Что такое коэффициент укорочения кабеля

Коэффициент укорочения или как точно измерить расстояние до повреждения в кабеле?

В данном материале мы рассмотрим, что такое коэффициент укорочения витой пары (коаксиального кабеля), зачем он нужен, как его измерить, а также как использовать этот параметр для измерения расстояния до повреждения в кабеле!

Наряду со стандартными кабелями UTP/STP с диаметром медной жилы 0,5 мм часто используются и более дешевые нестандартные кабели витая пара. В некоторых из них диаметр жилы немного меньше, в других – вместо чистой меди применяются покрытые медью стальные проводники. Все это приводит к изменению характеристик проводников и вносит дополнительные ошибки при их диагностике.

Кабельные тестеры с возможностью определения длины кабеля используют одну из двух технологий:

• Мостовые измерения (используется в более дешевых тестерах): расстояние определяется путем измерения емкости и пересчета ее в длину, используя удельную емкость стандартных кабелей.
• Рефлектометрические (TDR) измерения: в линию отправляется зондирующий электрический импульс, который отражается от конца кабеля. Расстояние в этом случае определяется исходя из времени, в течении которого отправленный в пару импульс вернулся обратно. Этот метод более точен и применяется в профессиональных тестерах. Вместе с тем, прибор использует стандартную скорость распространения импульса в медном проводнике диаметром 0,5 мм.

В ходе диагностики кабеля с нестандартными характеристиками прибором любого из двух описанных типов появится ошибка, связанная с несоответствием удельной емкости или скорости распространения сигнала, установленных в приборе по умолчанию.

К сожалению далеко не каждый кабельный тестер позволяет корректировать настройки прибора.

Компания Greenlee реализовала такую возможность в кабельном тестере NetCat Pro 2 (NC-500). Тестер использует TDR метод определения расстояния. Он позволяет не только настроить коэффициент укорочения в соответствии с параметрами любого кабеля, но и создать справочник кабелей, что упрощает процесс подготовки к тестированию.

Для работы со стандартными кабелями (витой парой или коаксиальными) в справочнике кабельного тестера NetCat Pro 2 по умолчанию присутствуют их типы с характеристиками (Рис. 1)

Рисунок 1 – Справочник кабелей кабельного тестера NetCat Pro 2

В случае предстоящего тестирования нестандартного кабеля, его характеристики нужно добавить в справочник. Для этого к тестеру подключается кабель с заведомо известной длиной. К примеру, это кабель длиной 91 м.

В главном меню, в которое попадаем сразу после включения прибора, заходим в режим «Multi-pair test» (рис. 2). Прибор показывает длину каждой из пар исходя из установленных по умолчанию настроек.

Рис. 2 – Проведение тестирования в режиме «Multi-pair test» кабельного тестера Greenlee NetCat Pro 2

Вернемся в главное меню и зайдем в меню настроек, после чего выбираем настройку параметров витой пары (рис. 3)

Рис. 3 – Меню настроек коэффициента укорочения кабельного тестера Greenlee NetCat Pro 2

В меню настройки коэффициента укорочения, нажимая на стрелки внизу экрана, подбираем коэффициент таким образом, чтобы отображалась действительная длина кабеля, в данном случае – 91 м (Рисунок 4).

Рис. 4 – Настройка коэффициента укорочения в кабельном тестере Greenlee NetCat Pro 2

Как видно из рисунка 4, мы определили, что коэффициент укорочения для этого кабеля равняется 59%. Теперь заходим в справочник и создаем в нем новый кабель, для чего потребуется ввести его название и коэффициент укорочения (Рис. 5).

Рис. 5 – Создание нового кабеля в справочнике

Как видите, в справочнике кабелей появился новый кабель.

Для его использования выберем его и перейдем снова в режим «Multi-pair test» для проведения измерений. Настройка в будущем не потребуется, достаточно будет только выбрать нужный кабель из списка.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели, как чем и как можно измерить коэффициент укорочения витой пары или коаксиального кабеля, а также как использовать этот параметр для измерения расстояние до повреждения в кабеле с помощью кабельного тестера Greenlee NetCat Pro 2.

