТ).
Известны устройства для контроля электрических цепей сложных технических изделий, включающие в свой состав коммутаторы с набором коммутируемых каналов для подключения контактов контролируемых электрических цепей к измерительным приборам, приборы для измерения параметров электрических цепей и сопротивлений изоляции между цепями, компьютер для управления процессом контроля электрических цепей и наборы технологических жгутов для подключения каналов коммутатора к контрольным точкам электрических цепей.
Примерами известных устройств являются: «Устройство для прозвонки проводов многожильных кабелей» (RU 83851), «Автоматизированная система контроля электрических соединений» (RU 111683), «Устройство для контроля монтажа» (RU 115499), «Автоматизированная система контроля и диагностики электрических цепей сложных технических изделий» (RU 2569911).
Наиболее близким аналогом по отношению к заявленному техническому решению является автоматизированная система контроля по патенту RU 2569911, принимаемая за прототип.
Устройство-прототип включает в свой состав компьютер, измерительный прибор, коммутатор с двумя независимыми полями коммутации и два технологических жгута, с помощью которых каналы полей коммутации подключаются к разъемам разветвленных электрических цепей, в том числе - к разъемам кабельных соединений.
Контроль целостности электрических соединений и отсутствие замыканий между изолированными электрическими цепями с применением устройства-прототипа производится под управлением компьютера, в память которого предварительно вводят сведения таблицы соединений между разъемами объекта контроля, к которым подключают технологические жгуты.
Достоинством устройства-прототипа является обеспечение возможности автоматизированного контроля целостности участков сложных электрических соединений в ограниченных пространствах на штатных местах составных частей (в кабинах, в отсеках кузовов-фургонов и кузовов-контейнеров) сложных технических систем, в частности - СЧ систем ВВТ.
Недостатком устройства-прототипа является его техническая сложность и дороговизна реализации контроля протяженных многожильных кабелей, которые применяются для соединения территориально удаленных друг от друга автономных составных частей сложных технических систем, включая системы ВВТ (например, кабелей, соединяющих радиолокационную станцию и командный пункт зенитной ракетной системы). В таких случаях для применения устройства-прототипа необходимо применять многожильные технологические жгуты, длина которых будет соизмерима или превышать (с учетом условий прокладки на местности) длину контролируемых протяженных кабелей, а стоимость таких жгутов может превышать стоимость остальной аппаратуры устройства-прототипа.
Целью заявленного решения является конструктивное упрощение и удешевление реализации контроля качества протяженных многожильных кабельных соединений, применяемых в составе СТС (в частности - систем ВВТ) для соединения территориально удаленных друг от друга автономных составных частей таких СТС. При этом обеспечивается контроль целостности электрических цепей (жил) протяженных кабельных соединений и контроль отсутствия замыканий между жилами кабельных соединений без нарушения проектного положения контролируемых кабелей в составе СТС (размещения в специальных каналах, трубах и т.п.).
Структурная схема заявленного устройства (варианты) приведена на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3.
В состав устройства входит измерительный прибор 1, предназначенный для измерения значений сопротивления электрических цепей (жил контролируемого кабеля 4) и сопротивления изоляции между жилами контролируемого кабеля 4. Измерительный прибор 1 размещают рядом с ближним концом контролируемого кабеля 4.
вх.
К измерительному входу К измерительного прибора 1 подключен щуп 2, который при контроле целостности электрических цепей (жил) контролируемого кабеля 4 измерительным концом подключается к контактам ближнего разъема 3 протяженного контролируемого кабеля 4. Протяженный контролируемый многожильный кабель 4 в процессе контроля остается в своем штатном (проектном) положении на местности, как это предусмотрено его назначением по применению (для соединения территориально удаленных друг от друга автономных составных частей сложной технической системы, например, системы ВВТ). На удаленном конце контролируемого кабеля 4 имеется, по крайней мере, один разъем 6.
вых.
