-; ~........
-== =-=-- -::::::§::~ ~=-==Ё..,-==
-
:-
-
--
--
---------------------
~=~
-- ------ -
=-:..~
.:f.. ~~~-=-~=------
~-===== -= -====
-
~..::.
!
~----~ - -€.=~~~ ~=
!=~
H.Q .KAAIIIHIIIH
~-=-=-=-
--
--
=~
-=
ЭAEKTPIIIЧECKAR
ПРОЧНОСТЬ IIIЗOARЦIIIIII
МЕЖl1ЫГОРО11НЬ1Х
КАБЕАЕЙ
------~---=~
-=;_= --= ==-=-=-- :; -~
--
-
---
•
- ;;::_~=~~-==-= - --~ -
=- ----=- ::.~-==--
---;_
==-.....-=-___-с-...:___= _-
- _.......__ --_-= :i ~
~ -~---=--=- ---=-~--
.~ :~
-
-
-= --_::=.;: -;§:--== -= -= -- -
-
--=--==

н.а.КАJ\ИНИН
ЭАЕКТРIIIЧЕСКАЯ
ПРОЧНОСТЬ IIIЗOAAЦIIIIII
МЕЖ11ЫГОРОДНЫХ
, КАБЕАЕЙ
МОСКВА· СВЯЗЬ· 1979
/

32.845 .6
К17
УДК 621 .395.741 .
Калинин Н. Д.
Kl7
Электрическая прочность изоляции междугород-
ных кабелей. - М.: Связь, 1979. -
88 с., ил.
35 к.
Рассматриваются основные виды изоляции ·междугородных кабе.~ей
связи, условия возникновения . частичных разрядов, искровой помехи и
пробоя изоляции. Изложена методика исследования электрической проч­
·Ности изоляции при воздействии постоянного, перем~нного и импульсного
напряжений. Даны рекомендации по испытаниям электрической прочности
.изоляции и отысканию мест повреждений .
Книга предназначена для инженерно - технических работников , специа­
лизирующихся в области строительства и эксплуатации междугородных
·кабельных магистралей , а также может быть полезна студентам электро­
·технических вузов связи.
К 30602 - 002 69-79
045(01)-79
2402040000
ББК 32.845 .6
6Фl
© Издательство «Связь», 1979 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ
Ускоренные темпы развития народного хозяйства СССР, преду•
смо:гренные решениями XXV съезда КПСС, могут быть обеспече•
ны только при наличии хорошо развитой сети связи. Основным
требованием, предъявляемым к сети связи, является обеспеченuе
бесперебойной и надежной передачи большого потока различной
информации на большие расстояния.
Надежная работа междугородной кабельной магистрали связи
в значительной степени зависит от «поведения» изоляции . кабелей
при воздействии - на нее повышенных напряжений во время эк•
сплуатации. К таким воздействиям относятся рабочие напряже­
ния дистанционного питания усилительных пунктов и напряже•
ния, вызванные разрядами молнии и влиянием высоковольтных
л,иний электропередачи или электрифицирова1нных железных до­
рог. Соответственно электрическая прочность изоляции кабелей
связи определяет возможности повышения рабочего напряжения
дистанционного питания всех систем, габариты сближений с ли•
ниями электропередачи и электрифицированными железными до•
рогами, устойчивость к воздействию напряжений, индуктйрован •
ных атмосферными разрядами.
,
Исследованиями электрической прочности изоляции междуго"
родных кабелей связи в нашей стране начали заниматься с 1954 г.
в период уплотнения кабелей высокочастотными системами пере•
дачи. Установленные нормы на величины рабочего напряжения ди­
станционного питания и испытательных напряж_ений вскоре были
пересмотрены в сторону их увеличения в связи с развитием си•
стем передачи, а также возросшими требованиями к экономич­
ности кабельных магистралей связи и надежности их работы. Ана­
логичная тенденция наблюдается и в настоящее время. Кроме
того, практически все данные по электрической прочности меж~
дугородных кабелей связи имеют 10-20-летнюю давность и не
могут быть с достаточной надежностью использованы при оцен•
ке электрической прочности магистральньrх кабелей современ•
ных конструкций .
Таким образом, в настоящее время необходимо проведение
новых исследований электрической прочности изоляции современ•
ных конструкций междугородных кабелей связи с целью опреде~
ления допустимых воздействий напряжения на изоляцию, уточне•
ния максимально возможных величин рабочего напряжения ди•
станционного питания, норм на испытательные напряжения, вы­
яснения причин выхода изоляции из строя.
3

В книге изложены осно.вные положения теории пробоя ком.
бинированной изоляции симметричных и коаксиальных кабелей
связи, рассмотрены методы исследований, испытаний, а также
отыскания мест с пониженной электрической прочностью изоля •
ции междугородных кабелей связи, приведены результаты иссле ~
дований электрической прочности изоляции междугородных кабе~
лей связи, даны рекомендации по нормированию испытательных
напряжений и методике испытаний электрической прочности изо •
ляции этих кабелей.
Замечания и пожелания по книге просьба направлять в изда•
тельство «Связь» по адресу : 101000, Москва , Чистопрудный буль,
вар, 2.
Автор

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ
ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Способность изоляции выдерживать воздействие приложенного
напряжения характеризуется ее электрической прочностью. Элек"
трическую прочность оценивают величиной напряженности или
напряжения электрического поля, приводящих к разрушению и
пробою изоляции. Пробой сопровождается коротким замыканием
между токоведущими проводниками и выходом кабеля из строя.
Воздушно-пластмассовая изоляция междугородных кабелей
,связи является комбинированной, т . е. состоящей из элементов
твердой изоляции (полиэтиленовых шайб, полистирольной пленки,
корделя и т. д.) и воздушных объемов. Электрическая прочность
твердых диэлектриков, как правило, на порядок превышает элек,
трическую прочность воздуха, в связи с чем нарушение электри• •
ческой прочности комбинированной изоляции начинается с про•
б оя газовых промежутков. Таким образом, электрическая проч•
ность воздушных объемов в комбинированной изоляции опреде•
,.ляет электрическую прочность всей изоляционной конструкции.
Для правильного понимания механизма пробоя воздушно-пласт •
массовой изоляции кабелей связи необходимо знание процес•
,с ов газового разряда. Характер и форма газового разряда за1висят
от размеров газового промежутка, формы электродов и степени од•
н ародности электр 1ического поля в промежутке, вида rа'За, О1кружаю­
щих условий и некоторых других факторов [2, 24, 25].
В качестве элементов твердой изоляции в кабелях связи ис­
п ользуются бумага и различные полимерные материалы (поли•
этилен, полистирол и др.), применительно к которым и будет рас•
.сматриваться в данной главе пробой твердых диэлектриков.
Существуют различные виды пробоя твердой изоляции, причем
характер пробоя определяется видом приложенного напряжения,
длительностью его воздействия, окружающими условиями и друrи•
ми факторами [24, 25, 29]. К основным видам пробоя твердого
диэлектрика следует отнести электрический, тепловой и пробой,
,связанный с действием частичных разрядов, возникающих в ос ..
.лабленных участках диэлектрика и приводящих к его разруше•
яию (ионизационный вид пробоя).
1.2. РАЗРЯД В ГА30ВОМ ПРОМЕЖУТRЕ
Если к газовому промежутку с плоскими электродами подве•
•сти постоянное напряжение, то движение заряженных частиц
:вдоль силовых линий электрического поля создает ток во внеш,
5

ней цепи. С увеличением приложенного напряжения величина
тока будет возрастать. Это объясняется тем, что все большее КО•
личество ионов достигает электродов, не успев рекомбинировать .
r
При некотором значении напряжения все
образующиеся заряженные частицы успева ­
ют достичь электродов, в связи с чем даль­
нейшее повышение приложенного напряже­
ния.. не приводит к увеличению тока в про­
межутке (рис. 1.1).
Новое возрастание тока начинается при
о"----------'~
и;,Р напряжении, достаточном для ионизации
молекул газа под действием электрического
Рис. 1.1 . Из,менен,ие тока поля. Резкое увеличение тока соответствует
при увелиrчении нап,ряже-
ния в rаз•ово:м промежут- газовому разряду в промежутке, когда га з.
ке с плоокими электро- теряет свойства диэлектрика и превр·ащает-
дами
ся в проводник. Напряжение, при котором
происходит разряд в газе, называется раз­
ряд1Ным, или пробивным напряжением газового пр·омежутка Ипр,
Возрастание тока в газовом промежутке, предшествующее ег()
пробою, обусловливает'ся ударной ионизацией нейтральных моле 0
кул электронами, разгоняющимися силами электрического поля .
Необходимыми условиями осуществления ударной ионизации яв "
ляются достаточная величина напряженности электрического поля:
и наличие свободных электронов вблизи катода. При столкнове­
нии свободного электрона (после приобретения им достаточной
для ионизации кинетической энергии) с нейтральной молекулой
количество электронов удвоится. Начальный и вновь созданный
электроны, двигаясь к аноду, вновь сталкиваются с нейтральны­
ми молекулами и т. д. Описанный механизм удвоения числа эдек"
.тронов многократно повторяется, обеспечивая стремительное на ..
растание числа электронов. Такой нарастающий поток электро"
нов получил название «лавины» электронов.
Лавина электронов является начальным эта,пом развития раз ­
ряда в газовом диэлектрике. При дальнейшем повышенди напря·..
·жения разряд развивается до полного пробоя · промежутка. Для
поддерживания и развития лавинной формы разряда необходимо
появление у катода начальных электронов . Если появление на"
чальных электронов обеспечивается только действием внешнего
ионизатора, то разряд носит название несамостоятельного. При
устранении действия внешнего ионизатора такой разряд прекраща ➔
ется. Самостоятельным называют разряд, который поддерживает"
ся только действием электрического поля. В этом случае свобод"'
ные электроны для развития вторичных лавин воспроизводятся
за счет ионизационных процесс·ов в начальной лавине. Напряже­
ние (напряженность) электрического поля, при котором начина"
ет выполняться условие самостоятельного разряда, называется на-
. tfaJIЬHЫM
Uн,
Лавинная форма разряда характерна для промежутков с од-­
народным полем при низких давлениях газа и дл.иы:е промежутка
6

не более 2 см. При большей длине промежутка либо высоком дав•
лении газа разряд развивается в виде стримера, который пред"'
tтавляет ·собой последователЬ'ный ·ряд большого чи:сла воспроизво­
димых путем фотоионизации электронных лавин, сдвинутых друг
отношпелъно друга в пространстве. Диам-етр ионизированной
стримером области (канала) не превышает долей миллиметра.
После пересечения стримером всего промежутка между элект•
родами образуется сквозной проводящий канал, по которому дви•
жется поток электронов, поддерживаемый за счет ударной иони­
.зации вблизи поверхности катода. Напряженность поля вдоль ка•
нала стримера Естр"""' 10 кВ/см. Разогрев канала стримера вследст­
iВИе движения электронов приводит к термической ионизации и
,образованию дуги. При этом напряженность поля резко падает
(до десятков вольт на J см). В однородном поле выполнение ус.
ловия самостоятельности разряда приводит к обязательному про•
,бою разрядного промежутка, в связи с чем напряжение пробоя
.Uпр совпадает с начальным напряжением Ин.
Развитие разряда в неоднородном поле зависит от степени не­
,однородности поля в промежутке. Чем более неоднородно поле в
iПромежутке, тем существеннее отличается механизм развития
;разряда от механизма разряда в однородном поле. В слабонеод•
нор одном поле при Е> Ен лавины электронов пересекают весь
промежуток и развитие разряда происходит так же, как и в од•
н ародном поле. В более неоднородном поле начальная лави•
:на пересекает только часть промежутка, где Е>Ен. После обра.,
зования стримера напряженность поля в оставшейся «непроби•
·той» части промежутка резко возрастает, обеспечивая распростра•
:Нение стримера на весь промежуток. В обоих случаях, так же
как и для однородного поля, напряжение пробоя промежутка сов­
падает с начальным.
В сильнонеоднородном поле самостоятельный разряд возника•
sет только вблизи электродов с малым радиусом кривизны, т . е. в
,области высокой напряженности поля. Полный пробой промежут•
ка в этом случае может быть достигнут только при увеличении
напряжения значительно выше начального. Соотношение между
пробивным Ипр и начальным .Ин напряжениями зависит от вида
газа, его плотности, радиуса кривизны электрода и его полярно•
sсти. Самостоятельный разряд, охватывающий только часть про •
межутка, прилегающую к электродам с малым радиусом кривиз .
RЫ, получил название коронного разряда, или просто короны. Ве•
·личина разрядного напряжения газовых промежутков с сильноне•
,однородным полем в сильной степени зависит от полярности на•
лряжения. Так, для промежутка типа стерже~нь - пл~осюость раз­
рядное напряжение при отрицательном стержне значительно (в
2 - 2,5 раза) выше, чем при положительном.
1.3. ВРЕМЯ РАЗРЯДА
Пробой промежутка при подаче на него · напряжения происхо·
.дит через определенное время с момента включения, называемое
"1

временем разряда fp , Составляющие времени разряда легко про "
иллюстрировать на примере воздействия на промежуток бесконеч4
но длинного импульса напряжения, на фронте которого напряже ➔
и
ние возрастает с определенной скоростью
от нуля до максимума, в дальнейшем
оставаясь неизменным (ри-с. 1.2).
.
В течение времени f1, соответств у ю ­
щего возрастанию напряжения до Ин,
разряд принципиально пр,оизойти не мо­
-'-f---+---~т----,-~...t . ... жет. Развитие разряда н ач,нется по исте-
t,t
чении времени t2 = f1 + fc, где fc - время,
t,
ожидания первого эффективного электро-
на, т. е. электрона, образующего началь­
Рис. 1.2. Составляющие вре-
мени разряда
ную лавину. Процесс образования СВО•
бодных электронов в промежутке носит
·статистический характер, вследстви•е чего интервал~r времени ме­
жду двумя последовательными актами образования электронов.
могут быть различными . Следует учесть также, что ,не каждый
с1лектрон являет·ся эффективным. Ча .сть из них захватывается элек ­
троотрицательным газом, ча,сть рекомбинирует с полож•ительными
ионами, часть уходит из области сильного ,поля, так и не совершив.
ни одного акта ионизации. Вследствие перечисленных <Причин вре­
мя fc, изменяющееся от разряда к разряду, получило ·название вре­
мени статистического запаздыва,ния . С увеличением напряжения ·
среднее значение tc уменьшается, так как все больше электронов,.
освО'бождаемых с катода, делаются эффекгивными.
На ,среднее время статистического за п аздывания в сильной сте­
пени · влияют также интенсивность внешнего ионизатора, матери"
ал катода и состояние его поверхности. Усиление внешней иониза +
uии, а такж_е уменьшение работы выхода электронов с поверхно ~
сти катода, увеличивая число свободных электронов, приводят к
уменьшению среднего времени статистического запаздывания..
Полное время разряда fp включает в себя еще составляющую tФ ,
или время формирования разряда, т. е. промежуток времени от
начала развития разряда до момента полного пробоя изоляции..
Следовательно, можно записать fp=i 1 +tc+ifФ,
Время формирования разряда, так же как и время статисти "
ческого запаздывания, может меняться от разряда к ра з ряду. С
ув еличением приложенного напряжения увеличиваются скорости·
эле ктронов и и х ионизирующая способность, что приводит к
уменьшению времени формирования разряда. Сумму tc + tФ часто,
называют временем запаздывания разряда.
1.4 . СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРЯДА
Как следует из вышеизложенного, время запаздывания раз -­
ряда, а следовательно, и полное время разряда являются величи~
нами статистическими. Зависимость среднего времени разряда от·
с:1.мплитуды приложенного напряжения называется вольт-секунд+
8

ной характеристикой. Форма вольт-секундной характеристики при
воздействии импульсов напряжения бесконечно большой длитель•
,ности приведена на рис. 1.3 . Пунктирными линиями обозначены
границы зоны разброса экспериментальных значений. В области
Ипр
- ---
•
-- --
t
Р.ис. 1.3. Вольт-секундная харак­
теристика изоляции пр,и им.пульсе
напряжения бесконечно большой
ДЛИТ€ЛЬНОСТИ
1 U/ifмaкc
Рис. 1.4. Оп,ределение дли,ны
фронта и длины импульса
<большого предразрядного времени вольт-секундная характеристи"
ка приближается к среднему разрядному напряжению при дли-­
тельном в-оздейсТ1вши Ипр . Реальные имп ульсы напряжения, • воз­
действующие на изоляцию, могут иметь разнообразные форму и
длительность . По международным нормам и ГОСТ 1516-73 вольт -­
с екундные характеристики определяются при так называемом
,с та.ндар·тном ·импульсе, условно о'бозначаемом О Т'ношением Тф/Т:и,
где 'ТФ - длина фронта импульса; ти
-
длина самого импульса.
Определение Т:ф и Т:и показано на рис . 1.4.
При ограниченной амплитуде импульса разряд будет происхо­
дить не при каждом приложении напряжения. Электрическую
прочность изоляционных конструкций в этом случае можно ха­
р актеризовать вероятностью разряда при воздействии напря­
жения определенной амплитуды и формы кривой в сочетании с
друrими влияющими факторами (давление, влажность, температу -
1р а ы др.). Для получения зависимости вероятности разряда от
амплитуды воздействующего напряжения :Uмакс необходимо про•
в ести многократные испытания при нескольких фиксированных
значениях этой амплитуды, определяя в каждом случае вероят.
·ность или частость разряда ЧГ в виде отношения числа произошед­
ших разрядов к общему числу испытаний: ЧГ=п/N.
Для воздушных промежутков изоляционных конструкций зави•
·симость Р(Имакс) вероятности разряда · от амплитуды воздейству~
ющего напряжения в пределах И 50 % ±За удовлетворительно опи•
,с ывается функцией нормального распределения, где И5а% · ~
50%-ное разрядное напряжение, при котором Р=О,5; а- мера
1крутизны зависимости Р(Имакс)., численно равная половине раз,
н ости амплитуд напряжения, соответствующих вероятностям раз·
р яда 0,84 и 0,16.
9

Импульсное 50%-ное разрядное напряжение U50 % практически
совпадает со средним значением минимального импульсного раз "
рядного напряжения промежутка ..Отношение
,U50 % к среднему
разрядному . напряжению при длительном воздействии напряжения
Ипр называется коэффициентом импульса. Для резконеоднород"
ных полей коэффициент импульса зависит от полярности им "
пульса, степени неоднородности поля и может существенно превы ­
шать единицу. Это объясняется ограниченной длительностью при "
меняемых при испытаниях стандартных импульсов, вследствие чего
не может быть реализовано очень большое время разряда, соответ ­
ствующее напряжению, близкому к Onp• Для слабонеоднородных и
однородных полей время разряда значительно меньше и коэффи ­
циент им1пульса практичеоки -равен единице. Соответ:стве,нно раз­
ряд в однородных и слабонеоднородных полях практически всег ­
да происходит пр1и макс~-rмалЬ'ном значею11и амплитуды импульса _
Электрическую прочность изоляционных конструкций можно·
,
также характеризовать распределением предразрядного времени
при заданных амплитуде и форме воздействующего напряжения
или распределением мгновенных значений пробивных напряжений
на косоугольном фронте импульса . Данные о пробивных напряжс •
ниях и предразрядном времени могут быть получены из осцилло ­
грамм напряжения, снятых при определении вероятности пере -.
крытия.
Функция распределения предразрядного времени
tp
F(tp)= j'f(tp)dtp
-оо
определяет вероятность того, что в случае осуществления разряда
предразрядное время будет меньше заданного ip, т. е. является ус "
ловной вероятностью (при условии осуществления разряда). Пол "
ная (безусловная) вероятность того, что предразрядное время
будет меньше заданного, определяется произведением Р(Имакс) х :
,x ,F(tp), где Р(Имакс) =n/N - вероятность осуществления разряда .
Если Р(,ИмаRс) < 1, то Р(Имакс)Р(~tр) < 1 при любом tp.
Произведение Р(Имакс)F(tр) получило назваюiе приведенной
функции распрs>деления предразрядного времени. При Р(Имакс) < 1
приведенная функция предразрядного времени не соответствует·
закону распределения предразрядного времени, характеризующе­
му основную функцию распределения предразрядного времени
F(tp).
1.5 . ЭЛЕRТРИЧЕСRИй ВИД П~ОБОЯ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕRТРИRОВ
Электрический пробой твердых диэлектриков возникает в ре-­
зультате чисто электрических явлений, когда в процессе приложе­
ния напряжения исключаются химические изменения в диэлектри­
ке, обуславливающие его старение, а также отсу~с'Гlвуют условия:
для разогрева диэлектрика выделяющейся энергией.
Электрический пробой, как правило, происходит за короткий
10

срок (10-7
-10- 8 с), что указывает на его электронную природу .
Согласно большинству существующих теорий электрический про•
,бой твердых диэлектриков обусловлен ударной ионизацией элек•
·тронами. После пробоя остается небольшое сквозное отверстие без
.следов обугливания.
Электрический пробой обычно имеет место при •воздействии
импульсных напряжений , а также при быстром повышении посто•
янного или переменного напряжения . В однородном поле про•
бивное напряжение увеличивается практически линейно с увели•
чением толщины диэлектрика, начиная с нескольких десятков мик•
• :р он. Значение пробивной напряженности ,
соответствующее на•
пряжению пробоя, называется истинной, или внутренней, электри •
ческой прочностью Евн• Величина Евн для большинства твердых
диэлектриков находится в пределах от 1000 до 10 ООО кВ/см, мало
'И зменяясь с температурой до некоторого критического значения
последней. С увеличением температуры ~ыше критической Евн
резко падает.
При испытаниях импульсным напряжением влияние длитель•
в ости •импульса, характеризующееся увеличением Епр с уменьше­
-нием длины фронта импульса 'tф, для многих полимерных диэлек­
триков наблюдается при значениях 'tф< 10-8 с [29]. В интервале
значений 'tф от 10-6 до 10- 8 с Епр не зависит от длительности -ИМ•
пульса. При дальнейшем увеличении длительности импульса мо•
жет сказываться влияние температуры. Так, для полиэтилена при
повышенных температурах Епр убывает с увеличени ем длительно­
сти ~воздействия напряжения, при низк~их - либо •не з аiнюит от 'tф,
либо слабо возра~стает (не более 20%) при переходе от импульсов
,с 'tф = 10-6 ,с к постоянному напряжению .
В сильнонеоднородном поле пробой начинается, когда напря •
женность поля вблизи электрода с малым радиусом кривизны до•
стигает значения Евн при данной температуре. При этом величина
пробивного напряжения нелинейно возрастает с увеличением рас•
·стояния между электродами . В сильнонеоднородном поле наблю•
дается заметная зависимость пробивного напряжения от полярно•
,сти электрода с малым радиусом кривизны . При отрицательной
полярности электрода величина пробивного напряжения выше , чем
при положительной. С повышением температуры пробивное на·
пряжение твердых диэлектриков в сильнонеоднородном поле сни •
ж ается более резко, чем в однородном. Более заметна также за •
в исимость пробивного напряжения от длительности приложения
н апряжения .
1.6. ДРУГИЕ ВИДЫ ПРОБОЯ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ
При длительном приложении к твердому диэлектрику напря •
ж ения создаются условия для таких видов пробоя, как тепловой и
пробой, обусловленный электрическим старением диэлектрика .,
Тепловой пробой связан с разогревом диэлектрика вследствие вы • _
;Целяемой в нем энергии при приложении напряжения. Потери
11

энергии при постоянном напряжении определяются проводимо~
стью диэлектрика у, а при переменном - тангенсом угла диэлек­
трических потерь tg о.
Увеличение с ростом температуры 'У и tgo приводит при неко•
тором напряжении к возможности возникновения неустойчивого
теплового состояния диэлектрика: возрастание 'У или tg ,б с ростом
температуры, в свою очередь, вызывает увеличение вьrделяющихся
в диэлектрике потерь и вследствие этого рост температуры. Это
приводит к неограниченному росту температуры и заканчивается
тепловым разрушением диэлектрика (тепловой пробой первого
рода) .
Н
Пробой диэлектрика в данном случае происходит при выдерж ,
ке образца под напряжением ,И> Ипроо в течение определенноrG
промежутка времени (практически в течение минут или - для об •
разцов малых размеров - се.кунд) . Здесь Ипроо
-
напряжение,
выше которого тепловое равновесие не может быть достигнуто и
обязательно должен развиться · пробой . Величина пробивного на~
пряжения при тепловом пробое зависит от толщины диэлектрика ,
частоты приложенного напряжения, температуры, а также. условий
теплоотдачи с поверхности изоляции .
Термическое разрушение диэлектрика может происходить и
без неограниченного роста температуры. В стационарном состоя •
нии, когда количество тепла, выделяемого в диэлектрике за счет
потерь, равно количеству отводимого через электроды тепла, ус~
тановившаяся температура в диэлектрике может оказаться слиш•
ком высокой. Разрушение в этом · случае может наступить в ре­
зультате оплавления, обугливания и других подобных процессов,
вызванных диэлектрическим нагревом. Это явление называют теп ­
ловым пробоем второго рода. В связи с малой удельной электро­
проводностью полимерных диэлектриков тепловой пробой в них
возможен лишь при достаточно больших значениях температуры
внешней среды или напряженности воздействующего электриче •
ского поля.
Более вероятным, а соответственно и более опасным для по.•
лимерных диэлектриков является пробой, обусловленный сравни•
тельно медленными изменениями химического состава и структу ·
ры диэлектрика, развивающимися под действием электрическогG
поля или частичных разрядов (электрохимический вид пробоя или
электрическое старение диэлектриков). Электрическое старение
развивается при более низких значениях напряжения, чем пробив ­
ное напряжение при электрическом и тепловом пробоях. Врем~
'tж от момента подключения к изоляции воздействующего напря­
жения И до завершения пробоя называется временем жизни изо­
ляции. Значение . 'tж уменьшается с повышением И, а во многих
случаях и с возрастанием температуры.
Основным фактором, обусловливающим развитие процесс а,
электрического старения и сокращение времени жизни полимер­
ной изоляции, являются частичные разряды, вызывающие эрозию,
полимера, . т. е. разрушение его поверхности.
12

1.7 . ЧАСТИЧНЫЕ РАЗРЯДЫ В ИЗОЛЯЦИИ
Понятие «частичные разряды» (ч . _р . ) в изоляции охватывает
электрические разряды , которые шунтируют часть изоляции ме­
жду электродами , находящимися под разными потенциалами .
Характеристики ч . р. в настоящее время являются определяющи "
ми для выбора допустимых рабочих и испытательных напряжен"
ностей большинства конструкций внутренней изоляции при пере"
менном напряжении . Частичные разряды могут происходить как в
местах с пониженной электрической прочностью, так и в газовых
включениях в толще диэлектрика . В зависимости от механизм а
образования различают ч . р. в виде короны, скользящих разрядов
и частичных пробоев отдельных элементов изоляции.
К:оронный разряд характерен для газовых промежутков, у ко­
торых размеры электродов или хотя бы одного из них значительно
ivrеньше расстояния между электродами. Частичные разряды в
этом случае охватывают область вблизи электрода с малым ра •
диусом кривизны, в которой напряженность электрического поля
выше начальной. С увеличением напряжения частичные ра з ряды
р аспространяются в глубь промежутка, что в конечном итоге при➔
водит к полному пробою изоляции .
Скользящие разряды - это ч . р. по поверхности диэлектрика . ,
Они наблюдаются при переменном напряжении и большой вели 8
чине нормальной к поверхности диэлектрика составляющей на~
пряженности электрического поля (рис . 1.5а). Характерным слу...
ч аем частичного разряда является пробой воздушных включений
в толще твердого диэлектрика (рис. 1.56) .
Р.ис. 1.5 . Частwчные разряды в изоляции :
а) ооользящий ,разряд; 6) частичный про·бой :
1 - электроды; 2 - скользящий разряд; 3 - диэлектрик ;
4 - частичный пробой во включении
Если плавно повышать напряжение , приложенное к испытуе ­
мому объекту , то при некотором его · значении ,Ин в изоляции по ­
являются ч. р. слабой интенсивности . Это напряжение называется
напряжением начальных частичных разрядов. При выдержке на ~
пряжения ·Ин в пределах десятков минут они могут прекращаться
на некоторый промежуток времени и появляться вновь. При не­
большом снижении напряжения ч. р . прекращаются . Начальные
ч. р . при кратковременном воздействии не приводят к заметному
разрушению изоляции и снижению Ин.
13