Тема: Коэффициент укорочения коаксиального кабеля

Я не о том. Диэлектрические потери меньше, это все правильно. Я о том, что есть разные способы вспенивания. Химический способ (устаревший) не обеспечивает должного качества по сравнению с физическим вспениванием. Она (пена) и на вид заметно отличается. Параметры кабелей даны (ссылка выше) на сайте поставщика. Нюансов в кабельной продукции много. Например, non-contraminating материалы оболочки, braid coverage имеет отношение к цене (затраты меди), степени экранировки, потерям. Некоторые параметры специфичны для 75-омного кабеля (телевизионный), например, возвратные потери (на экране может быть многоконтурность, порожденная кабелем). По потерям кабели с полувоздушной и вспененной изоляцией сопоставимы, но первые склонны накапливать конденсат из воздуха и требуют особотщательной герметизации коннекторов (разъемов), но зато дешевле.

• Просмотр профиля
• Сообщения форума
• Личное сообщение
• Записи в дневнике

Re: Коэффициент укорочения коаксиального кабеля

Сообщение от SYN
Сообщение от Федор371

Измеряете физическую длину куска кабеля (конкретное значение не существенно). Один конец закарачиваем, второй присоединяем к ГСС. При частоте, соответствующей половине длины волны (по электрической длине кабеля), на выходе ГСС будет тоже КЗ и измеритель выходного напряжения ГСС зафиксирует четкий минимум. Отношение электрической длины волны (точнее — половины) к физической длине кабеля и есть коэффициент укорочения кабеля — 1,5 для обычного полиэтиленна (обратная величина 0,66).

• Просмотр профиля
• Сообщения форума
• Личное сообщение
• Записи в дневнике

Сообщение от Alex Goncharov

Для Федор 371 "Вспененный материал широко применяется и сегодня, в том числе и в высококачественных кабелях — у него заметно меньше потери, например."

Я не о том. Диэлектрические потери меньше, это все правильно. Я о том, что есть разные способы вспенивания. Химический способ (устаревший) не обеспечивает должного качества по сравнению с физическим вспениванием. Она (пена) и на вид заметно отличается. Параметры кабелей даны (ссылка выше) на сайте поставщика. Нюансов в кабельной продукции много. Например, non-contraminating материалы оболочки, braid coverage имеет отношение к цене (затраты меди), степени экранировки, потерям. Некоторые параметры специфичны для 75-омного кабеля (телевизионный), например, возвратные потери (на экране может быть многоконтурность, порожденная кабелем). По потерям кабели с полувоздушной и вспененной изоляцией сопоставимы, но первые склонны накапливать конденсат из воздуха и требуют особотщательной герметизации коннекторов (разъемов), но зато дешевле.

Коэффициент укорочения — что это такое?

В любом рефлектометре перед измерением расстояния нужно установить коэффициент укорочения. Точность измерения расстояния до места повреждения зависит от правильной установки коэффициента укорочения. Короткие импульсные сигналы, используемые при методе импульсной рефлектометрии в рефлектометрах РЕЙС-45, РЕЙС-50, РЕЙС-100, РЕЙС-105М1, РЕЙС-205, РЕЙС-305, РЕЙС-405 и СТЭЛЛ-4500, распространяются в разных линиях с разной скоростью. Эта скорость определяется материалом изоляции проводников линии. Упрощенно можно считать что при распространении импульсного сигнала проводники линии являются только направляющими элементами для распространения сигналов, а основная часть энергии сигналов распространяется вдоль линии, то есть фактически в ее изоляции. Cкорость распространения импульсных сигналов в воздушных линиях (изоляция — воздух) очень близка к скорости света в вакууме. Скорость распространения в кабельных линиях, в зависимости от материала изоляции, может быть значительно ниже (до нескольких раз) скорости распространения света в вакууме.

При импульсной рефлектометрии расстояние до места повреждения или до конца линии определяется по времени задержки отраженных сигналов относительно зондирующих, в соответствии с выражением:

где L — расстояние до места повреждения,
T — время задержки отраженных сигналов относительно зондирующих,
V — скорость распространения импульсного сигнала по линии,
С — скорость света в вакууме (300 000 000 м/с),
g — коэффициент укорочения.

В России принято учитывать скорость распространения импульсных сигналов безразмерной величиной коэффициента укорочения g. Коэффициент укорочения показывает во сколько раз скорость распространения сигналов в линии меньше скорости света в вакууме и определяется выражением:

Для практических измерений на кабельных линий можно считать, что коэффициент укорочения еще зависит от конструкции кабеля. Так, например, “электрическая длина”, которую проходят импульсы при распространении вдоль проводников кабеля с большим повивом будет больше, чем геометрическая длина кабеля, измеренная по поверхности кабеля. Эту разницу проще всего учесть, откорректировав коэффициент укорочения таким образом, чтобы измеренная прибором длина кабеля (“электрическая длина”) совпадала с измерением по его поверхности (реальная длина кабеля). На практике так это и делается. Поэтому кабели, одинаковые по диаметру жил, типу и толщине изоляции, но разные по количеству жил и повиву (шагу скрутки) могут иметь разные коэффициенты укорочения.