К выходу K измерительного прибора 1 подключен технологический провод 5, длина которого должна быть достаточной для подключения второго конца технологического провода 5 к контактам разъема 6 удаленного конца контролируемого кабеля 4.
Второй конец технологического провода 5 имеет возможность подключаться к контактам разъема 6 с возможностью их объединения (замыкания). Это может выполняться с помощью находящихся на этом конце технологического провода 5 зажимов или ответных частей контактов разъема 6.
В вариантах исполнения устройства, приведенных на фиг. 2 и фиг. 3, второй конец технологического провода 5 подключается к контактам разъема-заглушки 7. Заглушка 7 может устанавливаться на разъем 6 удаленного конца контролируемого кабеля 4 (фиг. 2) при контроле целостности жил кабеля 4 или на разъем 3 ближнего конца контролируемого кабеля 4 (фиг. 3) при контроле отсутствия замыканий между жилами кабеля 4. В последнем случае измерительный конец щупа (см. фиг. 3) подключается к контактам разъема-заглушки 7, установленного на разъем 3, освобождаемым от подключения к технологическому проводу 5.
Заявленное устройство имеет два основных режима работы:
1) контроль целостности электрических цепей (жил) многожильного протяженного кабеля;
2) контроль отсутствия замыканий между электрическими цепями (жилами) многожильного протяженного кабеля.
При этом контролируемый кабель может иметь ответвления, на каждом конце которых установлены соответствующие конечные разъемы 6.
Перед началом контроля кабеля формируется исходная информация, включающая таблицу электрических соединений контролируемого кабеля 4, параметры контролируемых электрических цепей, величина значений сопротивления изоляции между жилами кабеля и допустимые отклонения контролируемых значений.
i
Таблица соединений контролируемого кабеля 4 содержит перечень контактов разъема 3 ближнего конца кабеля 4 и указание контактов разъема 6 удаленного конца кабеля 4, с которым соединен каждый контакт разъема 3 с помощью соответствующей электрической жилы контролируемого кабеля 4. В случае большого разброса значений сопротивлений жил кабеля 4, для каждой жилы в таблице соединений указывается конкретное значение сопротивления  и допуск ΔR на ее оценку.
t
вх.
t
Для учета значения сопротивления R технологического провода 5, перед началом контроля кабеля 4 второй конец технологического провода 5 подключают к измерительному входу К измерительного прибора 1 (вместо щупа 2) и измеряют значение R сопротивления технологического провода.
Для контроля целостности жил контролируемого кабеля 4 свободный конец технологического провода 5 протаскивают любым доступным способом к месту штатного расположения разъема 6 удаленного конца контролируемого кабеля 4. Этот конец технологического провода подсоединяют к контактам разъема 6 удаленного конца кабеля 4 непосредственно (фиг. 1) или с применением разъема-заглушки (фиг. 2). В любом из этих вариантов обеспечивается подключение технологического провода 5 таким образом, что он оказывается подключенным одновременно ко всем контактам разъема 6 удаленного конца контролируемого кабеля 4 (замыкает все контакты).
В процессе контроля целостности жил кабеля 4 измерительный конец щупа 2 поочередно подключается к каждому контакту разъема 3 ближнего конца кабеля 4, при этом каждый контакт разъема 3 является началом электрической цепи контролируемой жилы кабеля 4.
∑
С помощью измерительного прибора 1 производят измерение результирующего значения R сопротивления электрической цепи, включающей контролируемую жилу кабеля 4 и технологический провод 5:
где  - текущее значение сопротивления контролируемой i-той жилы кабеля 4.
Текущее значение сопротивления жилы кабеля  сравнивается с контрольным значением сопротивления  этой жилы, занесенным в таблицу соединений кабеля 4, с учетом допуска на измерения:
По результатам оценки (2) делают заключения о целостности контролируемой жилы или об обрыве данной жилы.
Процесс контроля продолжают до проверки всех жил контролируемого кабеля. По завершении проверки, в случае выявления обрывов жил, производят необходимый ремонт кабеля (например, замену оборванной жилы внешним проводом или резервной жилой).