При повышении напряжения И> Ин интенсивность ч. р. резко
возрастает. Напряжение, при котором ч. р . приводят к заметному
разрушению некороностойкой изоляции, называется напряжением
критических частичных разрядов Инр, В ряде случаев критические
ч . р . приводят к быстрому (в течение секунд) снижению Инр,
••
Энергия ч. р. тратится на разрушение молекул и ионизацию
атомов, на нагрев диэлектрика и излучение. На необратимое раз·
рушение диэ·лектрика (разрушение межмолекулярных связей)
расходуется только часть этой энергии (как правило, несколько
процентов). В органических диэлектриках разрушения изоляции
связаны с выделением водорода и других газов (метан, ацетилен,
углекислый газ и др.). Возможно образование углеродистых сое•
динений, в ряде случаев имеющих значительную проводимость.
К:аждый из единичных ч. р. сопровождается нейтрализацией
некоторого заряда qч,р в толще _ диэлектрика . Возникновение час•
тичного разряда приводит к изменению напряжения на внешних
электродах образца емкостью Сх на некоторую величину ЛИх=
=q/Cx. Величина q называется кажущимся зарядом ч. р. Иначе
говоря, это заряд, который, будучи мгновенно введен между вы ◄
водами объекта испытаний, вызовет такое же мгновенное измене­
ние напряжения между выводами, как ч.р. в объекте .
Соотношение между q и qч,р определяется соотношением меж◄
ду емкостью элемента диэлектрика Св, участвующего в частичном
разряде, :и емiКостью элемента диэлектрика Сд, в-ключенного после­
довательно с первым (рис. 1.6), и может быть записано в виде
q=rЛИхСх=qч .рСд/ (Св+ Сд).
{lj
о)
Рис. 1.6 . Модель изоляции с вклю­
чением (а) и еквивалентная схе-
.ма (6):
Св ·-
емкость включения; Сд ---
ем1юсть диэлектрика, расположен­
Н()ГО последовательно с включе­
нием; Са - ем.кость остальной
части диэлек'Грика
Нейтрализация заряда qч_р и связанное с этим изменение на"
пряжения на образце приводят к появлению высокочастотных ко­
JJебаний в схеме, в которую включен образец. Регистрация этих
к олебаний специальными усилительными устройствами позволяет
исследовать ч. р . в изоляции.
" К количественным характеристикам частичных разрядов отно­
ся11ся следующие~ · кажущийся заряд q едиilшчгного частичного
разряда; частота следования п частичных разрядов; средний ток
/ частичных раз,рядоlВ; энергr:~я W е~иничного частичного разряда;
средняя мощность Р частичных разрядов. Методы измерения и
р'асчета характеристик ч. р " подробно изложены в [34].
14,•:

2. ПРОБОЙ КОМБИНИРОВАННОЦ ИЗОЛЯЦИИ
2.1. ВИДЫ ИЗОЛЯЦИИ МЕЖДУГОРОДНЫХ RАБЕЛЕИ
В настоящее время для междугородной связи · используются
коаксиальные кабели связи типов КМ-4, КМ-8/6, МКТ-4, ВКПА-1,
а также симметричные типов МКС и ЗК [9, 31]. Коаксиальные
кабели содержат стандартные коаксиальные пары 2,6/9,4; 1,2/4,6;.
2,1/9,7 мм и симметричные группы- четверки, пары и отдельные
жилы диаметром 0,7 и 0,9 мм с трубчато-бумажной и сплошной
полиэтиленовой изоляцией. Симметричные кабели - состоят из
стандартизованных звездных четверок с кордельно-полистироль­
ной или сплошной полиэтиленовой изоляцией . Конструкции коак•
сиальных пар (к. п.) и симметричных групп междугородных ка•
белей связи приведены на рис. 2.1 .
•
Рис. 2.1 . Конструкция коаксиальных пар и си,м,метричных групп.
а) коа!Коиальная пара 2,6/9,4; 6) коаксиальная пара 1,2/4,6;
в) симметри,шая чет,верка с кордельно-полистироль,ной изоля­
цией; г) симметричная пара оо опл.ош1юй полиэтиленовой изо-
ляцией:
1, 2 - внутренний и внешний проводники коаксиальной пары; 3 - полиэти­
леновая шайба с разрезом; 4 - бумажные ленты; 5 - баллонная изоляция;
б - поливинилхлоридная лента; 7 - две стальные ленты; 8 - токоведущие
жилы · симметричных групп; 9 - полистирольный кордель; 10 - полисти­
рольная пленка; 11 - центрирующий кордель; 12
-
цветная хлопчатобу-
мажная пряжа; 13 - сплошная полиэтиленовая изоляция
Коаксиальная пара 2,6/9,4 состоит из внутреннего медного про­
водника диаметром 2,58 мм и внешнего проводника в виде медной
трубки с одним продольным швом. Толщина внешнего проводни·
ка 0,26 мм, внутренний диаметр 9,4 мм. Изоляция коаксиальной
пары выполнена из разрезных шайб толщиной 2,2 мм с ра,сстоя­
нием между ними 30,3 мм. Поверх внешнего проводника располо•
жен дополнительный экран в виде двух мягких стальных лент
толщиной 0,15 , мм, который покрывается двумя слоями кабель~
ной бумаги К-120.
Малогабаритная коаксиальная пара 1,2/4,6 состоит из внутрен~
него медного проводника диаметром 1,2 мм и внешнего проводни•
ка с одним продольным швoJ,vI из медной гофрированной трубки
толщиной 0,16 мм. Изоляция - воздушно-полиэтилеiювая баллон·
нога типа. Поверх s·нешнего проводника наложены э,кран •из щвух
стальных лент толщиной О, 1 мм и изоляция и~ поливинилхлорид•
ной ленты.
15

l(оаксиальная пара 2,1/9,7 состоит из внутреннего медного про•
водника диаметром 2,14 мм и внешнего проводника в виде алюми•
ниевой сварной трубки толщиной 1 мм с внутренним диаметром
9,1 мм, изолированных друг от друга пористым полиэтиленом .
Стандарти~ованная звездная четверка с кордельно - полисти•
рольной изоляцией включает в себя две пары жил диаметром
1,2 мм, изолированных разноцветным полистирольным корделем
диаметром 0,8 мм и полистирольной лентой толщиной 0,05 мм с
перекрытием 25 - 30%. Первая пара каждой четверки состоит из
жил красного и желтого цветов, вторая пара - из жил синего и
зеленого цветов. Центр четверки заполняется стирофлексным кор•
делем диаметром 1,1 мм. Шаги всех скруток различны, взаимно
согласованы и лежат в пределах 125- 275 мм .. Бумажно-трубча•
тая изоляция симметричных групп вы п олняется бумажной лентой,
наложенной в виде трубки. Изображения конструкций комбиниро-.
ванной изоляции рассмотренных коаксиальных и симметричных
цепей приведе1ны на рис. 2.2 .
а)
,а;;;;;;;)~и~э ]~v ~» :» )
г)
)
6)
d)
eJ
Рис . 2.2 . Конструкции изоляции про .вQДников и жил междугородных ка­
белей связи:
а) шай б овая; 6) балло·нная; в) пористая; г) трубчатая; д) кордельно-по ­
.
листирольная; е) аплошна1я
)
Поясная изоляция междугородных кабелей связи обычно вы·
полняется из нескольких слоев кабельной бумаги, наматываемой
на сердечник кабеля в виде лент. Количество слоев может быть
различным в зависимости от типа кабеля и материала оболочки.
Так для кабелей типа КМ количество .слоев составляет четыре -
шесть. В кабелях типа МКС со свинцовой или стальной гофриро"
ванной оболочкой поясная изоляция состоит из четырех слоев ка•
бельной бумаги, в кабелях с алюминиевой оболочкой - из
шести - !Восьми слоев . Толщина поясной изоляции кабелей типа
МКТ-4 составляет 0,8 мм для металлических оболочек и 0,3 мм -
для пластмассовой.
16

2.2. НАПРЯЖЕНИЯ, ВОЗДЕИСТВУЮЩИЕ НА ИЗОЛЯЦИЮ
Изоляция междугородных кабелей связи с момента их изго•
товления и до конца срока службы подвергается воздействию по•
вышенных напряжений, длительность прило;жения которых и за•
кон изменения во времени могут быть самыми различными. Од"'
ним из основных видов воздействующего напряжения является ра•
бочее напряжение дистанционного питания (д. п.) промежуточных
усилителей, которое приложено к изоляции в течение всего срока
службы кабеля. Усилительная аппаратура, установленная на
НУП, получает питание от источников, раоположенных на обслу­
живаемых пунктах ОУП, п·о тем же жилам кабеля, по которым ,
осу ществляется связь [9, 17, 31].
Дистанционное питание в коаксиальных кабелях связи типов
КМ и МКТ осуществляется по внутренним проводникам двух КО-<
аксиальных пар. Внешние проводники коаксиальных пар зазем•
.ляю 'Гся, .в связи с чем на изоляц-ию каждой коаксиаль,ной пары,
участвующей в передаче энергии на НУП, приходится только по,
.ловина 1Налря:же,н1ия дистанцио1нного питания Ид.п- На сим1метрич­
ных ,к·абелях связи дистанционное питание о.сущес11вляет.ся по­
сто янным током по системе «провод - земля» или «провод
-
провод». При этом воздействию напряжения д. п. подвергаются
изоляция между токопроводящими жилами кабеля при системе
« провод - земля» и изоляция между жилами при системе «про"
2од - провод» .
Количество НУП, питаемых с одного ОУП, определяется вели-<
чиной допустимого рабочего напряжения дистанционного питания,
а также величиной мощности, потребляемой усилительной аппа•
;р атурой. В табл. П 1.1 при ложения 1 приведены установле1нные
ГОСТ максимально допустимые напряжения дистанционного пи­
тания Ид.п.макс по междугородным коаксиальным и симметричным
кабелям связи [9, 17].
Воздействующее на изоляцию кабеля связи напряжение ди•
стан ционного питания реальных систем передачи всегда должно
бы ть меньше значений, приведенных в табл. Пl.1, поскольку
Ид.п.макс определяет максимально допустимую величину суммар•
ного воздействия напряжения дистанционного питания и напря•
жений, индJт,ктируемых от внешних истоrч1Н!ИК01в. Вопрос о соотно·
шении между напряжением дистанционного питания и индуктиру•
-емым ,напряжением рассматри,вает:ся ,в [9, 17].
Существенным фактором, оказывающим воздействие на изоля"
цию междугородных кабелей связи, являются также разряды мол•
ний в месте прохождения трассы кабеля, обусловливающие появ•
ление значительных напряжений и токов в цепях кабельных ли•
ний связи •[ 17, 32]. Согласно данным статистики повреждения от
ударо в молнии на кабельной сети составляют около 14% всех
,nовреждений. Повреждения кабелей происходят как при прямых
:ударах молнии в кабель, так и при ударах молнии в землю, де•
17

ревья и опоры линий электропередачи ил_и связи, находящиеся
вблизи кабеля (на расстоянии 10-15 м).
_
При распространении по оболочке кабеля тока молнии на жи ~
лах кабеля появляются высокие потенциалы по отношению к обо•
лачке, величина которых зависит от амплитуды тока и длительно •
сти разряда молний, удельного сопротивления земли, параметро в
цепи «оболочка кабеля - земля» . В случае превышения имп ульс•
ным напряжением электрической прочности изоляции между жи­
лами и оболочкой кабеля происходит ее пробой. При этом срезан ­
ная волна напряжения с амплитудой, определяемой . электриче­
ской прочностью изоляции в месте пробоя, распространяется по
кабелю на значительные расстояния, вызывая дополнительные
пробои в места х пониженной электрической прочности изоляции .
Как правило, пробои наблюдаются в муфтах, где при некачествен­
ной пайке «пережигается» стирофлекс, в местах с помятой пр и
прокладке броней и т. п.
Степень грозостойкости кабеля ударам молнии характеризует "
ся добротностью кабеля [32] g= Иимп.м.д/,R, где Иимп.м.д - макси•
мально допустимое импульсное напряжение изоляции между жи­
лами и металлической оболочкой кабеля, кВ; iR. -
омическое со"
противление металлического покрова кабеля на длине 1 км, Ом.
Максимально допустимое импульсное напряжение изоляции
между жилами и оболочкой кабеля по установившейся практике
определяется экспериментально для импульсов напряжения при
предразрядном времени порядка 10 мкс и пробое на фронте вол­
ны . Для основных типов междугородных кабелей Иимп.м.д ИЗОЛЯ-<
ции «жила - оболочка» приведены в та1бл. П 1.2 приложен·ия 1.
Помимо перенапряжений грозового характера, изоляция кабе •
Jieй связи может подвергаться воздействию перенапряжений з а·
счет влияния высоковольтных линий (ВЛ) электропередач и
электрифицированных железных дорог переменного и постоянног о
тока в местах их сближения с кабелями связи. Опасные для изо­
ляции влияния могут возникать при аварийном или вынужденном
режиме работы симметричных и несимметричных ВЛ переменно •
го тока, а также при нормальном режиме работы несимметрич ~
ных линий переменного тока [9, 17]. Время воздействия напряже•
ния на изоляцию в случае аварийного режима (короткого замы­
кания) на ВЛ определяется временем отключения поврежденной
линии и обычно не превышает долей секунды. Опасное влияние
при вынужденном режиме ВЛ, а также при нормальном режиме·
работы несимметричных линий является длительным.
Нормативными документами устанавливаются величины допу­
стимых ЭДС Едоп на проводах линий связи гальванически не­
разделенного участка сближения. В случае превышения наводи :.
мыми ЭДС нормированных значений предусматривается примене­
ние специальных мер защиты от опасных влияний. Таким обра­
зом, максимальная величина воздействующего напряжения на
ИЗОЛЯЦИЮ кабелей связи за счет влияния вл обычно н е превыша....
ет допустимых значений.
1$

. Для
у,странения в изоляцИiи мест с пониженной электрической
прочностью кабели подвергаются испытанию напряжением. Такие
испытания выполняются при производстве кабелей, непосредст~
- венно перед прокладкой, в процессе монтажа и по окончании всех
монтажно-строительных работ на смонтированных УУ, а также при
профилактических испытаниях во время эксплуатации кабельных
магистралей связи [30, 31, 33]. Величина испытательного напря•
жения выбирается из условия минимальной вероятности пробоя
при испытаниях бездефектной изоляции кабеля. При необоснован •
но завышенной величине испытательного напряжения многократ·
ные испытания изоляции на электрическую прочность также мо,
гут быть причиной преждевременного пробоя «здоровой» изоля•
ции кабелей связи. Существующие нормы на испытательные на•
пряжения изоляции междугородных кабелей связи приведены в
табл. Пl.3 - Пl.5 приложения 1.
2.3. ПРОБОЙ И30ЛЯЦИИ СИММЕТРИЧНЫХ КАБЕЛЕЙ
Напряженность электрического поля двухпр-оводной линии в
;однородной изолирующей среде имеет максимальное значение на
п оверхности провода по линии, соединяющей центры проводов
aJ
r,
'i
oJ
Рис . 2.3 . Электричес1юе поле симметршной пары:
а
а) двуХJ!tРоводная линия :в однороJщой изолирующей среде;
6) ,двухпроводная линия с соприкасающимися изолирован­
,ми проводами
( рис . 2.3а). Величина максимальной напряженности определяется
выражением
и
Емакс = ---,
2г1 ln a/ri
(2.1)
тде а -расстояние между проводами; r1 - радиус проводов.
Формула (2.1) справедлива для случая, когда a~r1. В кабе•
.лях связи изолированные проводники расположены вплотную
друг к другу (рис. 2.36). Напряженность электрического поля в
·точках А и В в этом случае может быть определена по формуле
Е _ U1У(х+1)/(х-1)
макс-
_
_
,
2r1 ln(x+Jfx2 +1)
19

Сердечник междугородного симметричного кабеля даже при,
одночетверочной конструкции содержит более одной пары жил.
Соседние жилы, а также оболочка кабеля оказывают влияние на
электрическое поле симметричной пары. При этом величина мак~
симальной напряженности зависит не только от величины воздей•
ствующего напряжения, но и от схемы подключения токопроводя •
щих жил к источнику напряжения. Влияние схемы подключения
напряжения на величину максимальной напряженности электри­
ческого поля симметричного кабеля связи нетрудно оценить с по ...
• мощью метода потенциальных коэффициентов [27], если за осно­
ву взять одночетверочный кабель со сплошной изоляцией, полно •
стыо заполняющей пространство внутри металлической оболочки
кабеля . Расчеты показали ( см. приложение 2), что при подключе­
нии жил по схеме, соответствующей схеме дистанционного пита"
ния усилителей (расположенные по диагонали жилы имеют оди­
наковый потенциал), максимальная напряженность электрическо ,
го поля на 17 % больше, чем для схемы с противоположной по­
лярностью расположенных по диагонали жил (используется при
испытания х изоляции кабеля на заводе-изготовителе).
Электрическое поле симметричного кабеля связи с комбини ­
рованной воздушно -п ластмассовой изоляцией имеет сложный ха­
рактер. К настоящему времени отсутствуют ана л итические мето­
ды оценк и распределения напряженности поля в кабелях с такой
изоляцией. Наиболее реальный путь решения задачи - использо­
вание численных методов [ 13]. На рис. 2.4 приведены расчетныЕ>
модели и некоторые рез ультаты расчета на ЭВМ методом конеч ­
ных разностей электрического поля симметричного кабеля одно­
четверочной конструкции. Основные положения данного метода и
алгоритмы расчета приведены в приложении 3. В качестве расчет­
ных вариантов рассмотрены случаи изоляции токоведущих жи л
корделем, сплошным полиэтиленом и воздухом.
Подключение жил кабеля под напряжение в расчетных моде­
лях, приведенных на рис. 2.4а, б, в, соответствует схеме дистанци -·
онного питания усилителей по симметричному кабелю (красные и
желтые ,против синих и зеленых, соеди1нвн-ных с металлич,еской
оболочкой). В остальных трех случаях (рис. 2.4 г, д, е) подключе -..
ние жил под напряжение соответс11вует схеме «пучок - пучок» за­
водских испытаний изоляции кабеля напряжением (красные и
синие против желтых и зеленых, подключенных к металлической·
оболочке, или красные и зеленые против синих и желтых, соеди­
ненных с металлической оболочкой). Расчеты показали, что мак ­
симальная. напряженность поля между жилами при подключении ·
·их по схеме дистанциоrнного питанrия на 7% больше, че м для схе­
мы заводских испытаний (см. рис. 2.4 6, д).
При изолировании жил сплошным полиэтилено м (см. рис.
2,4 в) зона максимальной напряженности находится на внешне й
поверхности изолированного проводника и в воздушных клиньях
между изолированными жилами. Величина Еманс в этом случае,
примерно равна величине максимальной напряженности поля на•
20

поверхности токоведущих жил в случае чисто воздушной изоляцию
(см. рис. 2.4 г). В конструкции с кордельной изоляцией жил мак~
симальная напряженность в 2,14 - раза выше, чем при сплошной,
полиэтиленовой изоляции. При западании корделей соседних жил .
у
у
о)'
8)
х
Емакс
J8gO!J/мм
х
Рис. 2.4. Результаты расчета электричес1юго поля -01дночетвероrчного си,м-
метр,1<чно,го кабеля связи:
1
-
центрирующий полистирольный кордель, d = 1,14 мм, е -= 2 ,3; 2
-
токоведущая
жила,d =1,2мм;3
-
изолирующий полистирольный кордель, d = О,В мм, е = 2,3; 4
-
поясная изоляция из кабельной бумаги К-1 20, д = 0,68 мм; 5 - металлическая обо­
лочка с внутренним диаметром dвп = 8,1 мм; 6 - воздушная часть изоляции кабеля;
7 - сплошная полиэтиленовая (В = 2,3) изоляция токоведущих жил; 8 - чисто воз-
душная (е = 1 ,0) изоляция токоведущих жил
напряженность поля возрастает и в пределе (случай сближения-,
. токоведущи х
жил на расстояние, равное диаметру корделя) мо•
жет в 1,6 раза превышать максимальную напряженность поля при,.
максимальном расстоянии между жилами (см. ри;с. 2.4 д, е).
При соединении жил по схеме «пучок - оболочка» (все жилы,
соединены в пучок по отношению к оболочке) величина Еманс ·
между жилами с кордельной изоляцией и оболочкой практически
равна максимальной напряженности между жилами и оболочкой ,.
пол ученной для этого вида изоляции при схеме, соответствующей
схеме дистанционного питания. Максимальная напряженность
поля между жилами и оболочкой зависит от количества жил в пуч•
ке, увеличива ясь .на 27 % при уменьшении ч,исла жил от четырех,
до одной. Измене1Ние диаметра оболочки более :чем ,в 2 раза прак•-
2li

·тически не сказывается на величине напряженности поля. Суще,
,ственным образом влияет на максимальную напряженность поля
«жила - оболочка» толщина поясной изоляции. Уменьшение тол•
.щины поясной изоляции до нуля увеличивает Е1,ш, с в 1,3 раза .
Из приведенных результатов следует, что наиболее неблаrо•
:приятным в отношении распределения напряженности электриче•
ского поля в изоляции является случай кордельно-полистирольной
·.изоляции жил: напряженность поля резко возрастает в воздуш•
ных клиньях между корделем и токоведущей жилой, превышая
,более чем в 2 раза максимальную напряженность электрического
поля при однородной изоляции жил. Разряд в кордельно-полисти•
:рольной изоляции кабелей МКС обусловлен воздействием на изо•
.ляцию частичных разрядов, возникающих в воздухе в местах рез•
,кого усиления напряженности электрического поля [14]. Полисти­
:рольная пленка выполняет роль барьера на пути развития частич•
ных разрядов, препятствуя полному пробою изоляции. Наиболее
,вероятный путь развития разряда в начальной стадии пробоя -
частичные разряды на поверхности корделя либо по воздуху и
-распространенце их до полистирольной пленки.
При длительном воздействии частичных разрядов происходит
;разрушение полистирольной пленки или развитие разряда по по•
.верхности пленки в месте наложения одного витка на другой, при­
'ВОдящее к полному пробою. В случае достаточно высокого прило­
:женного напряжения ионизируется практически все пространство
·между проводом и пленкой и напряжение полностью приклады­
·вается к пленке с последующим электрическим пробоем ее в наи·
,более слабом месте либо разрядом по поверхности в месте пере•
:крытия слоев пленки. Такой механизм пробоя кордельно - поли­
стирольной изоляции был отмечен еще в первых работах по иссле­
дованию электрической прочности изоляции кабелей типа МКС
[6]. Из сказанного следует, что электрическая прочность кордель·
оНо-полистирольной из•оляц·ии в з·начителыюй степени определяется
электрической прочностью изоляции из полистирольной пленки,
зависящей от толщины пленки и степени перекрытия витков при
наложении пленки на кордельную изоляцию.
Механизм пробоя реальной изоляции кабеля типа МКС не•
~калька сложнее вследствие наличия либо двух последовательно
'Включенных участков «воздушный промежуток - полистирольная
.лента» при пробое изоляции между жилами, либо последователь•
но включенных кордельно-полистирольной изоляции жил и пояс•
·ной изоляции сердечника кабеля в случае пробоя изоляции меж•
лу жилами и оболочкой. Разрушение и пробой одного из участ•
,ков такой сложной изоляции облегчают процесс пробоя оставше•
.гася участка, поскольку практически все напряжение будет при•
кладываться к непробитой изоляции.
Электрическая прочность кордельно-полистирольной изоляции
·резко уменьшается при наличии в ней технологических дефектов.
•Сюда относятся: растрескивание полистирольной ленты за счет
;сильного обжатия сердечника; уменьшение межэлектродного рас•
:22

стояния при западании корделей сеседних жил, приводящем , как.
правило, к одновременному повреждению (растрескиванию) поли ➔-
стирольной пленки; наличие в полистирольной пленке микроскопи•
ческих отверстий и включений; совпадение стыков между лента•
ми кабельной бумаги в поясной изоляции сердечника кабеля. f1ри1.
строительстве кабельной магистрали возможна деформация обо~
лочки кабеля при прокладке , снижающая элект12ическую проч•
ность кабеля за счет уменьшения межэлектродных расстояний и
механических повреждений изоляции. Кроме того, участки с пони•
женной электрической прочностью изоляции образуются при нека•
чественном монтаже соединительных муфт.
Кабели типа ЗК, имеющие сплошную полиэтиленовую изол _я•
цию, выгодно отличаются от кабелей с кордельно-полистиро,льной ·
изоляцией в отношении электрической прочности. Пробивное ·
напряжение сплошной изоляции при электрическом характере
пробоя в несколько раз превышает пробивное напряжение кор•
дельно-полистирольной изоляции. Однако недостатком изоляци1t,
кабелей ЗК является наличие в ней газообразных и проводящих
включений . Эти включения обусловливают сравнительно ни зк ое ,
напряжение возникновения частичных разрядов, приводящих к .
иониза ционно му характеру пробоя при длительном воздействии ­
напряжения .- Следует иметь в виду также, что по другим электри•-
ческим характеристикам (параметры передачи цепи связи)
сплошная полиэтиленовая изоляция существенно уступает воз•­
душно-пластмассовой изоляции кабелей МКС.
2.4. ПРОБОЙ ИЗОЛЯЦИИ КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕИ
Изоляция коаксиального кабеля имеет наиболее простое па..
конфигурации поле - радиальное. В случае однородной изоля ➔-
ции Е = U/,r ln (r2/r1), где r1 и r2-соответ­
ственно ради усы внутреннего и внешнего
прО'ВОДIНИКО!В; r - радlИУС Э'КIВИПОТенциальной
пов ерхности, -н а которой лежит рассматри­
ваемая точка .
Максималь ная напряженность электри­
ческого поля Емакс наблюдается у внутрен­
него ~про вода коаксиальной 1пары (р,ис. 2.5).
Оптимальное 1соотношение диаметров (ра­
диусов) проводников к. п., при к,отором на­
пря женность электрическоlГо поля у внут­
реннего провод,ника минимальна, равно 2,7
(пр·и одном и том же значении диаметра
внутреннего проводника). Типичным приме­
ром однородlНОЙ изоляции является сплош -
н.ая или пористая полиэтиленовая :изоляцlИя
коа•коиальных пар, а также участки воз-
душной и шайбовой изоляци·и коаксиальной
пары 2,6/9,4. В сл учае слоистой изоляции
коак-сиального кабеля с разлиrчной дlИэлек-
о
1
!'i
1
!,.
1-2
,.-
Емuн
Рис. 2.5 . Электр.ическое­
поле -1юаксиальноrо ка­
•беля

-трической проницаемостью слоев напряже~ние, приходящееся на
<:К аждый слой, распределяется обратно пропорцио'Нально ем1Кости
,слоев. Ннутри каждого слоя -напряженность электр'иrческого поля
, о пределяется по формуле для коа%сиалыной пары с однородной
изоляцией.
При правильном подборе толщины и диэлектрической прони­
цаемости слоев можно значительно уменьшить Емакс- Такой спо •
,соб более качественного использования изоляции называется
традированием изоляции. На рис . 2.6 пр1иведены лр'им ерные ди-
Рис . 2.6 . Распределение ,напря­
женности электрического полн
·в
балло,нной изоляции ,коа,<си­
альной па:ры:
1 - внутренний проводник; 2 -
внешний проводник; 3 - полиэти ·
лен; 4 - воздух
,:а граммы распределения напряженности электрического поля в
,балонной полиэт-иленовой изоляции коаксиальной пары 1,2/4,6 .
:'К ак видно из диаграммы, более благоприятным является распре­
.деление электрического поля при расположении слоя твердого
диэлектрика у внутреннего проводника.
Механизм развития пробоя изоляции коаксиальных пар, как и
.в случае изоляции симметричных кабелей связи, в первую оче­
;р едь, определяется конструкцией самой изоляции. Пробою порис·
той полиэтиленовой изоляции к. п. 2,1/9,7 предшествуют частичные
. разряды в порах. Наличие ч. р . приводит к разрушению полиэти­
.лена, увеличению размеров пор и соответственно к увеличению
·мощности и интенсивности частичных разрядов. С увеличением
' П риложенного напряжения интенсивность ч . р. резко возрастает ,
,приводя к полному пробою изоляции. Развитие разряда начина­
ется у внутреннего провода в области максима,Тiьной напряженно­
сти поля. Напряженность возникновения ч. р . в изоляции умень•
,шается с увеличением размера пор. Кроме того, крупным включе­
;ниям соответствует также и большая интенсивность частичных
' разрядов вследствие увеличенного количества электричества и
,в озможности появления нескольких разрядов в одном включении
[ 11]. Поэтому для увеличения электрической прочности и срока
:24