Как влияет коэффициент укорочения на точность измерения рефлектометров РЕЙС-45, РЕЙС-50, РЕЙС-100, РЕЙС-105М1, РЕЙС-205, РЕЙС-305, РЕЙС-405?

Расстояние до места повреждения в рефлектометрах РЕЙС, определяется выражением:

В соответствии с этой формулой погрешность коэффициента укорочения в рефлектометрах РЕЙС, непосредственно отражается на погрешности измерения расстояния. Следует учитывать, что обычно погрешность коэффициента укорочения в рефлектометрах складывается из двух составляющих: погрешности, с которой известен коэффициент укорочения, и погрешности установки этого коэффициента в рефлектометре. Если в старых рефлектометрах погрешность установки коэффициента укорочения составляла 1. 2%, то в рефлектометрах РЕЙС эта погрешность отсутствует. Таким образом, чем точнее известен коэффициент укорочения кабельной линии, тем точнее можно измерить расстояние рефлектометрами РЕЙС.

Как измерить коэффициент укорочения рефлектометрами РЕЙС-45, РЕЙС-50, РЕЙС-100, РЕЙС-105М1, РЕЙС-205, РЕЙС-305 и РЕЙС-405?

Если коэффициент укорочения кабельной линии неизвестен, то его можно измерить рефлектометрами РЕЙС-45, РЕЙС-50, РЕЙС-100, РЕЙС-105М1, РЕЙС-205, РЕЙС-305, РЕЙС-405 (далее — РЕЙС ). Для измерения коэффициента укорочения нужно иметь кабель точно известной длины. На практике обычно берут имеющийся отрезок кабеля длиной 20. 50 метров и измеряют его длину, например рулеткой. Затем к этому отрезку кабеля подключают рефлектометр РЕЙС, устанавливают измерительный курсор на начало отраженного сигнала, вводят в рефлектометр измеренную длину и получают коэффициент укорочения. Затем сохраняют полученный коэффициент укорочения в памяти рефлектометра РЕЙС для последующего использования. Подробную информацию по измерению коэффициента укорочения можно посмотреть в руководстве по эксплуатации соответствующего рефлектометра РЕЙС.

Где хранить данные по типам кабелей и их коэффициентам укорочения?

Все данные по коэффициентам укорочений используемых кабелей можно хранить в таблице укорочений энергонезависимой памяти рефлектометра РЕЙС-45, РЕЙС-50, РЕЙС-100, РЕЙС-105М1, РЕЙС-205, РЕЙС-305, РЕЙС-405. При этом можно записать не только значение коэффициента укарочения, но и тип кабеля. Например, данные по коэффициенту укорочения кабеля РК-50 могут быть записаны в виде: “РК-50-2-11 1.520”. В энергонезависимой памяти рефлектометров РЕЙС могут храниться данные по коэффициентам укорочения нескольких десятков кабелей. Поставляемое с рефлектометром программное обеспечение позволяет не только переписать данные из рефлектометра в компьютер и обратно, но и редактировать данные в компьютере.

Можно ли использовать для рефлектометров РЕЙС-45, РЕЙС-50, РЕЙС-100, РЕЙС-105М1, РЕЙС-205, РЕЙС-305 и РЕЙС-405 данные по коэффициентам укорочения, измеренные другими рефлектометрами?

В принципе коэффициент укорочения не зависит от типа используемого для измерения рефлектометра. Поэтому для рефлектометров РЕЙС можно использовать данные по значениям коэффициентов укорочений, измеренных другими рефлектометрами. Однако обязательно нужно учитывать следующее обстоятельство. Если значение коэффициента укорочения измерено с точностью, гораздо меньшей чем инструментальная погрешность измерения расстояния рефлектометром (0,2%), то и точность измерения расстояния до повреждения будет соответственно хуже чем 0,2%. Низкая точность измерения коэффициента укорочения может быть как следствием относительно большой инструментальной погрешности измерения расстояния рефлектометром, так и следствием некалиброванности рефлектометра. В старых распространенных аналоговых рефлектометрах типа Р5-10 или Р5-13 инструментальная погрешность составляет 1. 2%, а калибровка проводится вручную. Поэтому, если перед измерением коэффициента укорочения рефлектометром Р5-10 (Р5-13) оператор не откалибровал его, то и измерения будут проведены с дополнительной погрешностью. Рефлектометры РЕЙС имеют низкую инструментальную погрешность измерения расстояния (0,2%), калибруется автоматически при каждом включении питания, поэтому целесообразней всего измерить коэффициент укорочения кабеля этим прибором.