После успешной проверки целостности жил (или после устранения обрывов жил путем ремонта кабеля 4) производят контроль отсутствия замыканий между жилами согласно фиг.3. Для этого второй конец технологического провода 5 с разъемом-заглушкой 7 перемещают к началу контролируемого кабеля 4 и устанавливают на разъем 3 ближнего конца кабеля 4.
Отключают от технологического провода 5 первый контакт разъема-заглушки 7, соответствующий первой жиле контролируемого кабеля 4. При этом все остальные жилы с помощью заглушки 7 остаются подключенными к технологическому проводу 5.
вых.
Измерительный щуп 2 подключают к освобожденному контакту разъема-заглушки 7, соответствующему первой жиле контролируемого кабеля 4, и производят измерение сопротивления изоляции данной жилы кабеля 4 по отношению к остальным жилам кабеля 4, подключенным с помощью заглушки 7 и технологического провода 5 к выходу Кизмерительного прибора 1 (см. фиг. 3). В случае отсутствия замыкания, на разъеме-заглушке 7 отключают от технологического провода 5 очередной контакт, соответствующий следующей жиле кабеля 4. К этому контакту подключают измерительный щуп 3 и производят измерение сопротивления изоляции данной жилы по отношению к остальным жилам, которые остаются замкнутыми на технологический провод 5 с помощью разъема-заглушки 7. Процесс продолжают до полной проверки отсутствия замыканий у всех жил кабеля 4.
При обнаружении замыкания измерительный щуп 2 оставляют подключенным к контакту разъема-заглушки 7, которому соответствует замыкающая жила кабеля 4. Технологический провод 5 последовательно отключают от контактов разъема- заглушки 7, замкнутых на технологический провод 5. После отключения технологического провода 5 от очередного контакта разъема-заглушки 7 (очередной замкнутой на технологический провод 5 жилы кабеля 4) производят измерение сопротивление изоляции между замыкающей жилой кабеля 4 и оставшимися жилами, подключенными к технологическому проводу 5. В случае, если после отключения очередного контакта разъема-заглушки 7 (очередной жилы кабеля 4) сопротивление изоляции оказывается в норме, то жила, соответствующая предыдущему отключенному от технологического провода 5 контакту разъема-заглушки 7, является замыкающей жилой кабеля 4. Это означает, что жила, к которой подключен измерительный конец щупа 2, замыкает на выявленную указанным способом жилу.
Таким образом заявленное техническое решение обеспечивает полный контроль качества протяженных многожильных кабелей, включая контроль целостности электрических цепей жил кабеля и контроль отсутствия замыканий между жилами.
Для реализации указанной процедуры контроля качества требуется вместо многожильного технологического жгута (как это предусмотрено в устройстве-прототипе) применить одножильный гибкий технологический провод 5 соответствующей длины. Чем больше жил в контролируемом кабеле 4 (фиг. 1 или фиг. 2) и чем больше его длина (расстояние между разъемом 3 дальнего конца кабеля), тем значительнее эффект от применения заявленного технического решения.
Устройства фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 промышленно реализуемы с помощью технических средств, известных из уровня техники.
В качестве измерительного прибора может использоваться любой измеритель сопротивлений, имеющий соответствующие шкалы (диапазон) измеряемых значений сопротивлений электрических жил кабеля и сопротивлений изоляции.
В качестве измерительного щупа может использоваться любой из известных щупов (предпочтительно - с зажимом на одном конце для фиксации на контакте разъема 3).
В качестве технологического провода может использоваться любой тип провода (желательно - достаточно гибкий и износоустойчивый). При больших расстояниях между концами контролируемого кабеля 4 целесообразно применять технологический провод 5, наматываемый на катушку.
Заявленное техническое решение обеспечивает достижение заявленного технического результата (упрощение реализации и снижение стоимости при контроле качества многожильных кабелей большой протяженности), а также промышленно реализуемо с помощью средств, известных из уровня техники.