службы кабелей с пористой изоляцией следует добиваться воз -­
можно меньших размеров пор.
В баллонной изоляции к. п. 1,2/4,6 пробой осуществляется в
два этапа. На первом этапе при достижении максимальной на "
пряженностью в воздушном слое значения начальной напряжен ...
ности Ен происходит пробой воздушного промежутка, при этом,
высокая электрическая прочность полиэтиленового слоя предотвра -­
щает полный пробой изоляции. Интенсивность таких частичных,
разрядов увеличивается с увеличением воздействующего напря"
жения. Частичные разряды, 1)азрушая поли1этиленоrвый слой, посте­
пенно приводят к полному пробою изоляции.
При быстром нарастании воздействующего напряжения интен "
сивные частичные разряды ионизируют все пространство между
поверхностью полиэтиленового слоя и поверхностью одного из.
п-роводов коаксиальной пары. В результате все напряжение прак"
тически оказывается приложенным к слою твердой изоляции, .
обусловливая электрический характер пробоя этого слоя. Как в,
случае пористой полиэтиленовой изоляции, так и в случае баллон •
ной изоляции напряжение пробоя, как правило, значительно пре•
вышает напряжение возникновения ч. р . , что и обусловливает ио•
низационный характер пробоя этих видов изоляции .
Изоляция коаксиальной пары 2,6/9,4 состоит из участков чис+
то воздушной изоляции, разделенной полиэтиленовыми шайбами "
Измерения на моделях коаксиальной пары показали [3], что ам +
плитудное значение среднего
пробивного напряжения чисто
ВОЗДУШНОЙ ИЗОЛЯЦИИ К . П.
(рис . 2.7) при полированной
поверхности проводов практи­
чески совпадает с велич,и,ной
начального напряжения на по­
верхности
цилиндрического
электрода, рассчитанного по
эмпирическим формулам. Вве­
дение изолирующих шайб сни­
жает электрическую прочность
изоляции к . п. примерно на
10% . Причиной этого являет•ся
искажение электрического по-
Рис.
25
2.7 . Модель аю аксиальной
2,6/9;4
па!РЫ
ля в'6лизи поверхности раздела полиэтилен - воздух из-за пере­
коса шайб, зазоров между шайбой и поверхностями 1Знутреннего,
и внешнего проводников, неоднородности материала, ,из которог о
изготовлены шайбы.
Более существенное снижение электрической прочности изоля •
ции пары 2,6/9 ,4 может быть вызвано такими дефектами струк •
туры, как задиры на поверхности внутреннего проводника, отсло •
ения мед'И на внутренне й повер х:ности в:нешнего проrвощНJика, ост­
рые заусеницы краев гофрированного шва, остроугольные вмяти•
ны на внешнем проводнике, загрязнения и металлизация шайб ,
25:

· изгибы внутреннего проводника, металлическая пыль в полости
коаксиальной пары. Перечисленные дефекты были выявлены на
,кабельных заводах при обследованиях коаксиальных пар 2,6/9,4,
:не прошедших испытаний на электрическую прочность [3, 19].
:Являясь как бы электродами с малым радиусом кривизны, дефек­
· ты приводят к резкому усилению напряженности электрического
поля в прилегающей области, соответственно снижая величины на­
чального Ин и пробивного Ипр напряжений изоляции коаксиаль­
ной пары. Более того, такие неоднородности уменьшают величину
межэлектродного расстояния, что также способствует снижению
электрической прочности воздушно-шайбовой изоляции коаксиаль-
• ной пары.
•
Нарушения структуры коаксиальной пары обычно выполняют­
ся и устраняются при заводских испытаниях изоляции кабелей
.с·вязи напряже1Нием. Пр·и этом металличесl]{ая пыль, заусеницы и
отслоения в большинстве случаев выжигаются искровым разря­
дом, что приводит к полному восстановлению электрической проч­
ности изоляции к. п. в данном месте. Процесс выжигания дефек­
тов искровым разрядом во время испытания электрической проч­
ности изоляции коаксиальных пар получил название электроис­
кровой тренировки изоляции. Зазоры на поверхности внутренне­
го проводника, остроугольные вмятины и изгибы внутреннего про­
водника приводят при испытаниях напряжением к необратимому
,снижению электрической прочности изоляции коаксиальной пары
и устраняются путем ремонта кабеля.
В процессе строительства кабельной магистрали связи основ­
:ным дефектом, вызывающим снижение электрической прочности
изоляции к п., являются вмятины на внешнем проводнике, обус­
ловленные деформацией оболочки кабеля при его прокладке.
Кроме того, уменьшение напряжения пробоя воздушно-шайбовой
изоляции к. п. 2,6/9,4 может быть вызвано металлической пылью,
,образующейся в результате трения кромок гофриро·ванного шва
внешнего проводника при транспортировке кабеля, а также попа­
дающей внутрь к. п. при разделке концов во время монтажа муфт.
Методика обнаружения и устранения образующихся при этом
мест с пониженной электрической прочностью аналогична применя­
емой на заводе -изготовителе .
:2.5 В03НИКНОВ~НИЕ ИСКРОВОИ ПОМЕХИ В КАНАЛАХ СВЯ3И
В коаксиальных парах 2,6/9,4 с полистирольной пленкой под
'Внешним проводником разряды, развивающиеся в местах с пони­
женной электрической прочностью воздушно-шайбовой изоляции,
·не могут перейти в полный пробой вследствие высокой электриче­
·ской прочности самой пленки. В результате такие дефекты не ВЫ•
·являются при обычных испытаниях изоляции кабеля на электри­
ческую прочность. При прокладке такого кабеля и подаче по
·нему напряжения дистанционного питания скрытые пленкой де­
'Фекты внешнего и внутреннего проводников коаксиальной пары,
,соусловливая местное повышение напряженности электрического
26

поля, могут привести к возникновению частичных разрядов в изо ­
ляции. Чацичные разряды приводят к искровой помехе при пере­
даче по I<абелю телевидения. Помеха проявляется на экранах те­
левизоров в виде чередующихся белых пятен и по своему харак•
теру аналогична помехе от искрящего контакта, чем и объясняет8
ся происхождение термина «искровая помеха» . По своим характе­
ристикам помеха близка к случайным импульсным помехам.
Причиной возникновения частичных разрядов в коаксиальном,
кабеле с пленкой, кроме отмеченных выше заводских дефектов ,
может служить также сильная деформация кабеля во время про­
кладки или попадающие внутрь пары при некачественном монта •
же муфт металлические опилки и загрязненные шайбы. Особую,
опасность, с точки зрения возникновения частичных разрядов в .
изоляции к . п., представляют задиры на поверхности внутреннего·
проводника (рис. 2.8а) и остроугольные вмятины внешнего про ­
водника.
Измерения напряжений . частичных разрядов , Ич.р на модели,
к. п. с задирам на поверхности внутреннего проводника (рис..
2.8 6) показали [5], что величина Ич.р уменьшается с уменьшени +
aJ
Рис. 2.8. Моделирование задира на вн утренн ем про,во1дни­
ке G<,, п . 2,6/9,4 с пле1щой :
а) задир ,на пов е рх•!fости внуI'реннего проводника ; 6) ,мо­
дель К1оа.ксиальной пары с пленкой при наличии задира
на ооутреннем nроводнll!Ке
ем зазора между острием задира и поверхностью внешнего право •
да к . п . Минимальная величина, близкая к напряжению дистан •
-ционного питания на изоляции к. п . , равному 1000 Вдейств, наблю •­
далась при касании острием задира полистирольной пленки, при ~­
легающей к внешнему проводу к. п. Величина пробивного напря 4
жения изоляции модели к. п . с пленкой при наличии дефекта •в:
случае кратковременного воздействия напряжения мало зависит от ,
размеров дефекта (~) и практически совпадает со средним про•­
бивным напряжением изоляции нормальной коаксиальной пары "
В табл. 2.1 пр'Иведены результаты измереН'ий ампл,итудно-час •
тотного спектра искровой помехи непосредственно в канале­
связи.
Согласно рекомендациям МК:К.ТТ норма помехи для участка
НУП - НУП в точке с 011носительным уровнем Ротв = О дБ равна:
-86,5 дБ. Следовательно, уровень помехи вследствие ч. р. превы ~­
шает указанную норму во всем диапазоне частот.
2Т

Та,блица2.1
Частота по-
0,3
0,5
1
2
3
4
8
мех, МГц
'
Уров-ень ,по- 1 1 - 1
1
1
1
1
мех, дБ
-33,9
-
35,6 - 44,3-56,5 - 59,9 - 61,6 - 59,7
Источниками искровой помехи, помимо частичных разрядов в
:местах дефектов структуры к. п ., могут быть также [21] плохие
'Контакты в цепях высо1юй ча,стоты станционного оборудо·вания,
плохой контакт внешних проводников коаксиальной пары или ис­
,кровой промежуток между центральным и внешним проводниками
к. п., появление которых возможно при некачественной спайке ко"
аксиальных пар в местах их соединений. Обнаружение и устране,
-ние источника искровой помехи, вызванной плохими контактами
или наличием искрового промежутка в муфтах, не представляют
-большой сложности [21]. Устранение искровой помехи, вызывае­
емой частичными разрядами в кабеле с пленкой, является значи­
'Гельно более трудоемкой операцией и часто приводит к полной за­
:мене дефектной строительной длины кабеля.
2.6. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНОГО ДАВЛЕНИЯ
НА ЭЛЕRТРИЧЕСRУЮ ПРОЧНОСТЬ ИЗОЛЯЦИИ
Для вов,душно-пластмассовой изоляции ,междугоро:n:ных !Кабелей овязи, в,клю­
•чающей в себя участ.1ш с чисто воздушной изоляцией, справе:n:ливы все основ ­
ные соо1'ношения, связывающие велИ1Чину !Пjробивного напряжения газоразряд­
ных промежутков с ,и-з•м,енениями давления, тем,перат у ры и вла,жности воздуха.
Наиболее известным из них является закон Пашена, :устано,вленный экспери­
ментально 1для пр-омежутко-в с однор()д,ным полем. Согласно за!Кону Пашена раз ­
ря,дное напряжение в однородном поле при не из,м,енной температуре ,являетс'I
,функцией произведения давления газа р на расстояние ~между элек'Грода-ми S:
Ипр=f(рS).
(2.2)
При из,менении темп1:1ратуры Т вместо давл,ения в (2.2) сле:n:ует подставить от­
носительную плотность газа
где р0 и То - давление и температура
JI/J v;,p
'
!10
'5
3
2
1
lJ,5
р$
0,1 !р 0,а 1 2 J ,f !О 20J0J0 /00 ммрт.ст.
Рис. 2д Кривая Пашена для разряд ­
ных наnр.яжений воздушного nр-оме­
жу1'ка с равномерным полем пр.и t=
= 20°С
28
газа пр.и нор.мальных усл овиях (р 0 ~
= 760 мм рт. ст.; То = 293 К). Зависи­
мость пробивного напряжения газового
промежутка с однородным полем от ве­
личины произведения pS при неизменной
температуре носит название кривой Па­
шена (рис. 2.9). Эта зависимость харак­
териз уется наличием минимума пробив­
ного напряжения. Аналогичные кривые
и меют место и для других газов .
Действие закона Пашена можно
распространить и на промежутки со сла­
бонеоднородным полем, наиболее харак­
терные для каб елей связи . Давление
воздуха под оболочкой кабеля может в
1,5-1,6 раза превышать нормальное,

если ,,абель находится ,rюд избыт,очны,м давлением. При испытаниях ка.беля на _
строящихся магистралях связи, расположенных в высоко,горных районах, дав­
ление воздуха под оболо:чк,ой м•ожет о.казаться несколько ни,же 'Н-ормалыюго,
Уменьшение сре,дней плотности ваздуха В :при 1величении высоты над уровнем
моря Н (в километрах) определяется нз соотношения 1[24] б = l,0l~0,0875H.
Размеры изо.лирующих воздушных прО1межут1юв в . изоляции кабелей свя.:111
не превышают несж,ольких миллиметров. Следовательно, пределы изменения про•
-изведения .pS в расоматриваемом случае со,ответст,вуют правой ветви кр .ивой
Пашена, хара1ктеризующейся линейной зависимостью пробивносо напряженшt
изоляции ,от произведения pS . При неиз,менных раз.мерах изолирующих проме­
жутков это •означает пря,мо пропорциональн,ое изменение пробивного напряже­
ния с изменением давления. Эхопериментальные исследовани,я электри,ческой
прочности воздушных промежутков ·паказывают, ,что при п·остоянной абс-олют­
ной -влажности разрядные напряжения воздушных промежутков произ .вольно,i
конфигурации 1прwблизительно пропорциональны плотности воздуха В [2]. Это
подтверждает справедливость изложе,нных выше п-оложений .
Таким образо,м, измеренные при произвольной плотности воздуха разряд­
ные ,напряжения , И пр (б) мо,гут быть приведены к нормальным атмосферным ус­
ловия,м с помощью соотношения Ипр(б = · l) = ;Uпр(б)/б. Увеличение влажноста
воздуха приводит к не.которому возрастанию электрической лроч1ности воздуш-
1юй изоляции. Одна .1ю влияние. влажности на разрядные напряжения в-оздуш­
ных лр(}межутков в однор ,одно.м и слабонеаднородном полях н~велико, причем
для небольших про ,меж утJ,ов наблюдается ослабление ,влияния влажности воз­
духа при ,кратковременных (импульсных) воздействиях напряжения. Таким об­
разом, влиянием влю1шости воздуха на электрическую !ПрОl'щость изоляции кабе­
лей связи, защищенной к тому же от в"Нешней .среды влагонепроницаемой обо­
лоч,кой, ,можно пренебiречь.
Исследова1ния влияния давления воздуха на электрическую прочность изоля­
ции кабелей связи пр·ово\11:ились в 1956 - :,1957 г.г. в ЦНИИС применительно 1,
воздушно-шайбовой изоляции коа'!,сиальных пар 2,6/9,4 . Исследова,ния показали,
ч·ю пробивные напряжения изоляции коаксиальных пар увелич.и.ваются на 25-
30 % при увеличении избыт,очно.го давления ,внутри кабеля на 0,05-0,06 МПа.
При этом вел,ичина разброса пробивных напряжений относительно среднег-о ос­
тается постоянной. На практике учет давления воздуха []ОД оболочкой кабелей
связи п~р,оиз.водится при испытании их изоляции на электрическую прочност!,.
Нормативными ,доrкументами определены величины поправок к значению испы­
тателынОIГ-о напряжения , учитываемых при повышении и.з ,быточного давления в
кабеле на ~,юкдые 0,01 МПа (0 ,1 к-гс/ом 2), а также rп.ри увели,чении высоты про­
кладки :кабеля на1д у,ро,внем мор.я на tкаждые 500 ·м. Знаrчения поправок приве­
дены в примечаниях к табл. Пl.3 и Пl.5 приложения 1.
3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ
3.1. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ
Исследования электрической прочности кабельной изоляции,
как правило, проводятся на коротких образцах кабеля с последу•
ющим пересчето.м: измеренных параметров электрической прочно­
сти на большие длины с помощью статистических методов. Зада•
чами экспериментальных исследований на коротких образцах
обычно являются следующие:
получение статистических распределений параметров электри•
ческой прочности испытываемой изоляции;
определение теоретических распределений, наиболее полно
удовлетворяющих экспериментальным;
29

оценка достоверности полученных результатов;
исследование механизма пробоя испытываемой изоляции; .
определение основных причин понижения электрической гiроч~
ности изоляции, а также влияния на ее величину конструктивных
элементов изоляции кабеля.
К:онечными целями проведения исследований электрической
прочности изоляции междугородных кабелей связи являются сле­
дующие:
оценка электрической прочности изоляции кабелей связи боль• .
шой длины:
определение максимально допустимых воздействий напряжения
на изоляцию кабелей связи, выбор рабочих и испытательных на­
пряжений;
разработка рекомендаций по методике испытания изоляции ка •
белей связи;
определение срока службы изоляции;
разработка рекомендаций по улучшению конструкции и техно"
логии изготовления кабелей связи с точки зрения повышения элек"
трической прочности их изоляции.
В зависимости от поставленной задачи исследования могут
проводиться при кратковременном и длительном воздействии на"
пряжения, а также при воздействии импульсов напряжения опре•
деленных крутизны и формы. Характерным примером кратковре"
менного воздействия напряжения на изоляцию является плавное
увеличение (подъем) напряжения на испытываемом образце до
наступления пробоя. При длительных испытаниях по общеприня•
той методике на образец воздействует напряжение неизменной
величины. При этом фиксируется время до момента пробоя изоля•
ции образца. В далынейшем для кратюости изложения будут исполь­
зо'ваться термины «кра11конременная», «длительная» и «импульс­
ная» электрическая прочность изоляц'ИIИ, соответ,ствующие перечис-
ленным выше воздейств·иям напряжения.
•
3.2. ПАРАМЕТРЫ ЗЛЕRТРИЧЕСRОЙ ПРОЧНОСТИ
И МЕТОДЫ ИХ ОЦЕНRИ
Основными параметрами электрической прочности изоляции
являются напряжение начала частичных разрядов Ич.р, напряже­
ние пробоя изоляции Ипр и срок службы до пробоя при определен­
ном напряжении т. Вследствие статистического характера про•
цессов пробоя п,еречислеНiные параметры сами являются величина­
ми статистическими и для полной характеристики электрической
прочности изоляции необходимо знать законы распределения от•
дельных значений этих параметров [20, 22].
В области, близкой к средним значениям параметров, многие
теоретические распределения практически совпадают. В области
же больших отклонений значений параметра от среднего, пред•
ставляющей наибольший интерес с точки зрения оценки надежно•
сти работы изоляции, разница между распределениями является
30

tущественной. Соответственно правильный •выбор функции рас•
пределения, определяющий эффекти1вность статистичееких ра,счетов
в области малых вероятностей, является весьма важным этапом
исследований электрической прочности любой изоляции. Для по•
лученного экспериментально распределения •обычно определя•
ются среднее значение измеренных величин Х и среднеквадратиче•
ское отклонение измеренных величин от среднего бх по форму•
лам:
где п - число измерений величины Х. Оценка точности определе­
ния параметров Х и бх производится известными методами теории
вероятностей и математической статистики [7, 22] .
При обработке опытных данных, в первую очередь, проверя"
€тся соответствие полученного и нормального законов распределе•
ния. Такая проверка может быть произведена с помощью вероят•
· ностной
бумаги, на которой интегральные законы распределения
F(X) имеют вид прямых линий [20, 22] . Переход от нелинейных
графиков к линейным овязан с заменой переменных. В результате
получается новая система координат, в которой шкалы по осям
Х и F(X) либо по одной из осей получаются неравномерными.
Вертикальная шкала сетки является функциональной и различной
для каждого закона распределения. По ней в соответствующем
масштабе откладываются накопленные частости, соответствующие
определенным значениям параметра Х._ Горизонтальная шкала ЯВ•
ляется, как прав!_!ло, равномерной и служит для фиксации значе­
ний параметра Х.
В случае . правильного выбора теоретического закона распре ◄
деления экспериментальные точки расположатся на вероятност•
ной бум~ге данного теоретического распределения в виде прямой
линии. Если при обработке опытных данных выясняется несоот"
ветствие полученного распределения нормальному, проверку еле ·
дует произвести на вероятностной бумаге, предназначенной для
р.ругих законов распределения ( логарифмического, экспоненци ~
ального, Вейбулла, равновероятного и т. д.). Более объективно
близость экспериментальных и теоретических распределений оце.
нивается с помощью критериев согласия (Колмогорова, Пирсона
или Стьюдента) [7, 22]. .
3 .3 . ПРИМЕНЕНИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИИ
ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ
Физическая картина возникновения частичных разрядов или
проба~ изоляции кабелей соответствует принципу «слабого звс~
на». Применительно к пробою изоляции это означает , что элек •
трическая прочность изоляции определяется электрической проч◄
31

ностью самого слабого участка. Статистическая модель, соответ ~
ствующая данной физической модели, записывается в виде
Fn (И)= 1- [1- F (U)]п,
(3.1 )
где F(U) = Р(Ипр<И) -функция распределения пробивных на ·
пряжений единичного участка изоляции; Fп(И) = Р(Uпрп<.И)­
функция распределения пробивных напряжений всей изоляцион­
ной конструкции, ,состоящей IИЗ п учаетков; Ипр ·и Ипр п - пробив­
ные напряжения соответственно единичного участка изоляции и
всей изоляционной конструкции .
Распределение (3.1) относится к классу экстремальных рас ·
пределений, которые представляют собой распределения мини­
мального или максимального значения в выборке. Последняя со­
стоит из элементов совокупности, имеющей некоторое исходное­
распределение. Экстремальное распределение предусматривает
значительно большую, чем нормальный закон, вероятность появле ­
ния слабых мест. В общем случае вид функции Рп(И) зависит от
характера исходного распределения и числа членов п в выборке .
В зависимости от условий, накладываемых на исходное распре,
деление, функция распределения Рп(И) при увеличении п асимп­
тотически стремится к предельным распределениям первого, вто ­
рого или третьего типа ·[10, 22].
В технике высоких напряжений применение получили экстре­
мальные распределения первого и третьего типов . Распределения
первого типа - это двойные показательные распределения вида
(U- U0)/cr
Fn (И)= 1 - ехр-ехр
,
где U0 - мода или наиболее вероятное значение Ипр; а
-
величи­
на, пропорциональная среднеквадратическому отклонению. Распре­
деления первого типа реализуются в том случае, к.огда распреде•
ление F ( И) каждой из величин И; статистиче:ского ряда не
ограничено на числовой оси и приближается к нулю или единице
достаточно быстро по «показательному» закону. Экстремальные
распределения первого типа использую:r-ся в технике высоких на"'
пряжений при оценке минимальной электрической прочности изо ­
ляционной конструкции, состоящей из большого числа элементов ,
расчета максимальных ожидаемых величин токов молнии при гро­
зовом разряде и т . д. [20, 22.]
В последнее время для оценки электрической прочности изо­
ляции стали широко применяться предельные распределения треть ­
его типа или распределения Вейбулла, характерные для случаев ,
когда F(U) каждой из величин последова:vУл"ьности имеет границы
на числовой оси. При исследовании кратковременной электриче-.
ской прочности изоляции распределение Вейбулла для измеренных
щrачений пробивных напряжений будет иметь вид [35]
11-ехр[-( И- Ин )k] для И>Ин,
Fп(И)=
Ио-Ин
О
для И <Ин,
(3.2 ).
32

- где И0 >Ин~О и ,k>0; · И0 - величина напряжения, при котором
F(U = .U 0 ) =63,2%; Ин-минимально возможное значение пробив"
ного напряжения; k - постоянная, характеризующая меру диспер_~
сии экспериментальных данных . При •Ин ...:._ О выражение (3.2) уп•
рощается:
рп (И)= { 1-ехр [- (И!Ио/] для И>- О,
,
О
для И<О.
Распределение Вейбулл-а имеет вид прямой линии на вероят•
ностной бумаге, где по вертикальной оси •в масштабе
ln ln[lfl~F(U)] отложена вероятность пробоя при напряжении,
меньшем И, а по горизонтальной оси - напряжение в масштабе
1n И. Коэффициент k определяет угол наклона прямой на вероят•
· ностной бумаге. Параметры вейбулловского распределения могут
бьпь найдены через приведенные моменты с помощью гамма "
функций [ 1О, 22]:
среднее значение пробивных напряжений Опр = Ин+ ( Ио-.Uн) Х
ХГ(l + 1/k);
дисперсия cr2 = (И0~Ин) 2 [Г (1+2}k) -Г2 (1 + 1/k)];
нормированная разность нижнего предела и характеристиче•
ского значения В (k) = (,И0- Ин) /а= [,Г (1 +2/k) -Г2 (1 + lfk) ]-112 ;
_
нормированная разность характеристического и среднего зна • ·
чений А (k) = (И0- Опр):/сr = [1 -Г(l + 1/k)] В (k);
НИЖIНИЙпределИн=Ипр- ИоГ(1+(1/k)]или И = О
-
а[В (k)-
1- Г[l+(l/k)]
н
пр
- А (k)].
Характеристическое значение Ио или моду распределения мож­
но также определить по порядковой статистике, т. е . интерполя­
цией между m+l и т значениями пробивных напряжений [101 :
m<m'<m+ 1, где m'- порядковый номер, соответствующий И0 ,
причем l-l[m/(N+l)J=0,368; m = 0,632 (N+l) .
Расчет параметров .lJн и k вейбулловскоrо распределения че­
рез приведенные моменты может привести к большим ошибкам .
В связи с этим целесообразно определять минимально возмож ­
ное значение пробивного напряжения Ин расчетом по величине
_ максимальной напряженности электрического поля в и з оляции и
условию возникновения в изоляции частичных разрядов, а также
·по результатам непосредственных измерений • Ич.р в изоляции .
Для определения коэффициента k применим метод регрессион-
ного анализа, согласно которому
,
~
N
~ (Х -Х)(У -У)
k=
n=l
N
I (х -Х)2
n=l
где Х = ln(И- Ин); Y=lnln(l/1-.F(U)).
фициента k может производиться путем
та вариации [10] •
2-214
При Ин=О оценка коэф ~
определения коэффициен•
33

(3.3)
Предварительную оценку угла наклона кривой можно опреде­
лить по фор~уrуле [8]
lnU1- lпИ2
(3.4)
При этом вначале ,выбираются границы интервалов И1, И2 , И~ ... ,
ИN и подсчитывается количество значений m;, попавших в интер,
вал. Затем находятся соотношения Р, ( И 1 ) = m 1 (U,)/N; Р2 (И2) =
-,т2 (,И2 ) /iN и т. д. и определяется коэффициент k.
В случае длительных испытаний изоляции на пробо й при неиз•
менной величине воздействующего напряжения (исследование на
срок жизни) распределение Вейбулла для значений времен до
пробоя может быть записано в виде [36]
F (t) = 1-ехр[ - (t/t0)a] ,
(3.5)
где t0 - время до пробоя, отвечающее вероятности 63 %. Для не•
которых видов изоляции лучший результат в этом случае дает
использование для аппроксимации экспериментальных данных лq­
гарифмически-нормального- закона, суперпози ций вейбулловского
и логарифмически-нормального и других законов распределения .
Это объясняется особенностями развития пробоя , характерными
для разных типов изоляции, обеспечивающими различие в физиче­
ских и соответственно в статистических моделях пробоя изоля­
ци1и {12, 16, 29].
При изменяющихся длительности испытаний и величине воз­
действующего напряжения вероятность пробоя изоляции опреде­
ляется обобщенным законом Вейбулла
F (И, t)= 1-ехр[-(-t)а(И- Ин)k].
t0
И0 -Ин
(3.6)
Уравнение (3.6} при фиксированных значениях F(U, t) пред•
ставляет собой серию параллельны х прямы х, являющихся, по су­
ществу, кривыми жизни или вольт-секундными характеристиками
изоляци1и. Для F(U, t) =0,5 имеем .средrн.юю шшrию ,срока жизн·и, или
среднюю к·ривую жизни. Ее урав1нение при Ин = О запишется 13 .виде
1n(t/t0 )=b-n1n(V/U0 ),
(3.7)
где ,b =lnln2; n =k/a. В линейных координатах ф-ла (3.7) будет
иметь вид
(3.8)
где у и п - характерные постоянные изоляции. Выражение (3.8)
имеет форму стеценн6го закона или так называемого закона мощ­
ности, справедливость которого подтверждает_ся большинством ис­
следователей.
34

Для сложной . комбинированной изоляции экспериментальные
данные, нанесенные на вероятностную бумагу, соответствующую
за1<0ну Вейбулла, аппроксимируются в ряде случаев ломаной пря·
мой, имеющей одну или несколько точек перегиба . Причиной яв­
ляются различия в механизмах пробоя на различных стадиях ис­
nытания изоляции напряжением.
Зависимость кратковременной электрической прочности поли­
мерной изоляции от времени приложения напряжения может быть
выражена в виде [29]
1 - (И t!Иo)m+I
1- (И/Ио)т+1
(3.9)
где U0 - первоначальная электрическая прочность изоляции; Иt
-
кратковременная электрическая прочность изоляции по истечении
времени t; И - воздействующее напряжение; т
-
коэффициент,
зави,сящий от типа изоляции. В моме1нт t = тж эле,кт~рическая ,проч­
ность снижается до величины приложенного напряжения и проис­
ходит пробой изоляции. В [36] на основании новой теории, · игнори­
рующей механизм старения изоляции и рассматривающей только
его эффект, также получено выражение, связывающее кратковре­
менную электрическую прочность изоляции gF = ИF!U F , воздейст­
вующее напряжение g = Us/ 1UF, и время воздейств'ИЯ напряжения
или в ре мя старе;ния t/to:
• (3.10)
где t0 - время до пробоя при приложении напряжения толчком;
gF, g и п при принятых выше обозначениях могут быть выражены
как gF = Иtf, Uo; g = И/Ио; п = т + 1. Со1Вместное использование
выраже"Ний (3.9) и (3.10) поз·воляет при n> 10 до1вольно точно опре­
делять отноше,ние t/to, соот1Ветс'Тlвующее gF = О.
3.4 . ОЦЕНКА ЭЛЕRТРИЧЕСRОИ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ
RАБЕЛЕИ БОЛЬШОИ ДЛИНЫ
Кабель связи длиной L можно представить состоящим из по­
следовательно соединенных отрезков по l метров, т. е. l=L/N, где
l- длина образца кабеля, принятая для экспериментальных ис­
следований электрической прочности изоляции кабеля. Большин.
ство известных в настоящее время методов · пересчета предполага­
ет статистическую независимость параметров электрической проч•
ности соседних участков изоляционной конструкции. При таком
подходе вероятность пробоя изоляции кабеля большой длины
'I'N(U) при воздействии напряжения И можно определить по фор•
муле
N
Ч'н(И)= I~П [l-Ч'1 (U)].
2*
35