Данные по коэффициентам укорочения некоторых кабелей, выпускаемых в России и других странах СНГ

В народном хозяйстве используется большое количество кабелей самого различного назначения и типов. Ниже указаны типы некоторых кабелей:

• силовые кабели различных классов напряжения (АВВГ, АПВГ, ВВГ, ВВБ, АВВБ, ВВБГ, ВБбШв, АВБбШв, ВРГ, ВРБГ, АВРГ и другие),
• кабели и провода шланговые РПШЭ, РПШ, КПГ, КОГ, КРШС, КГН и другие,
• кабели грузонесущие морские КГ 1-30-П, КГП 1-150, КГР 7-3,2 и другие,
• кабели судовые КНРк, КНРЭ, КНРЭк, КНР, НРШМ, КНРП и другие,
• кабели для подвижного состава КПСРВМ, КРПСТ и другие,
• кабели контрольные КВВГ, АКВВГ, КВВГЭ, КВВБ, АКВВБГ, КРШУ, АКРВГ, КВВГ-Т, КВБбШв, АКВБбШв и другие,
• кабели связи (телефонные): ТГ, ТБ, ТБГ, ТПП, ПКСВ, ТРП, ПРПМ, МКСГ, МКСБ, МКСБГ, ТСВ, ТПВ, ТЗГ, ТЗБ, ТЗБГ, СБПу, СБВГ, ПТПЖ, СЭК, ВСЭК, РВШЭ, КМСэ-2 и другие,
• кабели дальней связи низкочастотные ТЗПАШп, ТЗПАБп, ТЗСАШп и другие,
• кабели связи высокочастотные ЗКАШп, ЗКП и другие,
• кабели местной связи высокочастотные КСПП, КСППБ, КСПЗП, КСПЗПБ и другие,
• кабели станционные симметричные КММС-2 и другие,
• кабели радиочастотные РК-75, РК-50, РК-100 и другие,
• кабели компьютерные ККПВ, ККПВэ и другие,
• кабели связи шахтные КСШ, КСШБбШв и другие.

Внимание! Указанные величины коэффициентов укорочения можно использовать только как ориентировочные справочные данные. Эти данные были получены посредством измерения разными рефлектометрами, в том числе аналоговыми, которые имеют относительно невысокую точность измерения. Для того, чтобы эффективно использовать приведенные данные по коэффициентам укорочения кабелей в точных измерениях рефлектометрами РЕЙС-45, РЕЙС-50,РЕЙС-100, РЕЙС-105М1, РЕЙС-205, РЕЙС-305, РЕЙС-405 и СТЭЛЛ-4500, рекомендуется перепроверить эти данные посредством измерения этими рефлектометрами в конкретных условиях применения кабеля.

Cable Velocity Factors Table

Значения коэффициентов укорочения (КУ) в таблице носят оценочный характер и могут существенно отличаться от соответствующих значений для реального кабеля, вследствие целого ряда причин: нарушение технологии производства, изменения свойств изоляции со временем и под воздействием климатических факторов.

Поэтому для обеспечения наилучшей точности измерений расстояния до дефекта рекомендуем всегда, где это возможно, отдавать предпочтение значениям КУ полученным посредством подбора по известной длине какого-либо неповрежденного участка исследуемого кабеля (например, по известному расстоянию до ближайшей муфты или по длине неповрежденной жилы).

Алгоритм следующий:

• измерительный курсор выставляется на начало переднего фронта отклика от неоднородности, фактическое расстояние до которой известно и равно Lф,
• курсор в тоже время индицирует расстояние L_k(КУ) зависящее от текущего значения КУ;
• перебором параметра КУ на приборе добиваются совпадения индицируемого курсором расстояния L_k(КУ) c фактическим расстоянием Lф.

т.е подбирают такое КУ при котором выполняется равенство L_k(КУ) = Lф