При равенстве длин отрезков и равных вероятностях их пробоя
под воздействием напряжения И формула приобретает вид
•
Ч1N(И)= 1-[1-Ч11(И)]N.
(3.11)
.Зная закон распределения пробивных напряжений изоляции об•
разцов кабеля 11' 1 . (И) по ф-ле (3.11) можно рассчитать Wн ('И) ,
При Ч'н(И) = О,5 из (3.11) получим
Ч11 (И)= I - 0,5 11N.
(3.12)
Соотношение (3.12) позволяет определять 50 % - ное разрядное
на.пряжение изоляции кабеля большой длины по исходной кривой
11' 1 (И), полученной при испытаниях на коротких образцах (метод
Зингермана - Козырева). Точность определения Wн(И) в этом
случае при большом значении N будет определяться п равилвно ·
стью выбора теоретического закона для полученного опытного рас•
пределения в области малых вероятностей . При нормальном за •
коне распределения пробивных напряжений оценка параметров
электрической прочности изоляции кабеля большой длины может
быть произведена по <i]ормулам [6]:
(3.13); (3 . 14)
где tн соответствует табличному значению функций нормального
распределения F(t) = l/2N или Ф(t) = (N- l )j2N; ОпРJ; cr1; Ипрн;
dн - соответственно параметры электрической прочности и з оля •
ции ,о 6разцов кабеля и кабеля большой дли,ны; kвар = сr1/Ипр 1 -
коэффициент вариации , предполагаемый не зависящим от длины
кабеля . Изложенный метод справедлив при 11' 1 (И)« ljN. В этом
случае (3 .11) принимает вид Wн (1И) = ,NW 1 (И), откуда при
Ч'н(U) =0,5 получаем 11' 1 (И) = W( , И ~ Опрн) = l/2N.
Последнее соотношение не точно удовлетворяет условию
11'1 (И)« 1/N и заведомо предполагает некотор ую ошибку в опре • .
делении Ипрн. Следует иметь в виду также, что для определения
,Ипрн с необ ходимыми точностью и надежностью по вышеизло ж ен •
ным методам количество образцов малой длины, требуемое для
опыта, должно быть равно ,m = 4N, что практически трудновыпол •
:нимо .
К · :недостаткам эти х методов пересчета относятся также фак •
тическое равенство максимального, среднего и минимального про "
• бивных напряжений кабе л я, увеличенного по отношению к · и с ход •
ной длине опытных образцов в 100 раз и более, и наличие зави •
симости величины среднего относительного :напряжения пробоя,
вычисленной для кабеля большой длины , от исходной величины
среднего пробивного :напряжения образцов, принятой за 100%.
·
В [2] для расчета ИпрN и сrн рекомендуются выражения:
ИпрN=Ипр 1 -zNа1 ; ан=~Nа1.
(3.15); (3.16)
где Zн и ~N рассчитываются по формулам, полученным на осно •
вании соотношения {3.11) в предположении нормальности зависи •
36

мости Ч'и(И). Зависимости zи и ,pN от величины N приведены на
рис. 3.1 .
При наличии статистической связи между параметрами элек•
трической прочности соседних отрезков кабеля оценка электриче~
fl,, ZN
4
0,8
О,б 3
0,4 2
42
'
V
о °to·
....
~
,_.. ..
'
1
lн
..--
.......
,..
---~
,..
~-
N
Рис. 3.1. Зависимость IZN и ~N для раз-
личных зна1Чений N
ской • прочности больших длин кабеля при воздействии напряже•
ния, удовлетворяющего условию \,U-,Ипр\ ~2а, может быть про•
изведена по формуле [1]
PN (И)= Р1 (И) [Р2 (И) ]N-I ,
• r.З.17)
Р1 (И)
\
где Р 1 ( И) = 1 - Ч' 1 (1U) - вероятность непробоя изоляции единич­
ного отрезка; Р2 (И) =1-Ч'2 (И) - вероятность непробоя изоляции
двух соединенных последовательно отрезков кабеля; Ри(И) - ве­
роятность непробоя изоляции целого кабеля; N = L/l-число от•
резков в общей длине кабеля. При выводе формулы предполагал ~
ся нормальный заrшн распределения пробивных напряжений изо ...
ляции едrщичных отрезков.
В случае последовательного соединения двух отрезков кабеля
вер0ятность ,пробоя их ,изоляции выч'исляется по формуле
ЧF2 (И)= 1-Р2 (И)= 2Ч'~ (И)- 1Р'11 (И),
(3.18)
где Ч'!l ( И) - вероятность одновременного пробоя первого и вто·
рого отрезков кабеля при воздействии напряжения И. Значение
Ч' 1 (.И) может быть получено с помощью таблиц функции нор•
мального распределения. Величина Ч:' 11 (.И) определяется двумер•
ной интегральной функцией распределения, практическое вычисле•
ние которой можно производить с помощью таблиц.
При использовании экстремальных распределений оценка па•
раметров электрической прочности кабеля большой длины может
быть произведена по формулам [ 10]:
(3.19); (3.20)
где
aN=[I- N~/k]г (1++)[г(1+ ~)+r 2 (1+ ~)J- 112
; bN= )1k;
(3.21); (3.22)
k - коэффициент, определяемый по ф-лам
. (3.3), (3.4); Г (х) -
гамма-функция.
37

3.5 . УСТАНОВКИ И СХЕМЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ ПРОЧНОСТИ
•
Оборущование для исследования электрической лр,очности изоляции кабелей
связи должно ,в,ключать в себя высо1ковольтные уета1новки п,еременн.о['О, постоя,1-
ноrо и· импульсного напряжений [24, 26 ] . .Мощность устано,во"', п1рименяемых
для исследования электрической прочности ;изо,ляции кабелей связи, ка:к прави­
ло, невелика, 11по объясняется небольшой длиной исследуемыас образцов кабе­
лей свяэи, а та1кже стр \''11ле,нием ,предотвратить сильное разрушение полимер,н.ой
изо,ляции в месте прО1боя-, аатрудняющее 01пределение начальной при,чины пон,1-
жения электрической []р ,О1чности изоляции образцов. Принципиальные сх&'11Ы, ис­
пользуемые для измерения частичных разрядов в ,изоляции [,34 ] , приведены на
рис. 3.2 . Ма1,симальная чувствительность схем обеспечивается при Се;,,: 1ОС и
(если Со.и~ Свх) И Се;:::; Со.и-
l
-1...
а)
lсаиZu
о)
'8)
Рис. 3.2 . Принципиальные схемы измерения частичных раз,рядов в изоляц;ии:
а) схема с включением измерительного элемента в ветвь заземления соедини­
тельного конденс.атора; 6) схема с включением из,мерительно1rо элемента в ветвь
заземления ,объекта иопытан:ий; в) мостовая схема:
J-- защитное устройство; 2 ·-
измерительный элемент; З - измерительное устройство; Си
-
сумl\-rарная емкость источнин:а испытательного напряжения и системы шин; С с - емкость
соединительного конденсатора; С O .и - еr.•1кость объекта испытаний; z11 - сопротивление изме -
рительного элемента; С вх - входная емкость измерительного устройства
В качестве из.мерительного элемента в схемах рис. 3.2а, 6 используются ре­
зистор ли,бо катушка и,щцуJ<тивности. Рез,ист,ор предпо,чтительнее пр.и применении
широ:ксшолосното изме;рительного устройства, ,катушка иидуктив,ности - при при­
менении узкополосного измеритель но.го устройства. Вел,ичина сопрот,ивления ре­
зистора выбирается от •нескольких единиц до несколь:ких тысяч {}М. Велwчина ин­
дуктивности L и ее сопротивление r 1выrчисляются по формула·м: • L = 1/4л2f 2оСа;
r=LЛ.f, ,где fo ,и Лf - час11ота настройки и 1Шири1на по,лосы пропуска,ния уз~опо­
лосного измерительного устройства; Са - эквивалентная емкость схемы относи­
тельно входа изм,ерительнс,го устройства. :В ,мостовой схеме (рис. 3.2в) реко­
'Мендуется п~рименять из.мерительный элемент, состоящий из 1двух регулируемых
безындукционных резистор,ов. Мостовая схема измерени,я используется при на­
личии сильных в1нешних помех.
Прад<тичес:кие исследования характеристrnк час"!)ичных разрядов проводились
по схеме ,рис. 3.2а 1при Се = 220 пФ; <Rи = 1000 Ом; Lи = 10 мГ. Величи~на токо­
ограничивающею сО1Противления J<огр ,была принята равной 84 кОм . В качестве
измерительного ус"Гройства использ.овался измер,итель частие~ных разрядов
ИЧР - 3, изготавливаемый опытным заводом ВЭИ, а также осциллографы С 1-8,
С41-Б и др. :Прибор ИЧР-3 оовмещает в себе широкополосный усилитель и ос­
ци11лограф. В СJ{еме осциллографа при,менена эллиптическая развертка, ,цающая
воомож~ность наблюдать разрядные импульсы обеих полярностей без услож,не ­
ния сх,емы (отсутствует необходимость в двух,канальном осциллографе}. Прибор
компактен, удобен в ~работе, ,выполнен в переносн,сi,м виде, ~масса прибора 16 кг.
Исследования эле'Ктрwческой • прочности изО:Ляции кабелей связи проводятся
на образцах разл111чной длины. Подгоrовка образцов к испытаниям должна ис-
38

ключать про,бой -изоляции в месте разс11.ел,к.и. ,Цля с!fмметриrчных ·кабелей исполь­
зуютСJI два вариа.нта разделки абразцов. В перво,м варианте . (рис. 3.3) после
удаления •металлической оболочки с обоих 11юнцов -образ1Ца ,на длине 10-12 см
11
2
J4
.5
ll
с.;::;~::::~;:..,,:~,.
5-10
100-120
Рис . 3.3 . РаздеЛJ<а образцов сим­
метричнаrго ,маrистрального ,кабе-
ля в металлиrчес~юй о·болочке:
1 - металлическая оболочка; 2 - про­
дольный разрез; 3 - поясная изоляция;
4 - нитяной
бандаж; 5 - изоляция
жил; 6 - токопроводящие жилы
оболочка раз ,резается на небольшом расстоянии от J<раев и разворачива,ется в
• виде ворон:ки для исключения влияния краево.г,о эффекта. Во втором вар,ианте
разреза .о,болоч:ки и образо,вания воронки ,не производят. В обоисХ случа,ях по­
ясная -изоляция сохраняе11ся ·на рассто<1нии 3-4 см от ~юнцов металличе­
ской оболочки. На поясную изоляцию
на расстоянии I см от края наклады­
вается нитяной бандаж, изолирован­
ные жилы раздвигаются без резких
перегибов. Для подключения жи.1 к
источнику напряжения изоляция с
концов жил удаляется на расстояни(
0,5 -1 ,0 см (в случае .кордельно - поли ­
стирольной изоляции эту операцию
рекомендуется производить горячим
паяльнико м ).
'l
а)
Разделка образцов коаксиаль-
.
1~4
.
~~ /2
ных пар показана на р ис . 3.4. При ;с:===:::;;:--~-:=;~;;:;:;:;;;;:;:;:;~
разделке к. п . 2.6/9,4 с шайбовой изо- с::!:===~~~~~~~~~~~==
.цяцией (рис. 3.46) опиливать ~юнцы 1(
внешнего . проводника не рекоменду-
ется во избежание попадания м етал -
лических опилок внутрь к. п. Кроме
30
!О
того, необходимо закреплять концы
о}
обрезанных стальных экранных лент,
наложенных на внешний проводник,
чтобы предотвратить их развертыва- Рис. 3.4 . Разделка образцов
ных пар:
коакоиаю,-
ние и увеличение размеров коакси­
альной пары. Фторопластовая втулка,
вставляемая с торца внутрь коакси­
алыной пары, служит для ,предотвра­
щения пробоя возд у шной изоляции по
краю ic п. вследствие ,краевого эф ­
фекта .
а) малогабаритной 1,2 / 4 ,6;
2,6/9,4;
6) средне11
1 - внешний проводник; 2 - внутренний про­
водник; 3 - баллонная изоляция; 4 - фторо­
пластовая втулка
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ИЗОЛЯЦИИ
ПРИ ПЕРЕМЕННОМ И ПОСТОЯННОМ НАПРЯЖЕНИЯХ .
4.1. ИССЛЕДОВАНИЕ RPATROBPEMEHHOЙ ЭЛЕRТРИЧЕСRОИ
ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ · КАБЕЛЕЙ MRC
Исследования электрической прочности изоляции симметри.ч •
1 НЫХ. междугородных кабелей СВЯЗ'И прОIВОД'ИЛИСЬ . В О'С'НО:ВНОМ для
кабелей МКС, значительно уступающих в отношений электриче­
ской прочности кабелям со сплошной изоляцией типа .ЗК. Предва•
рительные результаты исследований приведены в [ 14]. Исследо •
\39

валась кратковременная электрическая прочность изоляции метро•
вых образцов кабелей связи типа МКС 4 Х 4 в свинцовой, алюми­
ниевой и стальной гофрированной оболочках. Испытания на про•
бой проводились при переменном напряжении путем плавного
подъема напряжения со скоростью не · более 0,3 кВ/с при подклю·
чении жил кабеля по схемам «пучок - пучок», «четверка
-
чет•
верка», «пучок - оболочка», соответствующим основным схемам
. дистанционного
питания [23].
.
При 'Испытаниях ,по схе-ме «четверка - чеwерка» красная и
зеленая четверки подключались к высоковольтному выводу, а жел•
тая и синяя - к заземленной _ оболоч,ке. При испыта,нии по схеме
«пучок - пучок» все первые пары (красная и желтая жилы) под­
ключались к высоко,вольтному выводу устаноlВ'КИ, а вторые (с1иняя
и зеленая) - к заземленной оболочке. Все последующие исследо­
вания электрической прочности изоляции между жилами также
mроводились по данной схеме, поскольку она характеризуется на­
;им:еньшей электрической прочностью по сравнению со схемами
-«пучок-п учок», применяемыми при заводских испытаниях кабе­
...чя 1 • В отношении выявления дефектов испытание по выбранной
для исследований схеме практически эквивалентно двум испыта­
ниям по обычным схемам заводских испытаний. Действительно, в
первом случае воздействию напряжения в каждой четверке под­
вергается изоляция всех четырех сочетаний рядом расположенных
жил, тогда как в каждой из обычных схем заводских испытаний
мы имеем по два такИ,х---еочетания.
•
Проведенные испытания показали, что электрическая проч-
1юсть 1Изоляци'И кабеля применительно к , схемам дистаrн:-цион,ното
питания имеет максимальную величину при схеме «пучок - обо­
лочка». Схемы «лучок - пучок» и «четверка
-
четверка» прибли•
женно можно считать эквивалентными. Кабель со стальной гоф "
рированной о:болочкой имеет ~наименьшую электрическую проч~
ность изоляции по всем схемам испытаний. Однако достоинством
этой конструкции является меньший разброс параметров электри­
ческой прочности.
Исследоваrния об,разцоlВ од'ночеТ1верочных r~ абелей марки
МКСАШп 1 Х4Х 1,2 показали, что электрическая прочность их
изоляции в 1,6 раза выше, чем многочетверочных, применительно
к схеме «пучок - пучок» (Опр = 5,О кВ) и в 1,4 раза выше при
испытаниях по схеме «пучок - оболочка» ( Опр = 7,25 кВ). Значе-­
ние коэффициента корреляции между Ич.р и Ипр находится в пре•
делах 0,3 - 0,5, что говорит о возможной связи между Ич.р и Ипр­
В результате пересчета с помощью · статистических методов дан­
ных испытаний для схемы «пучок - пучок » на строительную дли·
ну кабеля в [14] были получены следующие значения минималь -
1 Испытания · электрической прочности изоляции -между жилами симметрич­
ного ~кабел,я ,произ водятся по двум схема\М ; ,пу,чок красных и синих жил ·по от­
ношению ~к пуч,1{у желтых н зеленых, соминенных с оболочкой; пучок красных
и зеленых жил по отношению х лу;чку синих и желтых, соединенных с обо.
лочкой :
•
•

ных напряжений частичных разрядов в изоляции .Ич.р.мив и ее
пробоя Ипр.мин, соответствующие вероятности Р = -0,01: Ич.р.мин =
= 1,45 rкВ и Ипр.мин = 1,74 кВ пр·и аппроксимации опы1iных ,раопре­
делений нормалЬ'ным законом; Ич.р.мин = 1,4 кВ 1и Ипр.мин= 1,66 кВ
при аппроксимации опытных распределений экстремальным зако"
ном.
Заводские испытания электрической прочности изоляции кабе"
лей МКС по схеме . «пучок - пучок» производятся в течение 2 мин
переменным напряжением 1,5 кВдейств, Таким образом, результаты
пересчета показывают, что кратковременная электрическая проч•
ность изоляции жил кабелей типа МКС удовлетворяет испыта~
тельному напряжению -Иисп= 1,5 кВ. Следовательно, пробой изоля"
ции -строительной длины кабеля при испытании во время увеличе•
ния напряжения свидетельствует о плохой технологии изготовле"
ния кабелей. Результаты пересчета подтверждают также предпо•
ложение о возможности появления частичных разрядов при
U= 1,4 кВ, которые, воздействуя - на изоляцию, могут привести к
ее разрушению и пробою. Непосредственные измерения характе~
ристик ч. р. в изоляции кабелей типа МКС показали следующее:
при переменном напряжении начальные частичные разряды
возникают на положительном полупериоде, причем интенсивность
ч. р. возрастает пропорционально приложенному напряжению;
при пос-гоя1нном напряжении ч. р. имеют хаотиче-окий характер,
влияние_ полярности напряжения в этом случае не заметно. С уве•
личением напряжения количество разрядов в единицу времени воз"
растает, при этом интервалы времени между отдельными частич~
ными разрядами составляют от 10 с до 2 мин и более;
,
напряжение появления ч. р. при испытаниях по схеме «пучок­
оболочка» на 11 % ниже, чем при испытаниях по схеме «пучок­
пучок» при незаземленной оболочке;
интенсивность частичных разрядов при напряжениях, в 1,2-
1,3 раза превышающих минимальные напряжения появления ч. р.,
снижается в течение первых 10 мин;
• для моделей симметричных пар с кордельной изоляцией
без
полистирольной ленты минимальное напряжение ч. р . на постоян"
ном токе равно 1,55 кВ, что на 10% ниже результатов теоретиче-.
ских расчетов; при переменном напряжении · 1Ич.р.мин составляет
примерно 1000 В.
Более полные исследования кратковременной электрической
прочности изоляции кабелей МКС были проведены с целью уточ•
нения закона распределения пробивных напряжений изоляции, а
также оценки параметров распределения. Исследования проводи­
лись при переменном и постоянном напряжениях на метровых об•
р~зцах кабелей емкостью 4Х4Х 1,2 в алюминиевой и стальной
гофрированной оболочках. Для обработки результатов измерений
и проверки полученных распределений на соответствие теоретиче•
ским функциям распределений были составлены программы для
нормального закона, распределения Шарлье и экстремального
р~спределения (распределения Вейбулла). Коэффициент k экстре•
3---:214
(1

,мального распред'еления определялся для ,случаев Ин = О; 0,3 ; 0,4 ;
... ; 1,2 •кВ . Максимальное значение Ин= 1,2 кВ было при.нято ис­
ходя из результатов численных расчетов максимальной напряжен ~
ности на жиле при наличии корделя и отсутствии поясной изоля ­
ции на сердечнике . Испытания проводились при включении жи л
по схемам «пучок - оболочка» и «пучок- пучок».
Проверка по критерию Пирсона показала, что степень соответ ­
ствия экспериментальны х данных экстремальному закону лучше ,
чем нормальному или распределению Шарлье. Значения парамет­
ров .k и ~ Ин экстремального распределения, определенные для ис ­
следованных случаев, приведены в табл. 4.1.
Т аrбл.ица 4. 1
Значение k
Марк а ка-
Сх ема испытаний
Вид напряжения
Ин,кВ
беля
расчетное Iрекоменду-
емое
NoКСА «Пу'ЧОК -1Пу'ЧОЮ>
Постоянное
1,2
8,4
8,4
М1КСА «ПучО'К - ,оrбола,~rка»
»
1,2
11,8
12,0
NoКСА
»
»
Пер-еменное
0,8
11 ,93
12,О
мксс <~Пучок - ,пуqок»
»
0,8
10,4
10 ,0
NoКОС «Пуч·ак - ·dболоrч:ка»
»
0,8
9,78
10,0
Для проверки правильности выбора статистической модели
были проведены экспериментальные исследования кратковремен­
ной электрической прочности изоляции симметричного кабеля
МКСА 4 Х 4 Х 1,2 при постоянном токе. Испытывались образцы
длиной 1,10, 50 и 150 м по схеме «пучок - пучок» .
Результаты испытаний образцов длиной 1 м были использова ­
ны для расчета параметров прочности изоляции кабеля длиной
10, 50, 100 и 150 м при аппроксимации исходного распределения с
помощью экстремального и нормального распределений (см.§ 3.4) .
Величина коэффициента k при использовании экстремального за­
кона распределения была принята равной 8,4 (исходя из резуль­
татов исследований кратковременной электрической прочности изо ­
ляции метровых образцов кабеля) .
Та16ли!Ца4.2
,:,
о,.; Результаты
Результаты расчета
"'
"s
эксперимента
о.:,;
...
'8 ::!
<.) .
Экстремальный закон,
Нормальный закон,
""
"' '"
р<о
Ипр,
ф - лы (3.19)-(3 . 22)
ф - лы (3 . 15),(3.16)
.,, ,.
а, кв
"' ,,.
е: "'
"'
о"' кв
и~['1 !
Расхождение с fj
1
!Расхождение
е:
::,:~
1:::(
о
а, кв эксперимен -
пр• а, кВ эксперимен-
том, %
кв
том, %
с
1
74 4,69 0,47 --
-
-
-
-
-
10
30 3,77 0,34 3,89 0,35
3,2
3,92 0,33
4,0
50
20 - 3,45 0,33 3,45 0,29
о.о
3,60 0,28
4,2
100
9 3,26 0,25 3,29 0,27
0,9
3,48 0,27
6,8
150
6 3, 14 0,24 3,20 0,26
1,9
3,42 0.25
8,9
42

Результаты пересчета, а также результаты экспериментальных
исследований электрической прочности изоляции образцов кабеля
раЗЛ'И'Ч'НОЙ длины еведены в табл. 4.2. Здесь же дан процент рас­
хождения расчетных данных с экспериментальными. Из таблицы
видно, что наилучшее совпадение расчета с экспериментом получа ­
ется при использовании экстремального распределения, которое и
было положено в основу при определении параметров электричес­
кой прочности изоляции строительных длин при плавном подъеме
напряжения.
4.2 . ОЦЕНКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ ДЛИН КАБЕЛЕЙ МКС .
ВЫБОР ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИИ
Результаты исследования электрической прочности изоляции
метровых образцов были использованы для расчета параметров
кратковременной электрической прочности изоляции строительных
длин кабеля по ф-лам (3.19) - (3.22). По результатам расчетаi
для достаточно малой вероятности пробоя Р=О,01 были определе ­
ны предельно допустимые величины испытательного напряжения
изоляции кабелей МКС при испытании плавным подъемом напря-
жения по формуле ,UN,P= 0 -aNzP,
'
где
Zp=B(k)[Г(l+l/k)-{ln/ 1 1 p\}I/k]
представляет собой юван тиль, ,соотве11ствующий принятой вер о ­
я"flности 1п,робоя. Результаты проведенных расчетов ,еведены а
та·бл. 4.3 .
Исходные данные
Марка I<абеля I Схема испытания_
М:КОА \<~Пучок- :пучо:к»
4X r4Xil ,'2
м~с,с
4Х'4Х 1 1,2 \<~Пучок ­
аболочка»
/напряжение
\по'с1-.оя,нное
/перем-енное
·Та,блица 4.3'
Результаты пересчета н а
строительную длину
Значение коэффициента k для рассмотренных случаев принято
в соответствии с рекомендациями , приведенными в табл. 4.1 . Про ➔ - -
верить точность оценки этой величины можно по результатам ис....
пытаний электрической прочности изоляции различны х длин ка➔-
беля, используя соотношение, справедливое для распределени я,
Вейбулла:
3*
(4:·1:))
43>

где 01 и ОN - средние пробивные напряжеюия изоляции образцов
кабеля различной длины; N - отношение длин исследуемых об ◄
разцов. Подставляя 1В (4.1) З1начен,ия 01, ON и N по данным табл.
4.2 для нескольких сочетаний дли;н образцов и определяя в каж­
дом случае значение коэффициента k, получим среднее значение
kcp = 8,42. Ранее проведенные р'а,счеты показали, что при Ин =
:;= 1,2 'КВ k = 8,4, что говорит о возмож:нос11и то'чного опрещеления k
по результатам испытаний dбразцов одной длИlны. При Ин= О с
использованием (4.1) получаем kcp = 12,0, тогда как по результа­
там обработки иопыта1ний метро1вых образцов имеем k = 11,5.
Для определения норм на испытательные на пряжения при
другой длительности испытаний необходимо использовать соотно•
шения между параметрами электрической прочност_и изоляции при
различной длительности воздействия напряжения. Результаты эк"
iСПериментальных исследований длительной электрической прочно­
,сти изоляции кабелей МК:С для схемы «пучок - пучок» при воздей­
,ствии постоянного напряжения приведены на рис. 4.1 в виде о пыт-
:% F(tj
901------+- - --+ --- -:::~ -- tr---:- -- --,
Рис. 4.1 . Зависимость вероятности
пробоя изоляции 1,абеля от времени
воздействия лос1'оянного налр.яже-
ния:
1-U =4,3кВ;2-U=4,15кВ;3-U=
= 4,0кВ;4-И=3,75кВ;5-И=3,4кВ
ных точек, нанесенных на вероятностную бумагу вейбулловского
распределения. Испытания проводились при нескольких значени•
ях напряжения на двух стендах, на каждом из которых размеща•
лось по 12 образцов. Напряжение на образцы подавалось парал­
лельно через плавкие предохранители. Определялось время до
момента пробоя каждого из испытываемых образцов . Момент
пробоя фиксировался секундомером при перегорании предохрани-
•тел я. При напряжении выше 3,75 кВ одновременно испытывалось
не более четырех образ цов, так как при большем их количестве
затруднялось фиксирование времени и.3-за практически одновре-­
менного срабатывания предохранителеи.
44

I(ак видно из рис. 4.1, кривые распределения времени до про·
боя имеют характерный излом, что можно объяснить наличием
двух механизмов пробоя. В области малых значений времени до
момента пробоя преобладает электрический вид пробоя, обуслов­
ленный местным повышением напряженности электрического поля
за счет совпадения слабых мест в изоляции кабеля. На участках
кривых после излома, соответствующих длительному воздействию
напряжения на изоляцию, характерным является пробой, вызыва"'
емый постепенным разрушением кордельно-полистирольной изо~
ляции частичными разрядами, развивающимися по поверхности
корделя.
Расчетом с использованием метода регрессионного анализа
были получены значения коэффициента а, определяющего разброс
экспериментальных данных и характеризующего наклон кривых
на вероятностной бумаге. Участкам кривых рис. 4.1, находящимся
в области малых времен, соо11ветствуют значения a> 1l, участкам
кривых после излома - значения а< 1. С уменьшением величины
воздействующего напряжения разница в углах наклона участков
кри:Вы:Х до и после излома уменьшается. Это можно объяснить
тем, что по характеру пробой на первом участке начинает прибли­
жаться к пробою на втором участке,
•
В · дальнейших расчетах с точки зрения более точной оценки
старения изоляции при длительном воздействии напряжения было
принято значение а=О,38, полученное для минимального воздей"
ствующего на'Пряжения И = 3,4 кВ.
Для зависимостей, приведенных на рис. 4.1, в области прямых
участков ломаной справедливо выражение
F(t, Ui)=l-exp[-( Иi-Ин)(-t)п],
Ио-Ин fu
где п = k/a; Ui - велrичиrна воздействующего напряжения. Для
F (t, Ui) = 0,5 можно за'Писать
(Ui- И11)п
•',=
Ио-Ин ti,50 % •·
(4.2)
Здесь ti,sd % - время, соответствующее 50%-ной 1вероятности про ­
боя при в,оздействии напряжения ,Ui. Подставляя результаты экс "
периментальных данных в (4.2) для двух произвольно взятых на ◄
пряжений Ui, можно определить величину коэффициента п:
ln(t1/t2)
n=--~ -~-
(4 .3)
, Усредненные значения п, рассчитанные по (4.3), равны 30,8 для
Ин=ОИ23,0дляИн=1,2кВ.
•
Коэффициент п можно определить также, используя регрессион"
ный анализ, по формуле
45

п
~ (Xi -Х) (Yi -У)
i=I
et= --------
n
~ (Х; -Х)2
i=l
S~ё: где а = 1/п; Xi = ln ti,50 % ; Yi = ln Ui. Полученные ра,счетом п,о дан­
ной методике з1наrчения п = 29,1 (Ин= О) и п = 22,0 (,Ин= 1,2 кВ)
удовлетворительно согласуются с ранее полученными результата •
ми. Практически такой же результат получается при расчете по
формуле п = k/a, если доставить туда значения а = 0,38 и k = 8,4
(при Ин = 1,2 кВ) или k = 11,5 (1пр·и Ин = О), полученные в преды­
дущих расчетах.
Расчет испытательных напряжений постоянного тока изоляции
с троительной длины кабеля для схемы иопыта:ний «пучок - пу­
чок», а также переменного тока для схемы «пучок - оболочка»
производился с использованием соотношений (3.5) и (4.3) при
а = 0,38~0,4; п = 23 ,и допустимой вероятности 1про·боя изоляции
• строительных длин Р=О,01. Большое значение допустимой веро­
ятности пробоя, принятое для испытаний готового кабеля, объяс­
няется, с одной стороны, большим процентом (в среднем 3-4 %)
выхода кабеля в брак при существующей методике испытаний и,
с другой стороны, стремленттем ужесточить требования к изоляции
к абеля на этой стадии испытаний с тем, чтобы уменьшить вероят­
н ость попадания дефектного кабеля на кабельную магистраль
с вязи. С учетом наблюдаемой в настоящее время тенденции к пол­
ной автоматизации и сокращению сроков измерений электриче­
ских характеристик кабелей испытательные напряжения были ОП •
ределены для случаев воздействия напряженип в течение 2 мин,
10 с и плавного подъема напряжения до значения испытательного
,с последующим снижением его до нуля. При этом использовались
соотношения между параметрами электрической прочности изо­
ляции, полученные для схемы «пучок - пучок» при различной
длительности воздействия напряжения.
В качестве исходных данных для расчета были взяты значения
:параметров электрической прочности изоляции, определенные при
:плавном подъеме воздействующего напряжения и приведенные в
-табл. 4.3. Испытательные напряжения переменного тока для схе­
:мы «пучок - пучок» и постоянного тока для схемы «пучок - обо•
. лачка» определялись на основании соотношения между электри•
ческой прочностью изоляции при воздействии переменного и посто­
·янного напряжений. По результатам проведенных исследований
для изоляции кабелей МКС это соотношение можно принять рав­
ным 1,5.
Рекомендуемые значения испытательных напряжений на стро•
ительной длине готового кабеля при расчетной вероятности про•
боя Р=О,01 и соответствующая им длительность испытаний при•
ведены в табл. 4.4. Скорость плавного повышения напряжения от
46

Метод испытаний
Время испытаний, с
Сущест-Вl)'ющий
120
Р.екомен:д-уемый
шо
11,0
Пла,вный падъем
Та1блица4.4
Испытательное напряжение, кВ, при испыта•
ннях по схеме
__
«п_у_чо_к_-_п_у_чо_к_»_1 «пучок-оболочка»
перемен- , постоян-
ный ток ный ток
1,5
2,1
1,3*
2,0*
1,4*
2,1
1,6
2,3
1
перемен­
ный ток
2,0
2,0
2,1
2,2
1
постоян~
ный ток
1 2,8
3,0
3,1
3,3
• Значения испытательных на п ряжений включены в ГОСТ 15125- 76.
нуля должна быть равна 0,15 кВ/с. При включении толчком на•
пряжения 1,2 кВ ( п остоянный т ок) с последующим плавным по•
вышением его до величины ис п ытательного скорость увеличения
напряжения 0,2 кВ/с.
При оценке значений испытательных на п ряжений на строящей•
-ся или действующей магистрали связи необходимо учитывать вли­
яние прокладки и монтажа кабеля. Однако к настоящему време•
ни нет достаточных данных для объективной оценки этого влия·
ния. :Значения исп ытательных напряжений постоянного тока, со­
ответствую щие вероятностям Р = О,01 и 0,001 пробоя изоляции ка•
беля без учета ,влияния прокладки и монтажа, приведены в табл.
Пl.6 приложения 1. О~юнчательные рекомендации по иопытатель­
ным напряжениям на строительной длине или усилительном участ•
ке строящейся или действующей магистрали связи могут быть
даны после исследований влияния на электрическую прочность
изоляции прокладки и монтажа кабеля.
Рекомендуемые значения испытательных напряжений для схе•
мы «пучок - пучок» предусматривают подключение красных и
желтых жил против синих и зеленых, соединенных с заземленной
металлической оболочкой . Данная схема характеризуется мень•
шей электрической . прочностью изоляции по сравнению с приня•
тыми в настоящее время двумя схемами заводских испытаний изо•
ляции между жилами и является эквивалентной им по степени вы-
явления дефектов.
-
Правильность оценки величин испытательных напряжений, при•
веденных в табл . 4.4, подтверждается расчетом испытательных
напряжений, вы п олненным на основе результатов эксперименталь•
ных исследований длительной электрической прочности изоляцин 1
кабелей МКС при воздействии переменного напряжения. Исследо•
вания были выполнены на метровых образцах кабеля МКСА
4 Х 4 Х 1,2 для схемы «пучок - пучок». Результаты исследований
нанесены на вероятностную бумагу вейбулловского распределения
47

-
(рис . 4.2). Зависимости вероятности пробоя от времени воздейст•
вия напряжения, полученные при различных величинах воздейст•
вующего напряжения, имеют вид прямых линий, практически па•
раллельных друг другу, что подтверждает возможность использо •
% F(t}
.!!О
80
70
60-
JO
40
JO
2{}
10
J
(1
t
f(j
с
Рис, 4,2. Зависи,мость вероятности
пробоя шоляции 1Ка,беля МКСА 4 Х
Х 4 Х 1,2 от времени sоздействия по- •
стоянного напр.яжения :
1-U=2,9кВ;2-U=2,8кВ;З-U
-
=2,7кВ
вания данного распределения для аппроксимации эксперименталь•
ных данных. Величина коэффициента а, характеризующего наклон
кривых, находится в пределах 0,3-0,43.
Пересчет параметров электрической прочности с метровых об•
разц,ов !На ,стро·ит€льную длину ВЫПОЛ'НЯЛ-СЯ по ф-лам (3.19)-
(3.22). Учет длительности воздейС'гвия ~напряжения во ~время и;спы­
таний п~роизводил1ся на основе соотношения [15]
Рп= 1-{exp[-P1 T/T1 (U/U1)a]}n,
(4.4 )
где Р 1 - известная вероятность пробоя при испытании изоляции
напряжением И1 ,в течен·ие времени Т1; И •И Т-воздействующее
напряжение и длительность воздействия при единичном испыта•
нии; п - ч<исло единичных иепытаний; Рп
-
вероятность 1пР'обоя за
п единичных испытаний.
•
Логарифмируя (4.4), получим выражение, удобное для обра •
ботки результатов испытаний и построения вольт-секундной харак"
теристики :
ln(И/И1) =-(lЛi) ln (пТ) + (1/,а) ln[T1ln(1-Рп) /Р1] ~
Величина_ коэффициента 1/,а определялась по прямой регрессии,
построенной по результатам экспериментальных исследований в.
координатах ln И,Ю I и ln (пТ).
Расчеты по изложенной выще методике показали, что вероят "
ность пробоя строительных длин кабеля при значениях испыта "
тельного напряжения и времени его приложения, приведенных в
табл. 4.4, мало отличаю·тся от заданной (Р = 0,01).
4.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ
ИЗОЛЯЦИИ КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕИ
Исследования электрической прочности изоляции коаксиаль "
ных кабелей связи проводились на моделях (см. гл. 2-), образцах
и готовых строительных длинах кабеля. Испытания _ на пробой
48_

изоляции образцов коаксиальных пар 2,6/9,4 при воздействии пере+
менного и постоянного . напряжений были выполнены на цеховых
испытательных установках завода «Азов кабель» [4] . Длина испы"
туемых образцов составляла 2,5 и 25 м .
С целью выявления статистической связи между значениями
параметров электрической прочности изоляции соседних участ~
ков коаксиальных пар использовалась определенная система под •
готовки образцов: кусок коаксиа~ьной пары длиной[ = 100 м раз ­
резался на отрезки по 25 м, которые затем нумеровались. Ана "
логичным образом проводилась подготовка образцов длиной
l=2,5 м. Количество образцов при испытании постоянным . и пере"
менным напряжениями составляло 100 для каждой серии испыта"
ний. Пробивные напряжения изоляции образцов измерялись прИ<
плавном подъеме испытательного напряжения. Внешние услови~
(температура, влаЖ'ность, да,вление) во время испыта1нrий изменя-· .
лись незначительно и были приняты постоянными. Основные ре...
зультаты проведенных испытаний сведены в табл. 4.5
1,111
2,5
25,0
Та1блица4.5
Результаты нспытаннi!, 1<В,напряженнем
по~тоянным
5,94
5,21
(J
0,34
0,22
переменным
(J
0,21
О, 146
• Для оценки статистической связи между значениями парамет ...
ров электрической прочности изоляции соседних участков кабел ~
был произведен расчет коэффициентов корреляции пробивных на­
пряжений 2,5 - и 25-метровых образцов кабеля, показавший, что ·
пробивные напряжения изоляции рядом расположенных участков .
кабеля коррелированы между собой .
За исходные данные для пересчета были взяты приведенные·
выше результаты измерений пробивных напряжений изодяц ии к .п .
2,6/ 9,4 длиной l = 25 м при постоян1ном токе. Пере очет про из,в одил ­
ся на длину 600 м. Соответствие рассчитанны х и реальных значе ~
ний Опр и cr проверялось по результатам экспериментальных ис •
следований электрической прочности изоляции коаксиальных паf}
такой же ДЛИНЫ, при этом количество образцов длиной 600 м са"
став<ило п = 22 . Результаты выполненных ра"счетов приведены в,
табл. 4.6
На рис. 4.3 приведены кривые вероятности пробоя изоляци а
коаксиальных пар, построенные по данным табл. 4.6 на вероятно +
стной бумаге для нормального распределения . Анализ полученны х
зависимостей показывает, что наиболее точное приближение рас "
49,

Таблиц а 4 .6
Значение параметров, кВ , при
длине образца, м
Расхожде-
25
1
600
ние с экс-
Метод расчета
перимен-
1
1
и~Р 1
том, %
VпР а
а
5,21 0,22 4,77 , о, 107
-
:Э.копериме1нтальные да1нные
-
-
4,76 О, 132 0,21 Фор'мулы (3.13), (3.14)
-
-
4,83 О, 113 1,25
»
(З.1 1 .5), (З. 116)
-
-
4,79 о,11
0,42
:.
: (З,17), (3. '18)
четной зависимости к экспериментальной получается при учете
-статистической связи между параметрами электрическои прочно­
сти соседних отрезков кабеля. Однако этот метод является и на-
о/,
9,
g
8
оР
J
о
5
70
fj
J,
о
о
4
Ji
20
о
о
10
J
.J
1
,О,
ао.
0.02
.0,01
4,2
/~/
//
11/
Jfj
/
'!/
//[!
,
1
4,4 4,б L1 5,0 5,2. /
• 11В
/111
/
/11/
/
J--... v/1[4 1 /
2..../ '!! /
/./
///, ,._.,5/
/и
/11
V
,
Рис. 4.З . Выпря,мленные диа ,граммы
п.робивных ,напряжений из·оляции к п.
2,6/9,4:
1 и 2 - получены экспериментально для
<Jбразцов l = 25 и 600 м соответственно;
3 - рассчитано по ф-лам (3.13), (3.14); 4 -
рассчитано по ф-лам (3.15), (3.16); 5 -
рассчитано по ф-лам (3.17) , (3.18)
0,9
0,7
аоз
O,S
O,J
0,2
1
о,
0,05
0,02
0,0 1
/
р
j
J
/1r
\
j
/
/
/
Lj
f 'f.
/
J
r
l2,,
и
,5
118
Рис. 4.4. Зависимости ве­
роятности пробоя изо"1яции
,коаксиальных па•р 2,6/9,4 от
велИ1чwны постоя,нноi!'О на­
пряжения, построенные на
вероятностной бумаге экст­
ремальноло распределения:
1-l =600м;2-l =25м
иболее трудоемким. Для оперативной оценки электрической проч•
ности изоляции больших длин кабеля целесообразно использовать
метод Александрова [2], дающий вполне удовлетворительные ре•
зультаты. Вместе с тем из рис. 4.3 видно, что в области малых
вероятностей аппроксимация полученных распределений пробив­
ных напряжений нормальным законом может привести к ошиб•
:50

кам: при И< 4,5 кВ вероятность пробоя 600-метрового отрезка ка­
беля оказывается меньше, чем вероятность пробоя 25-метрового
отрезка.
Таким образом, рассмотренные методы пересчета могут быть
использованы для оценки Ипр и а, а также вероятности пробоя
воздушно-шайбовой изоляци·и больших длин :~юа·к·сиалыного tкабе­
ля в области не более ± За от среднего значения пробивного на­
пряжения. В области малых вероятностей, как следует из рис.
4.4, удовлетворительные результаты дает аппроксимация распреде­
лений пробивных напряжений экстремальным законом .
В гл. 2 было показано, что основными причинами, вызываю­
щими снижение электрической прочности изоляции коаксиальной
пары, являются различного рода дефекты - задиры, отслоения и
вмятины, металлическая пыль и т. д., - выделяемые в процессе
испытаний изоляции коаксиальных пар на электрическую проч­
ность. При этом наблюдается выгорание части дефектов в резуль­
тате так называемых тренировочных разрядов с последующим вос­
становлением электрической прочности изоляции коаксиальной
пары в месте дефекта.
Существующая методика испытаний электрической прочности
изоляции коаксиальных пар предусматривает возможность элек ­
троискровой тренировки их в течение не более 10 мин при норми­
рованном значении испытательного напряжения. При этом неред ­
ки случаи перехода тренировочных разрядов в невосстанавлива­
ющийся пробой изоляции коаксиальных пар. Объясняется это тем,
что в процессе искрового разряда, если мощность разряда значи ­
тельна, происходит перенос металла с одного проводника на дру•
гой .
Если разряд происходит вблизи шайбы, то на ее поверхности
оседает тонкий слой металла. Последующий искровой разряд
развивается по металлизированной поверхности шайбы, оплавляя
или обугливая ее. Анализ случаев повреждений изоляции коакси­
альных пар, проведенный на заводе «Азовкабель» за период с
13/XI 1974 г . по 13/V 1975 г., показал, Ч'То ,случа'и «прога•ра» и
«металлизации» шайб составляют почти 25% от общего числа
повреждений.
Рис. 4.5 . -Упрощенная схвм а треннро­
вочно - испытательной у станоiВКИ ТИУ:
РН - р ег улятор напряжения; ВТ
-
высо ­
ковольтный трансформатор ; В - выпря м и­
тель; Сх - емкость испытываемого объ-
екта
~l-~Ir:XI
11μ1 1
;
Для сокращения брака по причине прогара и металлизации
шай6 необходимо огра'Н'ичить ток, протекающий ,через место про ­
боя изоляции коаксиальной пары . В рекомендуемых для испыта•
ний тренировочно - испытательных установках ТИУ разрядный ток
через место пробоя ограничивается резистором Rогр (рис. 4.5) .
51

Однако в процессе пробоя участвует также емкость конденсато•
ра фильтра СФ, -ток разряда которого ограничивается только ак•
тивным сопротивлением коаксиальной пары. Более существенное
ограничение тока разряда конденсатора, а одновременно и емко·
сти самого объекта испытаний может быть получено введением в
цепь заземления конден.сато·ра СФ дополнит-ельного разрядно·го ре ~
зистора RP·
Ограничение тока разряда СФ позволяет также сократить вре•
мя самого процесса тренировки воздушно-шайбовой изоляции до
1- 1,5 мин за счет увеличения воздействующего напряжения . Кро •
ме того, уменьшение разрядного тока в процессе электроискровой
тренировки повышает электрическую прочность изоляции коакси~
альных пар, одновременно уменьшая брак готового кабеля.
Для исследования влияния величины разрядного тока во время
электроискровой тренировки на параметры электрической прочно•
сти изоляции коаксиальных пар были проведены испытания ко•
аксиальных пар дл~иной 2,5 м при ,воздействии переменного на•
пряжения. Ограничение разрядного тока обеспечивалось путем
применения быстродействующей защиты, включенной . на стороне
низкого напряжения, и установления ограничительного резистора
на выходе высоковольтной установки на стороне высокого напряже •
ния. Испытания изоляции производились при двух значениях огра•
ничительного сопротивления: Rогр=7,5 и 15 кОм. Количество об•
разцов в каждом случае равнялось 50. Результаты испытаний све ­
дены в табл. 4.7
Определяемый пара­
метр
Таблиц а 4.7
Значение параметра, кВ, при Rогр, равном, кОм
7,5
3,95
0,21
15
4, 14
о, 124
Как видно из таблицы, увеличение Rorp в 2 раза привело к
увеличению на 4 % среднего пробивного напряжения образцов
Ипр . При этом среднеквадратическое отклонение а уменьшилось
на 25%. Однако наличие .Rогр= 15 кОм не исключало прогара
шайб. Исключить такие случаи удалось, ограничив разрядный
ток до величины 10-20 мА. При этом время отключения макси•
мальной 'ГОiювой защиты составляло tотн = 150 м1с, величина Rогр =
=200-;-400 кОм.
•
.
Экспериментальные исследования, проведенные на цеховой ис•
пытательной установке завода «Азовкабель», подтвердили значи•
тельную эффективность форсированной электроискровой трениров•
ки . Коаксиальные пары (22 шт.) длиной 670 м, предварительно
оттренированные при воздействии напряжения -И=4,8-;-5,0 · кв с.
раэрядным оопр-отивлеНlием Rp = 180 1кОм, по,щвергались длительно­
му воздействию постоянного напряжения U=4,2 кВ, превышаю•
52

щего испытательное напряжение изоляции коаксNальной пары,
При этом не было зафи~сирова1но ,ни од~ного ·случая пробоя изоля­
ции.
Для готового кабеля, учитывая некоторое снижение электриче•
ской прочности изоляции за счет дополнительных дефектов, воз•
никающих при скрутке, наложении внешних покровов и т. д., на •
пряжение форсированной электроискровой тренировки следует
уменьшить до 4,5 кВ. Согласно рис. 4.4 этому напряжению соот•
ветствует 1 %-ная вероятность пробоя изоляции строительных
длин коаксиальной пары, т. е. принятая величина напряжения тре•
нировки вполне допустима. При нормировании испытательного на•
пряжения следует учесть, с одной стороны, требование практиче~
ского отсутстви:я пробоя бездефектной изоляции во время испыта•
ний и, с другой стороны, некоторое снижение ее электрической
прочности за счет дополнительных дефектов при изготовлении ка•
беля. Этим условиям хорошо удовлетворяет величина 4 кВ, что
на 300 В выше существующей нормы. Испытания на пробой изо­
ляции коаксиальных пар, прошедших электроискровую трениров•
ку, показали, что, как правило, такие пробои также приводят к
некоторому увеличению электрической прочности изоляции, т. е .
являются продолжением электроискровой тренировки.
Проведение форсированной электроискровой тренировки с (')Г •
раничением разрядного тока возможно также на строительнь1х
длинах кабеля, находящегося на кабельных площадках или про •
ложенного в земле, а также после монтажа муфт на кабеле дли­
ной не более шага (1,5-2,5 км). Результатом проведения форси •
рованной электроискровой тренировки в этом случае, как и при
заводских испытаниях, будет повышение электрической прочности
изоляции коаксиальных пар, а также уменьшение вероятности пе­
рехода пробоя •изоляции за ,счет вь1гора1ющих дефектО1в в полный
необратимый пробой. Велич1ину напряжения электроискровой тре­
нировки коаксиальных пар кабеля, находящегося на кабелыной пло­
щадке, целесообразно оставить такой же, как и при испытаниях
на заводе, т. е. 4,5 кВ. На проложенном в земле кабеле форсиро •
ванную электроискровую тренировку следует проводить при бо •
лее низком напряжении - 4,0 кВ.
Для смонтированного кабеля большой длины и смонтирован ­
ных усилительных участков тренировка повышенным налряжени ­
аем нецелесообразна, поскольку возможно необратимое поврежде •
ние изоляции в результате разряда емкости самого кабеля . через
к~нал, образованный искрой. В этом случае следует сохранить
,существующую методику тренировки изоляции испытательным · на •
пряжением в процессе испытаний ее на электрическую проч•
ность. При испытаниях кабеля длиной более 3/4 усилительного
участка целесообразно отключить конденсатор фильтра испыта­
·тельной установки, поскольку его роль в данном случае может вы •
полнять емкость испытываемого кабеля.
•
Проведение форсированной электроискровой тренировки изоля­
ции коаксиальных пар практически на всех этапах строительства
53

и монтажа кабельной магистрали позволит на 300 В повысить ве•
личины испытательных напряжений изоляции коаксиальных пар
2,6/9,4, что составит 3700 В на ,кабельных площадках; 3500 В
на проложенных строительных длинах; 3400 В после монтажа
муфт; 3300 В на длине шага 1,5-2,5 км и 3300 В на смонтиро­
ванном усилительном участке.
Исследования электрической прочности изоляции малогабарит­
ных к. п. •1,2/4,6 проводились при воздействии переменного напря­
жения 'На образцах длиной 2,5; 25 и 250 м, отреза1нных от разл'ич­
ных барабанов с кабелем. Определялась кратковременная элек•
трическая прочность изоляции коаксиальной пары . По результа­
там измерений были сделаны следующие выводы:
электрическая прочность баллонно-полиэтиленовой изоляции
к. п. 1,2/4,6 в сильной степени зависит от качества полиэтилена и
технологии наложения ее на внутренний проводник к. п . ;
пробой изоляции происходит в местах обжима полиэтиленовой
трубки, где в некоторых случаях наблюдается даже оголение
внутреннего проводника;
среднее пробивное напряжение баллонно-полиэтиленовой изо­
ляции резко снижается с увеличением длины к. п. (от 7,2 кВ для
l=2,5мдо3,2кВдляl=250м);
• повышение электрической прочности изоляции к . п . 1,2/4,6 воз­
можно за счет улучшения технологии наложения баллонной изо­
ляции.
4.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ
В КОАКСИАЛЬНОЙ ПАРЕ С ПЛЕНКОЙ:
Определение и устранение мест возникновения частичных раз­
рядов ,в ка 'беле с пленкой под в1нешним про1вод1ником к. п. •2,6/9,4
является весьма трудной задачей. Разработанные методы позволя­
ют определить лишь строительную длину кабеля, включающую
дефектные участки. В результате приходится полностью заменять
строительные длины. кабеля с «искровой» помехой.
Измерения параметров ч. р. в изоляции к . п. с пленкой прово­
дились при переменном напряжении на моделях и дефектных кус· ·
ках кабеля длиной 90 - 110 м. В межэлектродном пространстве
модели коаксиальной пары с пленкой имитировался задир на
внутреннем проводнике с помощью припаянной к проводнику тон•
кой проволоки нео'6ходи~м1ой длины (,см. ри!С. 2.156). 1М'Инималыно
возможные напряжения возникновения частичных разрядов Ич.р
были получены при соприкосновении острия и пленки и состави­
ли 0,55 - 0,7 кВ. Разброс значений , Ич.р, очевидно, связан с коле­
баниями толщины пленки. Среднепробивное напряжение полисти­
рольной пленки при кратковременном испытании в системе элек•
тродов О1стрие - пл·оск1ость ок·азалось равным 4,5 кВ ,на перемен­
ном токе.
При увеJJ.1и~чении напряжения выше начального интенсивность
ч . р. резко возрастает; соответственно сокращается время, необ-
54

ходимое для разрушения пленки и пробоя промежутка . Получен "
ные результаты позволили рекомендовать для обнаружения и ус "
транения поврежденных мест •в кабеле ,с плен·кой метод прожига­
ния, широко используемый на силовых кабельных лшн1иях {18].
Приемлемым по времени прож1ига1н·ия я1вля·ется напряжение около
3 кВ. Эrому напряжению соответствует достаточ1но высокая ин­
тенсивность частичных разрядов, приводящая к разрушению плен •
ки за время порядка десятков минут. При ·более высоком напря •
жении_ время до пробоя резко уменьшается, но при этом увеличи •
вается вероятность пробоя нормальной изоляции . При наличии бы­
стродействующей автоматики отключения и ограничения разряд~
нога тока гасящим сопротивлением пробой изоляции не приводит
к снижению пробивного напряжения при повторном испытании .
Кроме т:ого, многократный пробой в месте дефекта ,апособствует
увеличению напряжения возникновения частичных разрядов в
изоляции испытуемой к. п. за счет частичного выжигания самого
дефекта.
Дальнейшие исследования проводились на дефектных кусках
коаксиального кабеля КМБ-1 с пленкой . Измерялось напряжение
возникновения частичных разрядов в изоляции к . п., на основании
чего определялась коаксиальная пара с «искровой» помехой. За•
тем на установке, схема которой приведена на рис. 4.6, проверя •
Р,ис . 4.6 . Охема установки для выжигания де­
ф ектов и измерения напряжения появленин
час1сичных разlРядов в изо,ляции коаксиал.ьной
пары:
РН - регулятор напряжения; ВТ
-
высоковольтный
трансформатор; ТР - токовое реле (максимальная
токовая защита); Rагр - токоограничительный рези­
стор; Сх - емкость объекта испытаний; кВ -· кило­
вольтметр; ЗУ - защитное устройство ; z,, - сопро­
тивление из м ерительного элемента; РП - регистри­
рующий прибор (индикатор частичных ра з рядов
ИЧР-3 или ко м плект из широкополосного усилителя
с осциллографо м ); С с - емкость соединительiюго
контура (СсаеСх)
лась возможность выжигания дефектного места повышенным на ,
пряжением. Для ограничения мощности, выделяемой в момент
пробоя в месте дефекта, в схеме предусмотрена установка токо­
ограничительного резистора Яогр, включаемого последовательно с
испытываемой длиной кабеля, а также быстродействующая защи "
та на первичной стороне высоковольтного трансформатора ВТ.
55

Результаты •исследований электрической прочности изоляции че•
1ъrрех коаксиальных пар кабелей длиной 90 и 110 м при воздейст•
вии переменного напряжения приведены в табл. 4.8.
a,:g
:,:
.
., "'
.. <:
~'25
~
90
110
Номер испы-
тания
1
2
3
Многстрат-
но
1
2
rга1бЛ•ИЦ,а 4.8
Значения Ич.р; Ипр, кв, для коаксиальной пары
1
1
2
1
3
1
4
2,2;2,1 1,1;2,5 2,6;3,1 1,0; 3,0
2, 1 ; 2, 1 1,4; 2,5 2,8; 2,6 0,7; JЮЛНЫЙ
ПР'С!бой
2,2; 2,2 1,4; 2,5 2,6; 2,6 !\:о.р ОТКOeJ
за ,мыка·ние
2,2; 2,2 1,5; 2,6 2,5; 2,6 То же
1
2.2;3.8 J1,3;3,6\1,7;3,з\о,98;3,2
2,3;3,9 2,4;3,55 2,8;3,3 1,7 ;3,2
Из приведенных данных видно, что пробой изоляции норма11ь•
ных коаксиальных пар не приводит к уменьшению электрической
прочности изоляции к. п. при повторном пробое. Снижение про•
бивного напряжени~ при повторном испытании на пробой наблю­
далось только в дефектной коаксиальной паре кабеля длиной 90 м
(к. п . No 4) с напряжением возникновения ч. р., равным 1,0 кВ.
В остальных дефектных коаксиальных парах (к . п. No 2 кабеля
длиной 90 м и к. п. No 2 и 4 кабеля длиной 110 м) .Ич.р после про­
боя увеличилось, что ов1идетелыствует о частичном вы:mига1нии
дефектов . Пробивное напряжение этих к. п., так же как и нормаль·
ных к. п., при повторных пробоях осталось практически неизмен•
ным.
Таким образом, метод выжигания является просты м и эффек­
тивным средством выявления и устранения мест неоднородностей
структуры к. п. с пленкой. Многократный пробой в месте дефекта
в большинстве случаев способствует увеличению напряжения воз­
никновения частичных разрядов в изоляции за счет частичного
выжигания самого дефекта и соответственно приводит к устране•
нию источника частичных разрядов в изоляции коаксиальной
пары. Если же многократный пробой приводит к снижению элек•
трической прочности, то это место может быть легко обнаружено
с помощью высоковольтного моста ( см. § 6.3). При полной потере
изолирующих свойств (коротком замыкании) для определения рас ➔
стояния до места дефекта применим обычный мостовой метод
(28].
56

5. ИМПУЛЬСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ
изоляции
5.1 . ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗЛЕКТРИЧЕСКОИ ПРОЧНОСТИ
ПРИ ВОЗДЕИСТВИИ ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИИ
Электрическая прочность изоляции в значительной степени QЦ­
ределяется электрической прочностью диэлектриков, находящих­
ся в области максимальной напряженности поля. Для импульсн,ых
воздействий распределение напряженности электрического п6ля по
участкам комбинированной изоляции междугородных кабелей
связи полностью определяется соотношением их емкостей. В с,лу­
чае кордельно-полистирольной изоляции, например для cxeirьr
«цуч,о,к - оболочка», большая часть напряжения 01казывается пр:и­
ложенной к воздушной части изоляции жил, имеющей меньшую
величину в по сравнению с полистирольной цленкой и бумажцрй
поясной изоляцией сердечника. Неравномерное распределение
электрического поля обусловливает ступенчатрIЙ характер · пpQqQя
- таких сложных изоляционных конструкций.
•
Для кабелей связи исследования импульсной прочности необ­
·ходимо проводить как для изоляции между ?J<Илами и оболочкой,
·так и для изоляции между жилами. Пара~,етры электрической
проЧ'НСJ'СТИ изоляции· «жила - оболочка» исhользуют,ся ,в расчетах
вероятности повреждения кабелей связи пр}r ударах молнии. · Па­
раметрьr электрической прочности изоляции «жила - жила>> ис­
пользуются при рассмотрении процессов распространения · опасных
· наведенньrх волн напряжения в жилах кабе.ir'ей с учетом влйян-ия
аппаратуры, работы разрядников и перемежающихся пробоев изо-
ляции.
•
•
Йсследования импульсной электрической прочности изоляции
-ка беле й
связи выполнялись с помощью ·генератора импульсных
~ напря:,_кений метсщом_ косоугольны~ ~Q.[!H . . G ':;э:ro? _ц~лыо на . изоля­
· цию подавались серии импульсов с разли1IJ!О~ крутизJ1ой фронта,
нараста·ющей по закону-, близкому к прямg?:: mJiiИИ. Значения ам-
•плитуд импульсов выбирались такими, чтqf:i!>r •пр,0~0.~ происходил
на фронте импульса. Измерялись предра?Р,~д.-ное вреця и пробив­
ное напряжение изоляции . Среднее значенщ~ рр~р.разр5!дного вре­
мени и соответствующее ему значение и~ПУJ.Ivсното .. пробивного
напряжения для определенной крутизны - ?.Мпул1,са определ_яло
точку вольт-секундной характеристики, посТ:рg~щюй_ для 50%-ной
вероятности пробоя. Одновременно произво)!_илась оц~нка разброса
параметров импульсной прочности изоляциμ; К9эффициент им­
пульса kи изоляции определялся как отноцrе_ние _ имп·ульсного сред­
него прqбивного напряжения к среднему прg:§ив_ному . напря~ению
изоляции, определенному при плавном повыrр~!-fИЛ посто~ннqr,о на­
пр~же-ния. '
4-214
- 5.1

5.2 . ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ
ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЕЙ МКС
Исследование импульсной прочности изоляции кабелей МКС
проводилось при изменении крутизны фронта воздействующих на•
пряжений от 0,1 до 15 кВ/мм. Параметры импу.тrьсной прочности
определялись для изоляции «пучок» - оболочка» и «пучок - пу.
чок» на образцах длиной l и 10 м . Результаты испытаний метро­
вых образцов приведены в табл. 5.l .
Та,блида5.1
"'
"'
-
.
о
Значения
~~ Значения Ипр, а,
Марка кабеля .
о=1
Ипр, а, кВ,
о: "'
u"'
при схеме «пучок-
u"'
кВ, при схеме «пу -
"' Р.
"' Р.
чок - пучок»
'
::Т"'
оболочка»
::Т"'
о
о
Ml<ICA
136
10, 11; 0,86
25
6,04; 0,94
МКСБ
70
8,87; 0,88
50
6, 15;0,78
МIКСС
40
7 ,8; 0,55
30
6, 13; 0,80
По результатам измерен_ий видно, что наибольшей импульс­
ной прочностью - изоляции между жилами и оболочкой обладают
кабели в алюминиевой оболочке, _ наименьшей - в стальной гофри­
рованной оболочке; Вольт-секундные характеристики изоляции, по­
строенные по результатам испытаний по схеме «пучок- оболочка»,
оказащrсь параллельньiми оси времени в диапазоне предразрядных
времен qт l дQ 200 мкс. Влияния полярности не наблюдалось, что
свидетельствует о достаточной равномерности электрического поля.
Среднее значение импульсной прочности при испытаниях по схе•
м~ .<<:отд:еJIЬНая ' четверка - оболочка» оказалось примерно на 5 %
выше, чем · для схемы <iпучок всех жил - оболочка».
Испытания по схеме «пучок - пучок» производились при под•
ключении красной и желтой жил четверок против синей и зеле­
ной, еоединенi'Iьi-х с оболочкой. Изоляция между жилами оказа­
лас~ более неоднородной" чем изоляция между жилами и оболоч•
кой: . коэффициент вариации kвар=а/йпр в этом случае оказался
н?,· ?-l О% больше, tieм: для изоляции между жилой и оболочкой.
(;р~дние значен1ия пробивных напряжений изоляции между Ж!ИЛами
дшi различных маро1:< , :кдбелей отличаются весьма нез~начительно,
на~.од~сь в преде.iiах -6,04~6, 15 кВ _ Вольт-секундная характеристика
изощii.1,k'и жил ·параJ~лёльна . оси времени, нач~иная с 4-5 мкс.
с уменьцrенИ~f1 предраз,рядного времени увеличивается разброс
про·бттв1нрrх напряжений. Аналогичная тенденция наблюдалжь так­
же и цри испытаниях изоляции между жилой и 06олоч1кой.
Результаты ис.следованiiй электрической прочности изоляции
метровых обра·зцов б:ыли использованы для пересчета параметров
импульсной прочности на сtроителы-i:ую длину. Пересчет произ­
в'одился с использованием соотношения (3 . l l). Исходщ)е распре­
деление пробивных напряжений образцов кабеля по результатам
произведенной проверки согласия экспериментально полученных
\53

распределений с известными теоретическими законами аппрокси­
мировалось законом Вейбулла . Результаты пересчета приведены
в табл. 5.2. Здесь же приведены экспериментальные и расчетные
значения параметров импульсной прочности десятиметровых об­
разцов кабеля. Среднее значение коэффициента импульса kи для
изоляции между жилами и оболочкой испытанных кабелей состав­
ляет 1,27 .
Та,блица5.2
Значение параметра , 1<В, при длине кабеля, м
1О
1
600
Схема испытания
Мар1<а
Э1<сперимент 1 Расчет
1
Расчет
кабеля
ипр
1
1
ипр
1
1
ипр
1
l Ипр
1
Ипр
о
о
о
(Р=
(Р=
=0,01) = 0,00] )
«Пучок -
МК:СА 9,48 0,81 8,94 0,8 7, 16 0,64 5,40 4,6
оболоч·ка»
1⁄2К:СБ
-
-
8,30 0 ,50 6,05 0,45 4,65 4,0
-
М,К:СС
7,55 0,61 7, 19 0,67 5,76 0,40 4,52 3,9
«Пучок -
МК:СА
-
-
-
-
4,08 0,29 3, 10 2,7
пучок»
МК:ОБ
-
-
-
-
4,08 0,29 3, 10 2,7
МК:,СС
-
-
-
-
4,08 0,29 3, 10 2,7
Для проверки полученных результатов совместно с ЦНИИС
были проведены полевые испытания импульсной электрической
прочности изоляции «жила - оболочка» кабеля МКСБВ на одной
из кабельных . магистралей, строящейся в районе с повышенной
грозоде.ятельностью. Испытания проводились с помощью перенос­
ного высоковольтного импульсного
генератора
импульсами
50/200 ·· мкс. Амплитуда импульсов изменялась ступенями по
0,5 кВ · в пределах от 1,0 до 3,8 кВ. При этом с ·интер1валом 2-
3 мин подавалось по три импульса одинаковой амплитуды. Перед
п,одачей импульсного напряжения все объекты испытывались по­
стоянным током по общепринятой методике (напряжением 2 кВ
в течение 2 мин). Испытаниям подвергались строительные длины
кабеля длиной 250-630 м, а также смонтированные секции кабе­
ля, проложенного в земле, длиной от 0,6 до 5, 1 км. Все строитель­
ные длины кабеля успешно выдержали испытание напряжением
3,8 кВ, что подтверждает правильность оценки импульсной проч­
ности строительных длин по данным испытаний метровых образ­
цов. Из 11 смонтированных секций кабельной магистрали три не
выдержали испытаний: все повреждения произошли в муфтах; на­
блюдались повреждения сразу в трех муфтах секции с одновре­
менным пробоем изоляции жил. Такой характер повреждений
аналогичен повреждениям при грозовых разрядах.
Таким образом, проведенные измерения показали, - что наибо­
лее слабым местом кабельной магистрали являются промежуточ­
ные муфты. Более того, полученные результаты свидетельствуют
о недостаточности контроля электрической пр·очности с помощью
ис п ыта,ний изоляции только постоя,н•ным током и целесообразно -
4*
59

сти введения контрольных и профилактических испытаний изоля­
ции кабелей связи импульсным напряжением.
Для исследования влияния многократного воздействия импуль­
сного напряжения на электрическую прочность изоляции кабелей
типа МК:С были проведены из мерения на переменном • токе про­
бивных напряжений метровы х образцов кабеля марки МК:СА, под­
вергавшихся предварительному старению импульсами . Для испы­
таний из одного куска кабеля были подготовлены четыре партии
образцов по десять образцов в каждой . Три партии были подверг­
нуты воздействию нескольки х серий импульсов 10 /200 мкс с ам­
плитудой, соответствующей 70% от среднего пробивного им п ульс­
ного напряжения . Частота следования импульсов 10 имп/мин. За­
те~ . определялось среднее пробивное напряжение изоляции этих
образцов на переменном токе О.пр~.
Результаты испытаний приведены на рис . .5.1 в виде зависимо­
стей Опр~ от числа воздействующих импульсов напряжения. Здесь
же показаны границы разброса. пробивных напряжений от СJ)ед-
кВ
б
5
4
3
2
о
Ипр;~
~'
"'
,,-2
,...
г---
п
100 200 JOO 400 5DQ 103 имп.
Рис. 5.1 . Зависимость .Ипр~ изоляции метр о ­
вых образ цов ка.беля МК:СА от числа воздеii-
•
ствующих им~nульсов налряжения:
1 - испытания пО схеме «пучок
-
оболочка•; ~ -
т
испытания по схеме « пучок - .ПУЧОК > ;
.L
-
пре,цмы
разброса пробивных на пряжений от среднего
него значения. Сравнение полученных результатов с электриче­
ской прочностью изоляции контрольных . образцов показа.по зна­
чительное . снижение электрической прочности изоляции при воз­
действии на нее 1000 импульсов . Для поясной изоляции такое сни­
жение составляет 24 %, для изоляции между жилами - 36 %.
Кроме · того, с ростом степени старения увеличился разброс про­
бивных напряжений. Однако воздействие на изоляцию импульсов
·напряжения, число которых не превышало 300, практически не
выз-вало в ней остаточных явлений.
5.3 . ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУ ЛЬСНОИ ЗЛЕКТРИЧЕСКОИ
ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЕИ КМ-4
•
•
.
•
.
'
'
Исследование импульсн.ой электрической прочности изоляции
ка9елей , К:М-4 проводилось для к п . 2;6/9,4, а также для поясной
изоляции кабеля . Предваритещ,ные исследования на моделях, ими­
тирующих воздушную: изоляцию ,коаксиальной . пары, выявили сле­
дующее, [26]:
. : среднее
предразрядное время, : по,луче~ное
ний, изм~няется от ·о,9 ;цо,; 45 мкс; ~начения
ний..-
от 8,2 до 9;8 кВ;
••
б(i:
в результате испыта­
пробивных напряже-
;.

вольт-секундные характеристики воздушной изоляции парал,
.лельны оси времени, начиная с 1- 2 мкс;
вольт-секундные характеристики, построенные для различных
полярностей импульсного напряжения, практически совпадают;
с уменьшением предразрядного времени увеличивается разброс
.пробивных напряжений изоляции;
коэффициент импульса для воздушной изоляции к. п . равен
1,32.
Дальнейшие исследования · импульсной прочности изоляции ВЫ •
.полнялись на образцах длиной 2,5; 25 и 100 м. Результаты измере•
JШЙ сводились в один массив и обрабатывались статистически.
Каждая точка вольт 0 секундной характеристики получалась путем
,обработки не менее чем 20 наблюдений. В качестве иллюстрации
на рис. 5.2 приведена вольт-секундная характеристика изоляции
IК. П. 2,6/9,4 ДЛИНОЙ 100 М.
7,S
•
1
'.
J~
2,5 о
мхе
Рнс. 5.2. Вольт-секундна ,я ,хара1Ктеристи,ка из,оля­
щш образцов к. п . 2,6/9,4 ДЛИIНОЙ 100 м:
8-,:=1,3мкс; О- ,:=2,7мкс;'У- ,:=6,7 мкс;
♦-t=10мкс;Х-,:=35мкс·
Так как при предварительных испытаниях была выявлена ХО •
рошая восстанавливаемость свойств воздушно-шайбовой изоляции,
то при исследовании импульсной прочности кабелей больших длин
-один и тот же образец подвергался многократному воздействию
(до 100 импульсов) импульсного напряжения. При этом была ВЫ •
явлена возможность импульсной тренировки изоляции коаксиаль ­
ных пар. Особенно четко это проявляется для коаксиальных пар
,с о швом наружного проводника типа «молния». Среднее пробив­
ное напряжение изоляции коаксиальных пар этого типа после тре­
нировки сериями в 200 - 300 импульсов повышалось в среднем
на 10%.
Воздействие серией из 500 и более импульсов, как правило,
приводило к резкому снижению пробивного напряжения . Разброс
испытанных образцов показал, что причиной понижения электри­
ческой прочности изоляции в этом случае является металлизация
шайб коаксиальной пары. С учетом некоторого запаса максималь­
но допустимое число повторных испытаний на пробой изоляции
к. п. можно принять равным 100 со скоростью 2-3 имп/м:iш.
Среднее пробивное напряжение изоляции к. п. 2,6/9,4 на гори­
зонтальном участке вольт-секундной характеристики составляет
.5,5•кВдляl=2,5м;5,3кВдляl=25ми5,0кВдляl=100м.
К.оэфф~щиент импульса находится в пределах от 1,27 до 1,39.
61

Импульсное напряжение может быть с успехом использовано
для электроискровой тренировки коаксиальных пар большой дли­
ны (см. гл. 4). Ограничение энергии, выделяющейся в месте про­
боя, осуществляется в этом случае подбором параметров воздейст­
вующего импульса. Меняя число воздействующих импульсов, мож­
нр регулировать эффективность тренировки .
Применение для испытаний импульсного напряжения делает
возможным также одновременное испытание на электрическую
прочность всех коаксиальных пар кабеля большой длины при па­
раллельном подключении их к выходу импульсного генератора .
На постоянном токе такие испытания не допускаются из-за опас­
ности серьезного повреждения изоля ции энергией разряда значи. ­
тельной емкости запараллелен1ных коакС'иальных пар .
aJ
б)
Рис. 5.3. Схе,ма ,испытаний поясной изоляции кабеля•
rKtМ:
а) испытание изоляции между вн€шни,м про,в,одни­
IЮ'.1 ;к. п. и обо,л,сJч1юй; 6) испытани€ изол,яци.и !Меж­
ду пучком симметричных жил и оболочкой
Исследование импульсной прочности поясной изоляции коакси ­
ального кабеля КМ-4 проводилось для схем, приведенных на рис .
5.3. Предварительные испытания, проведенные на коротких обра з ­
цах, не выявили зависимости величины импульсного пробивног о
напряжения от крутизны и длины фронта импульса во всем иссле-
таблица5.3,
Схема испытаний
Длина об- Кол-nо об- Ипр , J<B Ипр.макс, Ипр . мни,.
разца, м ра з цов,шт.
кв
н:В
<<В.нешний .проводник -
оболочка»
1
-
4,5
-
-
Т•о же
25
-
4, 18
-
-
«Внешний ,провод,н ик -
внешний ПР'оводник к. п.»
5
60
2,7
3,2
1,4
«Жила - жила си,мметр ич ной
четверки»
5
60
3,4
4,6
2,2
«Пучо,{ симметричных
жил - оболочка»
5
60
3,2
4,0
2,3
ПР и м е ч а ни е. Для схемы испытаний «пучок симметричных четверок _ пучок внеш ­
них пр оводников, соединенных с оболочкой» Ипр= 2,9 кВ; Ипр (Р = 0,01) = 2,5 кВ.
62

дованном диапазоне предразрядного времени ( от 1 до /О мкс) .
Это позволило уменьшить число испытательных импульсов при
исследовании больших длин кабеля до трех (с длиной фронта
импульса 1,3 ; 10 и 35 мкс) . По такой же методике испытывались
изоляция между внешними проводниками к . п . и изоляция между
жил ами в симметричных четверках . Результаты испытаний при•
!Ведены в табл. 5.3.
5.4. И ССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЕЙ ВКПА
Пор и сто-полиэтиленовая изоляция коаксиальной пар!,I 2,1/9,4
кабеля ВКПА образуется добавлением в расплавленный полиэти­
л ен сп е циального наполнителя - порофора, под де'йствием кото­
р ого ис х одный материал приобретает пористую структуру с плот­
ностью 0,45 г/см 3 . Анализ образцов изоляции выявил два основ•
ны х этапа в технологии производства кабеля ВКПА . На началь­
ном этапе освоения технологии (примерно до 1973 г. ) выпускае•
мая изоляция имела очень большие поры; поверхность, прилегаю ~
щая к внешнему проводнику, была рыхлой, необработанной, на
многих образцах имелись следы шва внешнего проводника, внут •
ренний проводник имел значительный эксцентриситет . Образцы
изоляции кабелей, изготовленных после 1973 г., имеют гораздо
меньший размер пор, их внешняя поверхность заплавлена, отсут •
ствуют следы сварного шва. Однако и в этих образцах заметен
эксцентриситет внутреннего проводника, имеют место случаи не •
плотного прилегания внешнего проводника к изоляции , неодинаков
размер пор у кабелей разных партий.
Для оценки разброса толщины изоляции были произведены
измерения ее на образцах, вырезанных из разных цартий кабеля.
В среднем один образец приходился на каждые 10 м кабеля
разных партий. Образец длиной 1 см разрезался вдоль и изме•
рялся штангенциркулем в самом узком месте . Точность измерений
составляла ±0,05 мм. Измерения выявили большой, до 1,58 мм,
ра з брос толщины стенок изоляции . Исследования электрической
прочJ:Iости изоляции кабелей ВКПА проводились на обр а зцах ка­
беля ВКПАШп, отобранных из разных партий. Длина образцов
с оставляла 0,5 ; 2,5 ; 25 мм. Разделка образцов проводилась анало•
г ично разделке кабеля при монтаже, края а л юминиевой оболочки
по концам развальцовывались, длина изоляции , оставляемой по
концам, составляла не менее 5 см.
Вначале для определения основных з акономерностей поведе­
ния пористой изоляции под действием высокого напряжения бы­
ли проведены предварительные испытания на коротких образцах
длиной 0,5 м. При этом выяВ1ился значительный разбр,ос в значе­
ниях пробивных напряжений и напряжений возникновения частич •
ных разрядов. В результате этих предварительны х испытаний бы •
ло принято решение разделить весь имеющийся кабель (всего око­
л о 2 км разных поставок) · на две основные партии и определить ·
63

nараметры отдельно для каждой из них. Принадлежность какойr
либо группы образцов к той или иной партии определялась визу­
ально по размеру пор изоляции.
В программу исследований входили оуределение параr:;етров
импульсной прочности изоляции кабеля Ипр и cr при воздеиствии
на нее импульсов разной крутизны, определение предразрядного
времени tпр, определение коэффициента импульса kи, а также­
оценка электрической прочности наружного шлан г а. Основные ре­
зультаты исследований приведены в табл. 5.4. ;Здесь же приведе­
ны результаты измерений напряжения возникновения частичных
разрядов в изоляцип Ич.р для образцов длиной 0,5 м (на перемен­
ном напряжении) .
Характеристика кабеля
Партия No 1
(старая тех•ноло гия)
Число об-
разцов , шт.
56
15
длина об -
разца, м
2,5
25
Ипр, l<B
9,5
7,1
(J, кв
1,63
0,35
Таблиц а 5.4
kн
Ич.р ' кВ
1,30
2,41
Партия No 2
(новая rеХJн_ол_о_г_и_я"--) - ~-
50_~~_2
_,_5_~_
18_,
_
6_~ _1
_,_1_2 __ _1
_
,3
_6
__ _3
_ ,1_1
_
Характерно существ·енное разл·ичие сред1них з•начений и средне­
·квадратических отклонен и й импульС'ных лро-бив,ных нап·ряжений ,
полученных при испытании п артий кабеля с разной пористостью.
Проверка на равенство средних значений и дисперсий распределе­
· НИЙ, полученных при обработке массивов разных партий кабеля.
проведенная по критериям Стъюдента и Фишера, показала неп р а­
вомерность объединения ма с сив о в в одну общую сов окупность.
·Вследствие этого все параметры импульсной электрической проч­
ности изоляции кабеля ВКПАШп определялись отдельно для пар­
тий, изготовленных по старой и новой тех,нологиям.
Несмотря на неустоя1вшуюся технологию изготовления, в це­
лом для пористой изоляции кабеля ВКПАШп мож н о отметить не­
которые общие закономерности. Исследования, проведенные на
коротких образцах, показали независимость значен-ий импульсно­
го пробивного на п ряжения от полярности воздействующих импуль­
сов, что свидетельствует о достаточной однородности поля коак­
сиальной пары 2, 1/9,7. Отмечено снижение, примерно на 25%.
среднего значения импульсного пробивного напряжения изоляцюr
при изменении темцературы образцов кабеля от 15 до 50° С, пр1r
этом также несколько увеличивается разброс п робивных напря­
жений.
Вольт-секундная характеристика :n:золяции кабеля (рис. 5.4) в;
· диапазоне предразрядного времени от 1 до 100 мкс идет парал­
·лельно оси времени. С ростом предразрядного времени средне­
квадрат_ичеGкое отклонение импульсных пробивных напря-жениЙi
64

от среднего уменьшается. Разбор испытанных образцов кабеля
показал, что пробивается, как правило, наиболее тонкая стенка
:изоляции, причем пробой развивается по зигзагообразному кана-
PJ1c. 5.4 . Во,льт-секундная ха­
рактеристика изоляции образ ­
цов кабеля ВКПАШп длиной
2,5 м
Ипр 6,
кв
;{!_
lб
f4
f2
15
д
.....
10 д~
f r,'v
........
о
.,,..
--
r--
fiпp
/i
r-e--.
-
--
-
.-
д
:t.
д
д
t
8
б
2J4J'!i78!}11011мхе
лу. Наличие больших обугленных участков свидетельствует о зна­
чительном выделении тепла в канале пробоя. Пробивное напряже­
ние защитного полиэтиленового шланга на переменном токе со­
-с тавило около 50 кВ.
Параметры импульсной прочности изоляции 2,5-метровых об­
разцов кабеля были использованы дл _я пересчета с помощью ста­
тистических м етодов на строительную длину (l = 600 м). Пересчет
производился при аппроксимации эмпирического распределения
нормальным и логнормальным распределениями, а также распре­
делением Вейбушrа. Результаты пересчета приведены в табл. 5.5.
Здесь же приведены величины пробивных напряжений изоляции
-строительных длин кабеля, рассчитанные для вероятностей про­
боя, равных 0,01 и 0,001.
Та15лица5.5
Значение параметра, кВ
Закон ра.спределения Номер
1
1
партии
1⁄2Ур
(]
Ипр
\
Ипр
(Р=О,0 1 ) (Р=О,001)
Нормальный
1
5,92
0,60
4,5
3,9
2
16,52
0,41
15,5
15,0
.Логнормальный
1
5,69
0,70
4,0
3,3
2
15,64
0,53
14,0
13,8
Вейбулла
1
5,45
1, 12
3,8
3,1
2
15,00
0,78
13,2
12,0
Анализ полученных результатов показывает, что даже в худ­
ruем случае, соответствующем экстремальному закону распределе•
ния пробивных напряжений, м,инимально возможное импульсное
пробивное напряжение изоляции выпускаемых в настоящее вре•
·мя кабелей _ ВКПА в несколько раз превышает максимально до•
лустимое импульсное напряжение, равное 3,6 кВ, установленное
шорматив~ными документами (см. табл. Пl.2).
65

6. ИСПЫТАНИЯ ИЗОЛЯЦИИ
НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ
6.1 . УСТАНОВКИ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИИ
Согласно существующему ГОСТ иопытания эл-е.ктричеокой прочности изолл­
ции междугоро~дных кабелей связи производятся воздействием ,н.а изоляцию t1-
течение 2 мин напряжения постоянно,го и переменного тока. Испытания пере­
менным '!'Оком применяются в основном на заводах пр .и пр -оверке качества вы­
пускаемой пр0tдукции, испытания постоянным током - при строительстве и экс.­
плуатации кабельных магис11ралей.
Испытания из-оляции коаксиальных кабел-ей при строительстве и экс.плуата­
ции магистралей связи производятся до и после про кладки кабеля, в процесс~
монтажа строительных длин и на смонти-рованных усилительных участках. Сю1.
метричные высокочастотные кабели связи испытываются на строительных дли­
нах кабеля, проложенных в скальном грунте или протян утых в занятом канал,·
кабельной канализации, а также на омонтированных секциях и сим·метрирован­
НЬLХ . усилительных учас тках [30 . 31].
Для испытаний 1на постоянном токе применяют малом-ощные испытатель.­
ные установки т,ипа ТИУ (см. 1рис. 4.5). Пита,ние ТИУ произ.вод,ится от индукто­
ра либо сухой батареи напряжением 12 В. С пом ,ощью прео.бразователя обеспе ­
чивается выходное напряжение 0,4 - 5,0 кВ постоянного тока. Длина испытуемо­
го кабеля не должна превышат1, .длины усилител ьного участка. Это огранwченке­
вызвано в-озможностью силь·ного ,повреждения изоляции ка.беля вблизи места
пониженной электрической прочности за счет разряда собственной емкости ка •
бельной линии. При испытании изоляции усилительного участ,ка кабельной ма­
гистрали, а также при длине смонтированног•о кабеля более 3/4 длины усили­
тельног-о участка целесообсr:~азно отключить 11юн,денсатор фильтра на выходе ус­
тановки, так как в эт,ом случае роль емкости фильтра будет выполнять ем­
кость самог-о ·кабеля.
В коаксиальных кабелях испытаниям на электрическую про'!ност ь по~двер­
гается изоляция между внутренним и внешним проводншка,ми коаксиальной па­
ры, между внешним проводник-ом :каждой коаксиальной ,пары и остальными
внешними провмниками, соединенными с заземленной металл.ической •оболо:чкой,
а также между каждой жилой (,кром,е цепи с дополнительной индукти ·вностыо)
и всеми другими ж1ила,ми, соединенными с внешними прово,дниками коаксиаль­
ных пар и заземленной металлической о.бо.лочкой.
При испытании электрической црочности изоляции коа1<сиальных пар плю ­
совая клем1ма испытательной установки подсоед,и,няется к внутреннему провод­
нику коасr,сиальной пары, а минусовая ·клемма - к внешнему . В остальных ис~
пытаниях плюсова,я клемма испытательной установки подсоединяется к испыт ы -
. ва, емым
жиле или внешнему провощнику коаксиальной пары, а минусовая клем­
ма - к пучку жил ,и внешних про.водников коаксиальных пар, соединенному с
заземленной металли:ческой Qболочкой. На противоположно•м конце проводники.
1юаксиальных пар и симметричные жилы должны быть изолированы меж~ду сс,­
бой и от оболочки.
У симметричных кабелей связи на электрическую прочность должна испы­
тываться изоляция пучка ,рабочих жил по ·отношению к о•болоч.ке , пуч .ка сиг ­
нальных жил по отношению к о,болочке и рабочих жил по отношению друг к.
другу. При испытаНJии электричеак,ой про,чности изо.ляции пучка рабочих илlf
сигнальньLХ жил испытательная установка до.лжна подключаться плюсовой клем­
м·ой к перемычu,е на пу:чке жил и ,м wнусовой клеммой - к бандажу на металли­
ческ·о.й оболочке (э.кране) !Кабеля. При испытании электрической прочности изо­
ляции между жилами испытательная установка подключается плюсовой клем­
мой поо,чередн·о к каждой жиле .и ,минусов-ой - к перемычке на пуч,ке остальных;
жил, соединенном с оболочкой.
По существующей ,мет,одике для коаксиальных пар 2,6/9,4 предусм атривает­
ся 11ренировrка изоляции в пр-о цессе испытаний на электрическую прочность. Тре­
нировка изоляции осуществляется за счет иокр•ов ых разрядов, выжигающих ,мел­
кие дефекты. В случае появления разрядов во время повышення на.пряжени SJ
66

дальнейшее ув.еличение напряжения долж.~о быть п,риостановлен-о до тех пор,
пока не Пр€.кратятся разряды. При учащенных раз1р:ядах напряжение следует
неоколы{О снизить и \далынейшее. повышение ,производить лишь ;после прекраще­
ни;я разрядо,в. Прекращение раз-рядов указывает на повышение электрической
прочности изоляции ~оаiК сиальных па~ в результате тренировки. Если прекра­
щение разрядов наступило при напряжении ниже установленно,го нормо-й, нео.6-
х оди м о воз-обновить его плавное повышение до наступления ,разр,я1дов пр,и бu­
..!! ее высщю,м напряжении и т. д. до тех лор, по,< а. при на.пряжении, уста .новлен­
•ном но•рмой, в течение 2 мин не произойдет ни одного разряда .
Рек,оменд у емое в1ремя трениров.ки для восстановлени,я электрической проч­
н ости изоляции коаксиальных пар не должно превышать 10 мин. Потребность в
более длительн•ой тр-ениро-вке у казывает, как правило, на наличие устойчивог•.;
повреждения коаксиальной пары.
.
Проведенные исследования (е,м . гл . 4) показали , что для кабелей ограничен­
ной длины (l<2,5 к,м) целее,ообразно пров◊1цить предварительную форсиров. а.н­
:н ую эл,ектроис К1ровую тренировку изоляции коаксиальных пар в течение 1-
1,5 мин по.вышенным, по сравнению с испытательным, напряжением при ограни­
ч ении разряд1ного т-ока до 10-20 мА. Огра,ничение тока производ.ится включе­
нием на вы.хо де испытательной установки между ыинусо,вой обкладкой конден­
, с атора фильтра и землей ограничит,ельн0го резистора сопротивлениеы Rогр =
=2007400 кОм. Оттренированная при ,повышенном напряжении коаl<сиальная
пара испытывается затем при НОj}МИрованноы значении испытательного напряже­
ния. Появление разрядов во вреыя испытаний электрической пр-оrч.ности изоля­
ции строительных дл.ин, прошедших электроискров у ю трени1ровку, свидетельст­
в у ет о наличии устойчивого повреждения ~юаu<сиальной пары . Для ка•белей боль­
шой длины ({>2,5 к,м ), ()бусловливающей большую энергию разряда в м есте
-пробоя за счет собсl'венной ем кости кабеля, необходимо сохранить прежнюю
м етодику испытаний.
Нам ет.и вшаяся в последнее вр,емя тенденция авl'оматизации процессов изме­
р е,ни й э лек'Гр ич есю1х хара1< т е р и с-nик кабелей создает необ х одимость сокращения
време н.и испытаний. При заводс.ких испытаниях, выполняемых на строительных
длинах !К абеля , эта про,бл,ема решается довольнq просто. Рекомендации по ве­
л ичинам испытательных напряжений в случае ускоренных испытаний кабелеrr
МКС даны в гл. 4. Для в-оздушн·о.-шай.бовой изо.ляции коаксиальных пар 2,6/9,4,
пр-ошедших форсиро ,ванную элект,ро,искровую трениро,вку, время последующего
испытанмя на электрическую про'Ч'ность мо·жет быть сокращено до ыиним ума
{5-10 с) без изменения норм на испытательные напряжения, поскольку в этом
случае испытания практически только фиксируют ,наличие или отсутствие устой­
чивого снижен,и,я электрической прочности изоляции.
На магистралях связи длина .иопытывае.мых ,<абелей во МНОIГО раз больше,
iИ само вреыя заряда емкости линии мал-омощныыи испытательными установка­
ми является довольно знаrчителъным. ПрОIВедение же испытаний на переменно\!
токе нереально по соображениям техник.и безопасности, а также вследствие не­
обходимости увели,че11ия мощности самих уста1новок из-за большого еыкостного
т-ока. Вы!Ход из положения может быть найден путем испытаний изол,яции им­
пульсным напряжением . Данный метод обладает хорошей дефекто.выявляющей
,спос-обностыо н при правильно,м пмборе формы и •мощности и,м,пульса не бу­
дет прив-одить !К разрушению «здоров-ой» изоляции в·близи мест пробоя.
6.2. ОСОБЕННОСТИ ИСПЫТАНИй ИЗОЛЯЦИИ
RОАRСИАЛЬНЫХ ПАР С ПЛЕНRОИ
Для коаксиальных кабелей с пленкой обычные мопытания постоянным ю1-
ттряжением изол,яции ,коак сиальных пар являются н,еэффективными, поскольк v
полистирольная плен,<а, обладая высокой элек11рической прочностью, маскируе-r
дефекты к . п., обусловливая появление искровой помехи во вреыя эк спл у атации
,{ абельной ы агистрали. В настоящее время -кабель с пл енкой снят с производст­
ва , однак о значительное 1Кс оличество кабеля находите.я в эксплуатации . В ов язи
с этим на м агистралях, и~м.еющих у частl< и кабеля КМ с [1,лею<ой, целеооо,бразно
про·в одить профила,ктические из м ерения для определения возмо,юнос·ш возник­
н овения искровой пом ехи во время эксплуатации.
67

С этой целью на , изоляцию коаксиальной пары проверяемого у.сnлительноrа,
.. учас 11Ка
цри отключенном ~истанционном питании с по.мощью источника pery ·
лиру.емоrо переменного напряж,ения (см . рис. 4.6) подаетс1r наrпряжение, не ме­
нее чем на 10-15% превышающее рабочее напряжение дистанционного пита­
ния. Так,ое превышение напряжения увеличивает интенсивность частичных раз .­
р.ядов и дает возм,ожность с большей ·надежностью зареr.истриро,вать их ,появ­
ление .
Наличие частичных разрядов при ,по:даююм на изоляцию испытываемой па­
ры напряжении определяется с пом•ощью схемы реrис11рации частичных разря•­
дов , показанной на рис . 4.6 пунктиром, либо фиксируется с ОУП или непооред·
ственно с НУП с помощью видеоконтрольною устройства ВК:У, в.ключенно,rо н а•
выходе линейно,rо усилителя ЛУС, по по,явлению на экране белых пятен . В слу­
чае обнаружения в кабеле частичных разр.ядов необходимо пр,ин.ять меры по,
уточнению и устран•ению мест их возни,К!н.овения.
Уточнение местонахождения источни ка частичных раз!ряд,ов в кабеле н 1:
участке НУП - НУП может быть выполнено либо метод•ом с использование~f'
искусственной лин:ии, либо .методом двустор онних измер·ений. Оба метода раз •
ра,ботаны .и уже опр•о,бованы. Они позволяют определить Д'ефектную строитель•
ную длину на усилительном учас11Ке.
По первому методу (р:ис. 6. 1) измеряется интенсивность искровой помехи с:
обеих сторон усилительного участка. Если ,интенсивность по,мехи при обоих и,­
мерен.иях одинакова, то дефектное место находится в середине усилительног;v
участка . Если интенсивность искр,овой помехи разная, на стороне с · повышенноiii
ОУП
[&---
~---
а)
ti)
Iпара
Л пара
Jпара
Лпара
L,
НУП2
Рис, 6. 1·. Измерение ,интен '-­
сивности иск,р·овой помех,,r
в начале ('а) и в 1юице (6)
усилительно ,го учас11ка
интенсивностью ко в,ходу стойки контроля телевизионных програм м СК:ТП'
(м,ежду выносным щупом СК:ТП и гнездом выхада ЛУС)' подключают перемен­
ную искусственную линию ИЛ, с помощью ' которой добиваются одинак•овой ин­
тенсивности .искровой помехи при «просматривании» поврежденного учас11к а с
обеих сторон. Расстояние ·ОТ НУП до ист,очюrка помехи для случ(!Я, приведеюю­
rо на рис. 6.1, определяется по фор.мулам
L+lи.л
l1x =
2
(6. l)i
r\/1.e
l1x -
расстояние •между источником исюровой по,мехи и НУП 1;
l2x - то же, для НУП 2; L- длина усилительного участка; z;.. " -
длина . ис­
кусственной линии, км, при включении которой в одну из схем достигается оди­
на~ковая интенсивность искровой помехи на ВК:У. Данный метод является в зна­
чительной степени субъективным. Пр1и плохо просматриваемой помехе рек•о,мен­
дуется на выходе линейного усилителя ОУП включать дополнительный усили­
тель .
При измерении расстояния до места иок•ровой помехи по методу двусторон ­
них .измерений с помощью избирательного указателя уровня ИУУ и двух плос ­
ких усилителей из.меряют уровень помехи ПIРИ отключеююм дистанционном ПИ '-
68
/

тании в диапазоне ·З-4 МГц. Затем по той же схеме, · но при подаче на де­
фектную коак,сиальную пару :напряжения д. ,п. измеряют на ней с обеих сторон
усилительного участка уровень помехи, увеличенный за счет искровой помехи .
По результатам измерений ,рассчитывают расстояние до места дефе;кта по фор-­
мулам
(6.2)
где ЛР 1 и ЛР2 - приращение уровня помехи на · первом и -втоаюм НУП после
псщачи на к-оаксиальн у ю пару дистанцио,нног-о питания.
Определени,е места искро во й помехи воз,можно также .по рез ультатам изм~­
рен.ий мощности искровой пом ех и с ,обоих концов усилительно,го уча ст-ка . . Изме­
рение мощности помехи производится ИУУ на частоте f , соответст:вующей высо­
К()Му уровню мощности шумов (от 0,3 до 4 МГц) . Расст-ояние до места мскро­
вой помехи определяется по фо рмуле
(6.3)
где ct - коэффициент затух ания на частоте f; Р 1 и Р2 - уровни помехи, изме­
ренные на частоте f в НУП 1 и НУП 2 оо,ответственно. С уменьшением частоты ,
на rкото;рой произв-одятс11 .измерения, понижается точность определения места по­
вреждения, так как уменьшается затухание кабеля . На частотах f >4 МГц
уменьшается уровень ,иокро-в-ой помехи .
После определения дефектной стр,оительной длины на участке НУП - НУП
устра,нение места возниrкновения частичных разрядов следует производить ме­
т-о,zюм выжигания. С этой целью на дефектную коаксиальную пару 2,IJ/9,4 вскры­
того кабеля подается повышенное напряжение переменного тока величиной
3 IКВ . Время приложения напряжения 12 ,мин . В случае разрушения полисти­
рольной плен~ш частич~ными разркда,ми происходят полный про.бой изоляционно­
го промежу-nка и отключение у становки, по сле чего следует про.извести измере­
ние напряжени.я riоявлен:ия частичных разр,ядов по схеме рис. 4.6 при подклю­
ченном измерительном бл-о.к,е. Если величина напряжения появления частичных
разрядов ,осталась близкой к рабоче'\iл у напряжению дистанци Qнноrо питания
(меньше 1200 В), проиЗВ()ДИтсп повтор,ное выжиган.ие дефектного места с по­
следующей проверкой величины на.щряжения появления частичных разрядов; К:о­
аксиальная пара явл,яется пригодной для эк сплуатации, если напр,яжение поя13-
ления частичных разрядов составляет не менее 1200 В.
При снижении электрической ,прочности изоляции 1К оаксиал ьно.й парь~ или
кор,отк-ом замыкании проводников отыскание места повреждения производится
обычными методами. После рем-онта коаксиальной пары вно.вь производится из­
мерение напряжения появления час1шчных разрядов. При .величине напряжffi!Иfl
появления частичных разрядов, меньшей 1200 В, операции по устранению мест
во.э,никновения частичных разрядов п овторяются в той же последовательности.
Если после первоначального приложения к изоляции коаксиальной пары. пере­
менного напр,яжен:ия величиной 3 ·кВ в течение 12 мин пробоя изол,яции в мес­
те дефекта не происходит, операцию выжигания следует п-овторять до получе­
ния пробоя.
При поя.влен.ии исюровой помехи в выс О1К очастотном трак те ,кабел ьной ма ­
гистрали во время ее эксплуатации участок НУП - НУП с источн иком искрово ii
помех,и может быть определен путем постепенного оТ1КЛючения у силител ьных
участков при одновременном ,контроле с п омощью ВКУ наличия в кабеле и ок р-о­
вой помехи . Отыокание дефектной стр оительной длины и у странение -места иск­
ровой помехи в этом случае производятся аналогично .
Применение метода выжиг а ния для обнаружения и у странения источника
иокров-ой помехи воз,м-ожно также на длине усилительного участк а . В этом слу­
чае существенно сок,ращаются объем и тремя измерений. Подробная методика
этих измерений приведена в приложении 4.
69

6.3 . МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕСТ
С ПОНИ:ЖЕННОИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ
К:абели связи, не удовлетворяющие нор:мам - ,на элвктричеокую прочность
изоляции, должны подвергаться измерения,м по определению места пониженно!i
электрической прочности изоляции и ремонту. Для определения места дефекта
обычно применяется !1юмплвкт приборов, состоящий из высО1Ко-вольтного мост;~
(ВВМ-64, ВВМ-72), иокателя места nробоя (ИП - 64, ИП - 69П), щупа для мягких
грунтов и тренировочно - испытательной установки (ТИУ - 2, ТИУ-3, ТИУ-64) [28 ] .
Высоковольтный мост предназна,чен для определения расстояния до места
пониженной электрической прочности изоляц,ии (с точностью до 2% от длины
измеряемой ли~нии). Наряду с этим ,прибор может быть испо льз -ован для уто·1•
нения места повреждения с помощью иокател,я пробоя ИП-64, ИП-69 и для ис­
пытания изоляции жил напряжением. Питание ВШ\1-72 осуществляется от бата­
реи аккумуляторов напряжением 6-12 В. Мост ВВМ-64, ~роме . батареи ак ку­
мулят-оров, оодержит также встроенный индукто,р .
Мост ВВ!М-72 дополнительно имеет генератор синусоидального напряженич
f = 1200 (800) Гц, подключение котор,о,го !К кабелю позволяет определить с по­
верхности земли (с помощью ИП - 69) трассу его залега ,ния. Прибо,р снабжен
у стройством для ав11омат,ическ,ог.о периодического под1ключения к кабелю сину -•
соидальног-о наnряжени,я (для определения трассы) и испытательных импульсоn
(для уточнения места пробо,я).
Искатель ИП-64 используется для точнюто опред,еления места пробоя после
того, как прибором ВНМ определено расстояние до места повреждения, а внеш­
них признак-ов повреждени,я кабеля нет. И ок атель состоит из выссжочувствитель­
но-го усил,ител,я и выносного щупа. Выносной щу.п состоит из штанги, на ,кото ­
рой закреплены катушки -индуктивности. К:атушки предназначены для индикации
импульоов электромагнитного поля, воз,никающих в месте пробоя изоляции.
Щуп подключается ·1ю входу усилителя и перемещается в.и,оль кабеля в район~
повреждения, для чего 011рывается траншея длиной несколько метров. Место
пробоя фиксируется по максимуму отклонения стре ЛJКИ микроампер ,м,ет-ра и мак­
симуму звукового сигнала в телефоне.
Искатель пробоя ИП-69 предназначен для уточнения трассы, а также места
пробоя ,на трассе с по-верJш-ости земли без разрытия грунта . Прибор является
искателем инд у~, тивного т ипа, соде~ржит две дифференциальные рамки с nред­
усилителями, расположенные в одной п~оокости на расстоянии 1,5 м друг от
дру г а и под,ключенные чере.з дифференциальный трансформатор к окоиечно.му
усилителю. При нахождении одной из рамо!К над мест ом п робоя прибор пока•
зывает максимальную величину сигнала .
Щуп для мягких грунтов предназначен для работы совмес11110 с ИП-64 цри
отыскании места пробоя симме11ричного кабеля связи; представляет собой
ферритовую антенну, подключенную 1К усилителю ИП - 64 . Антенна заложена в
алюминиевую трубку с продольной щелью, залитой эпоксидной смолой, вмо;1ти ,
l
Перемещение
оператора
----
Ноtfель
tx
1
V
11
Рис. 6.2 . Схема поиска то-чного
места nробо,я
рованную в ок.ла,дную п олуметровую штакгу. Место повреждения изоляции
определяется по пропаданию сигнала при заглублении штанги в грунт вдоль
трассы кабеля.
.
.
Определение расстояния до места пониженнои электрическои прочности изо ­
ляции кабелей связи проиэво•дитоя в д,ва этапа: сначала измеряется расстояние
до места пробоя выоО1Ковольтным мостом ВВМ, а затем место уточняется с п о-
70

мощью искателя места . пробоя ИП (рис. 6.2) . Для определения расстояния 110
места пониженной электрической прочности изол,яцид в кабелях связи при на-
Рис. 6.3 . Схема подключения В,ВМ
при измерении расстояния до .месrа
[!робоя
ввм
Прямой.
шttyp
Вспомогателыfая
пара
1-
личин исправных вспомогательных пар с сопротивлением, равныrм сопр ,отивлению
па,р с поврежденной .изоляци,ей, п1рименяетоя .метод Муррея (рис . 6.3) . Расстоя­
ние до места повреждения изоляции определяется по фор.муле
• lx= l.аб
(6.4)
где К - показание прибора; lx - расстояние до места пробоя; lиаб -длина ка ­
беля.
При отсутствии вспомОiГат,ельных пар с сопротивлением, рав,ным сопротивле­
нию поврежденной · пары, для измерений возможно применение метода цростой
петли, предпОJiагающего .два из м ерени,я: при с-оединении прово.цо.в поврежденной
и вопомоrа1'ельной цепей на дальнем конце (измер,яется коэффициент К1) и по
схеме рис. 6.3 (из-меряется коэффициент К2 ). Расстояние до места повреждения
l1x = (К2! К1) lкаб .
(6. 5)
Назначе1Ние и технические характеристики приборов, уже снятых с производ­
ства, а также приборов, выпуск которых начат недавно, приведены в приложе­
нии 5.
6.4. ИСПЫТАНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ИМПУЛЬСНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ
Опыт эксплуатации показывает, что кабели связи, прошедшие
испытание напряжением по ,стоя:нного тока, не в,сегда выдержива­
ют воздейств-ие перенапряжений грозового характера, что свиде­
тельствует о необходимости специальных испытаний изоляции им­
пульсным напряжением. Импульсные испытания и з оляции целе­
сообразно, в первую очередь, проводить на магистралях, прокла­
дываемых в районах с интенсивной грозодеятельностью . О пер­
спективности высоковольтных импульсных испытаний можно су­
дить по опыту внедрения их в электротехнической промышленно­
сти. К настоящему времени такие испытания регламентированы в
ГОСТ на испытаниях многих электротехнических изделий: высоко ­
вольтных трансформаторов, силовых и импульсных кабелей, им­
пульсных ко·нден,сатор ,ов и т. д.
Отметим также ряд особенностей воздействия на изоляцию ка­
белей связи импульсного напряжения, выявленных в процессе эк­
сперимента и являющихся дополнительными аргументами в поль­
зу внедрения импульсных испытаний:
хорошую тренирующую способность импульсных испытаний ;
возможность проведения испытаний электрической прочности
изоляции и ее тренировки в кабелях большой длины с большой
электрической емкостью, в случае пробоя из-за ограниченной
энергии испытательного импульса не происходит разрушения со-
71

седни х уч аст ков «здоро ~ ой» и золяции, что rtо з вол_яет уменьшить
время испытаний за счет одновременного подключения несколь •
ки х пара л лельно соединенных кабелей;
практическую безвредность для нормальной изоляции кабеля
м ногократны х испытаний импульсны м напряжением, не превыша­
ющи м 70 % средн его значения и м пульсного пробивного напря­
жения ;
во зм о жно ст ь ( п р и использовании в качестве индикаторов з а­
поминающих осциллографов) проведения прогнозирующих испы­
таний изоляции, которые заключаются в фиксации наличия или · от­
сутствия на осциллограммах испытательных импульсов следов
ча с тичных разрядов , пре дшеству ющ их п олн о му ра з ря ду изоля­
ции;
отсутствие остаточных зарядов на емкости испытуемого кабе­
ля после испытания, обусловленное принципом работы самого ге­
нератора импульсных напряжений, что улуч ш ает у словия работы
с точки зрения охраны труда.
И сследования электрической про чн о ст и изоля ц и и межд угород ­
ных кабелей связи, проведенные в МЭИС, выявили близкий ха­
рактер зависимостей п ар аметр ов электр и ч еской п р очн ости от вре ­
мени воздействия на пряжения для различн ых кон струкций изо­
ляции . Так, например , вольт-секундные характер истики изоляции
исследованных между городны х кабеле й связ и практ и ч ески г ори­
зонтальны в диапазоне от 1,5 до 400 мкс, причем с увеличением
предра зряд ного времени у меньшается ра з брос пробивны х напря­
жений от среднего. С дальнейшим увеличен-нем врем-ени ПР'иложе­
н ия напряжения наблюдается снижение электрической прочности
изоляции, причем скорость изменения электрической прочности
меняется в зависимости от интервала времени воздействия , что
объясняется изменением механизма пробоя изоляции.
На рис. 6.4 в качестве примера приведена вольт-секундная ха­
рактеристика корде.irьно-полистирольной изоляции метровых об­
разцов кабеля МКС при испытании их
по схеме «пучок - пучок». По оси ор­
динат отложен коэффициент импульса
kи при различном времени воздействия
напряжения t. Значение kи = 1 соответ ­
ствует электрической прочности изоля­
ции при плавном увеличении. напряже-
Рис. 6.4. Обобщенная вольт - се - ния постоянного тока . СПJJОШНОЙ лини-
.кундная хара ктеристика кор ­
дельно - полистирольной изоля­
ции . !К абеля МКС
ей показан ход кривой, выя,вленный в
результате эксперимента, пунктирной
линией - неисследованная область.
Для больших длин кабеля (порядка строительной длины или уси­
лител_ьного участка) , несмотря на значительное снижение абсолют­
ных значений пробивных напряжений, соотношение между их вели­
чинами при различных длительностях воздействия напряжения с
некоторым приближением также может быть описано кривой, при­
веденной на рис. 6.4 .
72

Грозовые перенапряжения соответств~ют участку кривой в<>
вре_менн6м диапазоне _ 10-6
-
10-2 с. Параллельность вольт-секунд­
ной характеристики оси времени свидетельствует о независимости
импульсной прочности изоляции от длины и крутизны фронта воз­
действующей волны. Длительность спада волны, как показали эк~
спериментальные данные, оказывает в основном влияние на ха­
рактер повреждения и степень разрушения изоляции в месте про­
боя. Учитывая сильное затухание волн с крутым фронтом, обус­
ловливающее неодинаковые условия испытания различных участ­
ков кабеля большой длины, а также требование обеспечения оп­
тимальной конструкции генератора импульсных напряжений, за­
висящей от параметров импульсной волны, в качестве испытатель­
ной можно принять волну 50/200 мкс. Количество испытательных
волн на первом этапе импульсных испытаний для более полного
статистического анализа данных может быть равно десяти с по­
следующим уменьшением до трех. Для проведения электроискро­
вой тренировки изоляции коаксиальных пар 2,6/9,4 количество ис­
пытательных волн может быть увеличено до 50 .
В табл. П 1.2 приложения 1 приведены определенные по ре­
з ультатам исследований значения импульсных испытательных на- '
пря.жений для исследованных конструкций междугородных кабе­
лей связи, являющиеся одновременно максимально допустимыми
напряжениями при воздействии на изоляцию импульсного напря­
жения. Амплитуда испытательного напряжения для строительных
длин кабеля соответствует вероятности Р пробоя изоляции, рав­
ной 1 %. Норма испытательного напряжения на смонтированную
секцию или усилительный участок уменьшалась на 20 % по анало­
гии с практикой, принятой в _ электротехнической промышленно­
сти, где электрическая прочность изделия в сборе принимается
примерно на 20% ниже электрической прочности отдельных дета­
.лей. Здесь же приведены значения испытательных напряжений на
строительной длине, соответствующие вероятности пробоя, равной
0,1 %. Следует иметь в виду, однако, что для испытания строи­
-тельных длин кабеля предпочтительно принять более жесткие нор­
мы на ис п ытательные напряжения (Р = 1 %), поскольку на этом
этапе испытаний обнаружение и устранение повреждений проще,
чем при испытаниях на смонтированном усилительном участке.
Исследования электрической прочности изоляции междугород­
ных кабелей связи, проведенные МЭИС за последние несколько
.лет, показали необходимость уточнения существующих норм допу­
стимых воздействий постоянного, переменного и импульсного на­
пряжений на изоляцию кабелей связи. По результатам исследова­
·ний даны рекомендации по ме'Годике испытаний и величинам испы­
-тательных напряжений изоляции кабелей МКС и КМ, произведена
·оценка импульсной прочности изоляции кабелей КМ, МКС и
ВКПА, показана целесообразность введения импульсных испыта­
trий изоляции этих кабелей.
Вместе с тем очевидна · необходимость продолжения работ по
73

исследованию электрической прочности изоляции кабелей связи,.
охвата такими исследованиями кабелей других типов и, в первую ,
очередь, кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией.
Необходима более широкая постановка · исследований электри­
ческой прочности изоляции кабелей связи на строящихся и дейст­
вующих кабельных магистралях связи, включающая исследования·
влияния на электрическую прочность изоляции усилительных уча­
стков соединительных муфт, дефектов прокладки и монтажа кабе- ­
ля, коммутации дистанционного питания, кумулятивного эффекта
воздействий импульсных напряжений, старения изоляции и т . д.
Такие исследования позволят произвести оценку стабильности
параметров электрической прочности изоляции кабельной ма гистра­
ли и соответствещю прогнозировать срок ее службы .
Актуальными задачами являются также разработка методов
автоматизированного контроля электрической прочности изоляции
кабелей, а также неразрушающих методов испытания изоляции на
электрическую прочность, усовершенствование методов отыскания,
мест пониженной электрической прочности изоляции кабелей:
связи .
74
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
НОРМЫ ДОПУСТ ИМЫХ ВОЗДЕйСТВИй
РАБОЧЕГО И ИСПЫТАТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЙ
НА ИЗОЛЯЦИЮ КАБЕЛЕЙ
Та ,бли ,ца Пl.1
Максимально допустимое ра-
Пара, используемая для дистан-
бочее напряжение дистанци:-
ционного питания
Тип кабеля
онного питания . Вдейств
переменного 1 постоянного
тока
тока
Коаксиалыная
К!М -18 /6,
1000
1400
2,6/9,4
КМ-4
Коаксиальная
ВКДА
1000
-
2,1/9,7
Коаксиальная
КМ-8/6
660
1000
1,2/4 ,6
Коа :к,сиалыная
МКТ-4
660
1000
1,2 /4, 6
Симметричная
KM -8f,6
300
450
d=0,9мм
Симметри~rная
КМ-8/6
250
350
d=0,9 мм
(.в четвер·ке)
Симметричная
МКТ-4
350
500
d=0,7-мм
Симметричная
МК!С
690
950
d= 1,2 мм
МК-СА
690
1000
мксс
690
1000
з,к
69('
1000
Сигнальные жилы
МК!С
250
350
П р н м е ч а н и е . Допустимое напряжение дистанuионного rштания
у вы пускавшегося ранее одночетверочного кабеля МКС в свинцовой обо­
лочке 450 В постоянного тока .

Та·бл,ицаПl.2
Максимально допустимое импуль,сное напря -.
жение, В
Рекомендуемое значение (по дан -
Тип
Нормиро-
ным исследований МЭИС)
Место приложения напряжения
кабеля
ванное
на строительную дли -
значение
ну
на усили-
со г ласно
тельный
[32]
Р=О,01 IP=0,001
участо1,
Внутренний проводник к. п .
2,6/9,4 - внешний проводник
км
-
4 800
4600
4 200
Пуч,о-к -с имметри<Fных жил-
о болоч:ка
км
3600
-
-
-·
Пучок сим,метри:чных четве -
рсж- ,пучсж внешних прово,д-
ниrюв плюс оболоЧ'Ка
КМ-4
-
2 500
2 200
2000
Внутренний проводник к. п.
3 800*
3 100*
3 000*
2,1/9,7 - ·в·нешний лр·о•во,дник
ВКПА
3600
13 200
12UOO 10 ООО
Пу,<Fоrк - оболоч•ка
МКСА
3500
5400
4600
4300
МК,С
3600
-1600
4000
3700
м~сс
3800
4500
3900
3600
П учок -лучок
МК,СА
-
3100
2700
2500
мкс
-
3100
2700
2500
м~сс
-
3100
2700
2500
* Значение напряжения в числителе соответствует старой технологии изготовления ка•
6еля, в знаменателе - новой технологии.
Место приложения нс п ыта •
тельного на пр яже н ия
Тип
кабеля
2
1. Изоляция между внутренними и
2,6 / 9,5
КМ-8/6
2,6/ 9,5
КМ-4
1,2/4,6
КМ-8 /6
1,2/4,6
МКТ-4
2,1/9 ,7
ВКПА
Таблица Пl . 3
Вел и чина ис пы тательного напряжения, В
п остоянным током
на УУ
3
4
5
6
7
внешними проводниками коаксиаJ1ьных пар
3700 3400 3200 3100
3000
3700 3400 3200 3100 3000 3000
2000 2800 2600 2400 2200
2000
2000 2800 2600 2400
2200 2000
3000
3800 3600
3300 3000
75

Окончанне табл.ПJ.3·
2
13
4
5
6
7
8191
2. Изоляция между внешним проводником коаксиальной пары и всеми другими
внешними проводниками коаксиальных пар, .соединенными с ааземленной.
металлической оболочкой
2,6 /9 ,,5
2,6/9,5
1,2/ 4,6
1,2/4,6
КМ-8/6
КМ-4
КМ-8/6
МКТ-4
1
300
300
200
200
430
430
280
280
30(}
300'
200
200
3. Изоляция между каждой жилой d = 0,9 (кроме цепи с дополнительной,
индуктивностью) и всеми другими жилами, соединенными с внешними
проводниками коаксиальных пар и с заземленной металлической оболочкой
Симметричные пары чет- КМ-4
700 1000 -
700
верок с бумажной изо-
ляц11ей
Симметричные пары чет- КМ-8 /;6
700 1000 900 850
80<'-
вероrк с полиэтиленовоf1 КМ-4
ИЗ·ОЛЯЦИ·еЙ
Отдельные симметрич- КМ - 8/6_
9СО 1200 1100 1050
1000)
ные пары и отдельные
жилы с полиэ1,иленовой
изоляцией
4. Изоляция между каждой жилой d = 0,1 мм и всеми другими жилами,
соединенными с внешними проводниками коаксиальных пар и заземленной
металлической оболочкой (экраном)
Симметричные пары с по - МКТ-4
500 700 600 600 -
500 500'
л-иэтиленовой и.золяцией
5. Изоляция между контрольной жилой и соединенными между собой внешними
проводниками коакси,альных пар и зазем,JJенной оболочкой (экраном)
Контрольная жила \мкт-4 300 1 420 1 350 1 350 1
300 1 300
6. Изоляция между жилами симметричных четверок и внешними проводникамw
коаксиальных пар, соединенными вместе, по отношению к металлической
оболочке
Симм етричные пары чет- КМ-4
2000 2500 -
-
-
-
-
верок и в.нешние про - КМБ -8/6 2000 2500 -
-
-
-
-
водники
.коаксиальных
пар
Пр им е чан и я: !. П ри наличии в кабеле давления воздуха (азо т а) исп ытательные­
на п ряжения изоляции коаксиальных пар повышаются на 100. В, а симметричных пар и;
контрольной жилы - на 15 В на каждые О.О! МПа (0,1 кгс/см').
2. Для кабелей, прокладываемых в высокогорных районах, норма ис п ытательного на­
пряжения изоляции коаксиальных пар уменьшается на 50 В на каждые 500 м высоты.
76

Таблица Пl ..f .
Испытательное напряжение
Место приложения испытательного напряже-
Тип кабеля
на строительной длине гота-
вага кабеля, В
- ння
Переменный
1
Постоянный
ток
ток
Между жилами
мкс 1
1500
-
То же
зк
3000
-
,Между жила•ми и экраном
мкс
2000
-
4000
То же
зк
-
1 Согласно ГОСТ 15125-76 с 1 января 1978 r . для кабелей типа МКС значение испыта -­
тельноrо напряжения составляет 1300 В при испытании в течение 2 мин либо 1400 В при•
испытании в течение 10 с при схеме испытаний « пучок красных и желтых >кил против си­
них и зеленых . соединенных с оболочкой». Допускается испытание в течение 2 мин по ­
стоянным напряжением между жилами и оболочкой, равным 2800 В; между жилами в:
четверке - 2000 В.
•
Место приложения испытательного на­
пряжения
Между всеми жилами, кроме
сигнальных, соеди,ненными в пу­
чок, и заземленной металлическоii
оболочкой (экраном)
Между каждой жилой и осталь­
ными жилами, соединенными с за­
земленной металлической оболоч­
кой
Между пучком
и металличеокой
беля
-сигнальных жил
оболочк◊й ка-
Табли,ца :Пl.5
Испытательное напряжение на маги­
страли симметричного кабеля, В (по­
стоянный ток)
на строительных 1
длинах в скальном
грунте или кана-
•
лизации
2200
1700
1200
на смонтирован­
ных секциях и
усилительных
участках ·
2000
1500
1000
П р и м е ч а н и я: 1. При наличии в кабеле давления воздуха (азота)
испытательные напряжения повышаются на 60 В на каждые 0,01 МПа
(0,1 кгс/см') избыточного давления .
2. Для кабелей, прокладываемых в высокогорном районе, норма испыта­
тельного напряжения уменьшается на 30 В на каждые 500 м выс<>ты.
Таблица Пl.6;
Испытательные напряжения постоянного тока•, кВ, пр и"
испытаниях по схеме
Тип кабеля Время испытания, с
«пучок-пучок~
1
«пучок -оболочка »
строительная !усилительный
1
строительная !усилитель - -
длина
участок
длина
ный учас-
TOI{
мксс
[Jлав,ный ,подъем
2,3/2,0*
2,0/1 ,9"
3,3/3,0 2,8/2,6
мксс
120
2,0/1 ,8
1,8/1, 7
3,0/2,7 2,5/2,3 ,
МКСА
ПлаВ1ный подъем
2,3/2,0
2,0/1,9
3,9/3,5
-
МКСА
120
2,0/1 ,8
1,8/1,7
3,5/3,1
-
1 Без учета влияния прокладки и монтажа кабеля.
• Значение. указанное в числителе дроби, соответствует ра·счетной вероятности пробо т
Р = 0,01 , в знаменателе - расчетной вероятности пробоя Р = 0,001 .
Т/l

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ВЛИЯНИЕ СХЕМЫ ИСПЫТАНИЙ
НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ ИЗОЛЯЦИИ
СИММЕТРИЧНОГО КАБЕЛЯ
Влияние схемы испытаний на электрическую прочность изоляции можно
,о ценить, определив соотношение ,максимальных на!liряж,ен,н.остей Еманс в изол1-
;ции сr{абеля при изменении схемы подключения напряжения к токопро.водящим
жилам. Поставленную задачу легко решить на примере одночетверо,чного кабе­
.л я со сплошной о.д;н,о,род,ной изо,л,яrщей, полностью заполняющей пространство
JЗНут,ри ,металлической оболочки. Рассмотри,м два вар,rа>нта подключения напртт­
.ж ен:ия u{ жилам кабел,я (рис. П2.1): 1) первая и третья жилы по отношению к 1)
Qt'
2'f)
'--l,
.-~-.
f42' 7
lo2'
>о
Otfoлol/l(a
Рис. П2.1. Схема расположения то;<оведущих
жил одночетверочного ка,беля связи и их зер­
кальных отображений i!IO отношению к зазем-
ленной {)балочке :
!,2,3,4-жилыкабеля;!',2',3',4'-
зеркальные
отображения жил
второй и четвертой; 2) первая и вт-орая жилы по отношению к третьей и чет­
вертой. В обоих случаях заземл.ен1ная о·бол.очка не присоединяется к как-ой-либ'J
группе жил.
Для решения задачи воспользуемся методом потенциальных коэффициентов
){27] . Система уравнений Макооелла с потенциальными коэффициентами для
одночетверо,чноu-о кабеля ,имеет -вид:
тде
<J)1 = анq1+а12q2+а1зqз+а14q4;
<J)2 = а21q1+a2iq2+а2зqз+а24q4;
<J)з=аз1q1+аз2q2+аззqз+а34q4;
<J)4= а41q1+а42q2+а43qз+а44q4,
1
а;;•
1
a;i= --ln- - • a;k=2лuln
2:rтв
г;'
v
потенциальные коэффициенты для единицы длины кабеля; в - эквивален1'НЫЙ
коэффициент диэлектрической проницаем-ости; Ro - внутренн~ий радиус оболоч­
ки кабеля; 101, -
расст-ояние от центра ка,беля до центра k - го провода; а;;' -
расс11ояние между центром i - го провода и центро,м зеркально ,го отображения
i-го пров-ода; aih - расстояние между центрами i и k-г-о проводов; а; h, -
то
же, между центром i-го и зеркальным отображением k-го прово,дов. Расстояние
от центра кабеля до центра зеркальн-ого отображения i-го провода оп р еделяет­
•ся из соот,ношен:ия loi' =R 20/l0i, где lo; - расстояние от центра кабеля до центра
i-го провода.
Учитывая, что aii' = loi' = lo;, получим aii = (1/2:rт:в) ln ,[(R2o - l2o;)/lo;r;].
Вследствие симметрии расположения жил одночетверочного кабеля а 11 ~
=а22= ... = •а;;; а12 = а21=
...
= .а;(;±1); а,з = ,аз,= .. . = 1ai(i±2). Кроме того , для
ттерв-ого варианта q1=q3= q, q2= q4 = -q; для вт-орого варианта Q1 =q2 = a,
.qз=q~= -q.
78

После !Подстановки значений потенциальных к•оэф фициентов и величин заря­
да в уравнения Максвелла, получим для пер•вого ·ва,рианта подключения жил
И =<р1-<р2= q [2a;;-4a;(i±0+2ai(i±2)] или q = И/2 (a.ii + а.1 (i± 2) - 2сх 1 (i± !));
для второго варианта подключения жил И = ср1- (j)з = 2qfaii - а; (i±2)] или
q= Uj2(ctii -a; (i±2) ).
Пренебрегая эффектюм близости, можно принять E=q/e2nr, откуда
Е1 q'
CG;; - CG; (i ±2)
-=-=--------
(П2.1)
Е2 q"
a;;+ai(i±2)-2ai(i±I)
Здесь Е 1 и Е2 - напряженности электричеакого поля на поверхности токоведу­
щих жил при включении их соответственно по первому и второму вариантам ·;
q'иq"-
заряды на поверхности ТО1Коведущих жил в пер вам и во втором ва,­
риа;нта-х. Как видно из рис. П2.1 ,
2
'
101'=lo2'=lоз'=lo4'=Ra/l;ri=r2=rз=Г4=r;а12=а2з=аз4= . ••=
= -V/2+12=/V2;а13=а24= ...= l+l=2l;а12,=а23,=
= V l2+(l')2; а13,=а24•= . . . = l+l' .
Соответственно:
1
Ri- z2
а;;= -
-
ln ----
2пе
lr
r
yz2+u'J2
а1(i±I) = --ln
2ле
Ro у2
I
/+!'
ai.(i±2) = 2ле ln ~
(П2 .2')
(П2 .3)
(П2.4 )
Приняв за основу геометричеокие раз ме ры кабеля 1МКС 1 Х4Х,1,2, будем
иметь [31]: r =0,6 мм; l = 2,06 мм; Ro = 4,03; l'=7,9 мм. После подстановки дан­
ных размер,ов в (П2.1) - (П2.4) получ1им Е 1 /Е2 = 1,17. Такwм образом, при одк­
наковом потенциале жил , расположенных по диаг-онали, напряженность электри ·
чеак ого поля на 17% больше, чем в том случае, когда расположенные по диа­
гона лн жилы имеют противоположные п отенц•иалы .
Э кспериментальные исследования, проведенные на образцах симметричны(
кабел ей, пО1Казали, что присqединен ие оболоч~и к одному из п уЧ>Ков жил при и<: •
пыта нии изоляции по схеме «пучок - пучок» п ра<Ктич,еоки не оказывается на ве·­
личи не электричеС<Кой прочности. Пол учеяный вывод можно распространять н а
схемы с обо,лоч.1юй, подключен ной к одному из пучков жил .
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ РАЗНОСТЕЙ
ДЛЯ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
СИММЕТРИЧНОГО КАБЕЛЯ
И ссл едова ,ния механиз,ма пробоя кордельно -п ол.истирольной изоляции кабе­
лей МКС показали, что проб ою изол,яции предшествует р азв итие в ней част.ич­
сr~ых разр ядов . П о следние возникают при некm•Ор·ОМ напряжении ,Ич. р в местах
повы ш е ния н апряженности· электрического поля, в связn с чем wнтересно оце·­
нить распр еделение ·напряжен ности электр.ического •поля в изоляции кабеля . Ис­
след о ва ние электростатичеоко,го поля кабеля связи в общем случае сводится к
реше нию щ; фференциальных уравнений относительно п отенциала (уравнени;1
Пуассона и Лапласа) при определенных граничных услоЕиях. К настоящем у
79'

,времени нет ана.7Jитических выра ж еНIИй решения задачи •р аспреде л ения н ап~ я­
женности поля в •симметричных к абеля х, и м еющих сложную гео м етрическую
·форму измяции и большре ,количество границ раздела. Решение может быть
шолучено при использовании численных методов, которые все шире применяются
для расчета по.лей. Од,ним из са1мых эффективных и универсальных численных
методов решения дифференциальных у1равнений в 'Частных производных явл;~­
ется метод ,ко,не~чных ,разностей (1 3].
Потенциал электричеакото поля стационарного т,ока удовлетвор яет ура вне ­
·нию Лапласа
ЛИ=О ,
(ПЗ.1)
тде д - ,опера11о р , который в декартовой системе координа т ;имее т вид д =
= (д2/дх2) + (д2/ду 2) + (д2/дz2). В рассматриваемом случае можно ограничитьс,1
·пл,о о~юй задачей расчета электрическо,го п оля в поперечном сечении rкабеля. Д л я
·п л оской задачи (П3 . 1) зачшшется в виде
(П3.2)
'Н а !)ранице раздела проводника и диэлектрика справедливы следующие гра ­
,:1-шчные услов:ия: а) тангенциальная составляющая ве~пора элехтрического пол5'
· равна ,нулю, т. е. дИ/д--с=О, что эквивалентно постоянству поте н циала И=оопst
(условие Дирихле); б) нормальная компонента вектора смещения равна поверх ­
ностной плотности заряда р на проводнике. Для уравнения Ла пласа р = О, от ­
•-сюда получаем условие равенства нулю производной потенциала на нормали к
--+
грающе дИ/дn = О (условие Неймана).
Для симметричнаг.о кабеля, имеющего неоколько сред с :различными дн ­
-:электрическими постоянными е+, е_ , на границе раздела должны выполнятьс я
усл,овия оопряжения:
Иlг =Иlг ;е+д:1 = е_д:\
+
-
дп г+
спг
С учеrо м поставленны х выше условий была ·решена зад ача _ра оч ета элект­
р иче ак ог,о поля моделей сим м етричного к абеля ,одночетвер о'Чнои ,констр укц ·ш
( см . р и с. '2.4) . Для расчета напряж енности эл ектриче ок,ого поля ч,ислен н ы м и ,м ~ ­
тод а, ми .вок,р у г ~расчетной области модели -описываем пря,м,о у гольник- и в н ем на­
--носимcernyQh={х; =ihx;у;=jh11} (,i=1,2,3, ..., Nx;j=1,2,3, ..., N11).В
,ч астности, для модели, ,приведенной на рис. 2.46, Nx = 60, N 11 = 107 . Величи.ны h x ,
Nх - шаг сетки и число узлов в направлении оси х; h11, Nу - то же, в направ­
лении оси у. На сетке Qh построим сист ему разнос'!'ны х уравнений, аппрохси­
:мирующих (П3 . 2) с погрешностью O(h2)[h= max(hx, h 11 )] :
1
1
;{дh, •>J. 1= - h2 ( r\-1 , 1+vi+1. 1-2vi, 1)+-h2 (vi , J-1+v1, 1+1-2vi, J)=0 .
х
у
•
Здесь v;,; - приближенное решение дифференциального уравнения, оп,ределен ­
ное в узла х сетки. Граничное условие Дири·хле учитываем точно, а при аппрок­
• с им ации условия Нейма,на и усл,овия сопряж,ения использ у ем соотношения ,
,-и меющие :rюгрешность O(h) [13]. Полученную систему разност,ных ур а внении ;
"с оставленн ую дл я всех узл,ов, решаем итерационным м етодом бл,очной верхней
·:релаксации . Зна'Ч ение на,пряженн,ости .в узлах сепш вычисляе м к ак
Ei,f = V(Ex)1,i+(Ey)I,i• где(Ex)i,j = ( Vi+I, f - vi,i)/hx;(Еу);, i=
= (V;,i+I- vi,1)/hy.
.:.мак сим алыно е значение напряженности поля определ яем как Емакс = mа·хЕ;, J·
i.j
Лриведен,ные алгори'I'мы реализованы в рамках rкрмпилирующей сис'!'е м ы К:СИ ­
БЭ_СМ .
lli O

Основные результаты •расчетов приведены в § 2.3 и на рис. 2.4 . Наиболе е
опасным случаем с т-очки зрения величины максимальной напряж,енности элект­
рического поля в изоляции является сближение токоведущих жил на расстоя­
ние, равное диаметру одного корделя (см. рис . 2.4е) . Такой случай возможен
при ловрежде-нии полистирольных лент , накладываемых на кордел.и. Максималь ­
ная напряженность поля наблюдается на поверхности жилы в точке касани~
жилы с корделем и составляет Емакс = 3960 В/мм при И = 1000 В (значени е::
Емакс = 3960 В/мм соответствует по.дJКлючению жил по схеме дистанционног о-,
питания) . Расчет начальной напряженности поля для случая параллельных про ­
в-адов ,с радi!усо,м r0 = 0-,06 ,см l!!р-о,ведем по, фо.р,мул-е Пи~ка
Ен = 30,36 [1 + (0,298/Vo ro)J,
гд€ б - пло!fность воздуха . При нормальных атмосферных условиях б = 1. В ре­
зульlfате получим, что Ен = 6,73 к В/мм. Следовательно, .минимальное напряже­
НИ€, при котором возможно появление частичных разрядов между жилами ка­
беля Ин=ЕнИ/Емакс = 6,73• 1,О/3,96= 1,7 к.В.
Для определения возможности использования данных расчетов при расчет ес
оцен.ки электричеакой прочности к-ордельной изоляции бьщи проведены ЭJ<спери­
· ментал 1,1ны€ исследования на моделях оимметрич.ных пар, соответствующих моде­
ли рис. 2.4е. Регистрация напряжения появления части'Lных зарядов Ич. р про ­
изводилась с nомощыо индИJкатора частичных разрядов ИЧР-3, изготовленного-.
ВЭИ . Из м ерения показали , что среднее значение Ич. р = 1,84 кВ пр,и испытании
постоянным напряжением, а И ч . р , мин= 1,55 к В. Сравнива,я рез ультаты экспери­
мента с рез у льтатами расчета, мож,но сделать вывод о возможности оценк а.
электрическ ой прочности изоляции симметричного кабеля связи ,мет,одом 1юнеч­
ных разностей . При этом погрешно~ть -ощен:юи не превышает 8- 9% .
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УСТРАНЕНИЯ
МЕСТ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ
В ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЕЙ КМБ НА ДЛИНЕ
УСИЛИТЕЛЬНОГО УЧАСТКА МЕТОДОМ ВЫЖИГАНИЯ
1. Путем постеnенно,ю отключения усили т ель н ых участков при -ощювремен ­
но,м контроле с п омощью ВКУ наличия в кабеле иакровой по,мехи ·о п ределяе!' ~
ся с ОУП учасrок НУЛ - НУП, содержащий исrочнИJК .искровой помехи.
2. Выделяется дефе1пная коаксиальна<\ пара участка НУП - НУП путе м,
рассоединения в обоих НУП •О!КОнечных ~муфт ОГКМ.
3. С помо щью rисточника переменною тока · .на изоляцию ,дефектной коакси­
альной пары подается ,напряжение [Ю схеме рис . 4.6. Напряжение плавно ПО r
вышается от О д•о 2100 Вдейств- Амплитудное значение максимально прит::;;..,,...
мо.го напряжения будет соответствовать при этом величине испытательног,о на- ·
пряжения постоя.нного то.ка (3000 В).
4. Во время по·вышения воздействующего на изоляцию напряжения с по-­
мощью ,регистрнрующей СХ€МЫ (ом. рис . 4.6) производится измерение напряже­
ния появления s изоляции частичных разрядов, проявляющихся в виде всплес -..
ков или выбросов на кривой напряжения.
Пр им еч ан .и я: 1. При отсутствии необх,одимого комплекта измеритель -­
НЬIХ приборов допустимо применение в качеств€ регистрирующего прибора ши­
рО!К-ололосного осциллографа (Cl-68 или ана.Jюгичного типа), !ПОt11:ключаемого че•·
рез емкостный дел;итель (ДИЕ-7 или аналогичного т,Н:Па) 1К испытуемой коакси• ·
алыной паре. 2. Контроль величины ,в,оздействующего напряж€ния при отсутст •
вин IКиловольтметра может осу ществляться по низкому напряжению с помощью •
вольтметра, включаемого в первичrиую обмотку высоковольтного трансформа -·
тора.
5. При появлении на экране осциллографа части'Чных разрядов повышен.ие­
напряж€ння прекращается и 1Изоляция ,коаксиальной пары выдерживается под .
81.

напряжением данной величины в течение 1-2 мин, после чего напряжение на
изоляции коаксиальн-ой пары понижается до нул-я.
6. Производится по2то,рное повышение напряжения · с •одновременной регист•
рацией напряжения появления частичных разрядов . '
7. В-озраста1ние на,пр,яжения появления частичных разрядов овидетельствует
о выжигании части дефекта. Коаксиальная пара является пригодной для экс­
плуатации, если напряжение появления ,частичных разрядов повысилось до ве­
.личины большей 1200 ВдейстD•
8. _В случае, если воздействие повышеиноr,о перем-ениоr-о напряжения приво­
дит •к снижению электр.иче~ой прочности изоляции сrюаксиальной пары или ко­
,роткому замыканию в месте дефекта, место пониженной электрической прочно­
сти уточняется с помощью выооковольтного моста с последующим ремонт-ом ко •
аксиальной пары.
9. Если напряжение появления частичных разрядов осталось на прежне~1
_уровне, следует попытаться выжечь дефект.ное место повторными nриложения.
ми напряжения с увеличением максимальной величины н апряжения ступенями в
300-500 В. При дос1шжении максимально допустимой величины воздействующе­
го напряжения (2100 Вдейств) выжигание мож,ет быть достигнуто за счет уве­
.личения длительности приложения напряжения.
1О. В случае ремонта 1юаа{сиальной пары по Оu{ончании ремонта следует
убедиться, что наmряжение появления час11ичных разрядов в изоляции превы­
шает 1200 Вдейств , Низкое напряжение появления частичных разрядов свиде•
-тельствует о наличии других источнwков искрав-ой помехи и необходимост,и про ­
должения олерации выжигания дефектных мест.
ПРИЛОЖЕНИЕ5
:КРАТКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРОВ
ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И ОТЫСКАНИЯ МЕСТ
ПРОБОЯ
Описанные в § 6.3 приборы выпускаются или выпускались мастерскими тре­
~та «Межгорсвязьстрой» . К настоящему времвни трестом разработан и запущен
в производство комплект КОП пр,иборов для отыскания мест пробоя изоляции
iКабелей связи, ·включающий высоковольтный мост ВВМ-77, усилитель универсаль­
ный оконечный У.УО, щупы ЩАН, ЩАВ, ЩАБ, а также генератор трассы.
Мост ВВМ - 77 представляет собой модернизированный вар •иант ВВМ - 7.2. Обес ­
печивает подачу в кабель испытательного на·пряжения постоянного тока от 200
.до 4000 В, индикацию момента пробоя по стрелочному прибору, отсчет по курбе ­
лям мостовой схемы коэффициента для подсчета раостояния до . места пробоя .
.Максимальная
длина из,меряемого участ-ка кабеля не более 20 км. Электропитание
моста осуществляе11ся от встроенной бата•реи из десяти аккумуляторов НКГК-11 Д
•или от внешнего источника питания 11 - 16 В. Габариты прибора 555 Х285Х
Х220 мм, масса 20 кг.
Уюi,версальный о:1юнечный усилитель УУО предназ,начен для отыскания ме:.::т
юробоя изоляции кабелей связи совместно с одним из щупов ЩАН, ЩАВ, ЩАБ.
<Основные технические характеристики УУО: рабочая частота 1208±2 Гц; КСJэф­
фициент передачи резонансного усилителя 120±10 дБ. Электропитание УУО осу ­
ществляет,ся от двух последовательно .включенных элементов 3336 или аккумуля­
торной 'батареи 7Д-О,1 напряжением 7,5-10 В. Потребляемый ток не превышает
14 мА. Усилитель предназначен для работы в диапазоне тем1ператур от - 10 до
+40° С пр.и относительной влажности воздуха не более 90%. Габариты прибора
'232Х 115Х32 мм.
Щ уп активный болотный (ЩАБ) используется для поиска мест пов·реждения
•изоляции (мест пробоя). Аналогичен по кон-струкции щупу для мягких грунтов,
применяемому при работе с ИП-64. Оба:печивает опресцеление мест пробоя изо•
_ ляции кабеля в грунтах I и II категорий.
Щуп активtНый вЬJ1носной (ЩАВ) предJНазначен для поиска мест повреждения
·изолящш с поверхно.сти земли; щуп активный накладной (ЩАН) предназначен
.для приска мест повреждения изоляции в непосредственной близосrn от кабеля.
;82

Генератор трассы применяется для подачи в кабели связи сигналов тонально й
частоты с целью ооределе.ния трассы при отыскании мест повреждения изоляци и:
кабеля с поверхности гр унта . Частота выходного сигнала 120&±2 Гц. Электропи- - .
танле генератора осущес11вляется от а ]Q{у муляторов высоковольтного моста . По­
требляемый ток не превышает 1 А . Генератор трассы обеспечивает два режим а.
работы : ждущий и непрерывный . Предназначен для работы в диапазоне темпер <t ­
тур от - t0 до +40° С при относительной влажности .воздуха не более 90%.
Кроме ,приборов, выпу,скаемых трестом «Межгорсвязьстрой», в экоплуатации ·
находятся также много приборов для испытания изоляции и отыскания мест
пробоя типа КИТ, ИПИ-1, ВКМ-1 и ИМП-1 , к ,настоящему в,ремени снятых с про.­
изводства . Назначение и краткая характеристика этих приборов '!1ри,ведены ниже·.
Комплект испытательно-тренировочный (КИТ). Ком,плект служит для испы­
тания изоляции си м метричных и коаксиальных кабелей напряжением. ВыхО\11:НОе
напряжение 0,25-4 кВ. Предназначен для работы при температуре окружающей;
среды от -30 .цо + 50 ° С и относительной влажности до 95 % ; питается от .внут­
ренней батареи гальванических элементов 373 общим напряжением 12 В и от внеш ­
него источника - аккум у ляторной батареи напряжением 12 В, а также се'!'и пере-­
менного тока на'Пряжением 220 В 1±15%. Габариты ком,плекта в укладке-290Х.
Х410Х310 мм, масса - 9 кг.
Испытатель электрической прочности изоляции (ИПИ-1):. Переносной !Поле.­
вой пр1ибор ИПИ-1 предназначе;н для и.спытаний жил кабелей связи напряжением ,.
а также для совместной работы с ,высоковольт,ным кабельным мостом ВКМ-1 1t
искателем места пробоя ИМП - 1 в качестве источ·ника питания . Прибор может ра- .
ботать при температ у1ре от - 30 до + 50° С. Выходное н;шряжение - до 3000 в·.
Точность установки ·выходного напряжения составляет 1±2,5 % . Испытатель позво ­
ляет измерять ток утечки в изоляции кабеля до 50 мкА с погрешностью не более·
t!: 1О%. Прибор питается от сети переменного тока с частотой 50 Гц и напряже­
нием 220 В ± 10% и 24 В ± 10% от источника постоянного тока на,пряжением
12 В ,±10% . Мощность, потребляемая от сети постоянного тока, 3 Вт. Габариты
прибора - 325Х 190Х265 мм, мас са
-
около 9 кг.
Высоковольтный кабельный мост (ВКМ-1). Переносной прибор ВКМ-1 . nред.­
назначен для определения расстояния до места пониженной электрической проч­
ности и з оляции си м ме1'рич:ных кабелей связи (между жилами или жилами и обо­
лочк ой) . Измерения м осто м д оп ускаются на участках длиной до 30 км и произ­
водятся при напряжении питания до 3000-3500 В постоянного тока. Источником
высокого напряжения дл я -м оста ВКМ-1 сл у жит испытатель электрической проч­
ности изоляции типа ИПИ-1 или за м еняющий его прибор . Мост ВКМ-1 совместн о
с ИПИ-1 так же исполь зу ется для по д ачи высокого пробивного напряжения 1В 1<а­
бель при работе с ,искат ел е м мест а пробоя ИМП-1 (для этого в ВКМ-1 и мее те -~
высоково л ьтный на копит е льный кон де нсатор е мкостью 2-4 м кФ).
Поrрешнои ь опре д елени я расстояния д о м еста пробоя и з оляции в кабел е­
п р и использовании соеди нительных проводо в к кабелю до 3 м в нормальны х кли ­
м атических условиях не превышает ,± (0,01 +,0,02/Rш) l, где 1- длина кабеля ,
• R ш - сопротивление шлейфа кабеля (от 2 до 1000 Ом). Прибор снабжен блоки­
ровкой, срабатывающей при вскрытии. Габариты - 260Х403Х325 м,м , масса
-
не более 16 кг. Габариты укладочного ящика 750 Х 480Х430 мм, масса прибора
в укладочном ящш,е - не более 50 кг.
Искатель места пробоя (ИМП-1 ). ПрсИ•бор ~предназначен :для о.п.ределени я
м еста п,робоя изоляции в си м метричных кабеля х связи на участке повреждения,
оп р еделенном высоковольтным кабельны м · мостом. Переносной прибор (выносной
цатчик с усилител ем ) ,выполн ен на транзисторах. Точность оmределения мест а
пробоя на кабеле лри одностороннем .из м ерении со.ставляет 8-10, а при двусто­
роннем - 5 см. Датчик прибора предста ,вляет собой смонтированную на штоке
магниrnую антенн у . На выхо де пр:ибора включены стрелочный индикатор .со шка-
лой на 50 мкА и телефон ТА-56М (1600 Ом).
•
Ч увствительность усилителя ('в полосе 6- 12 кГ.ц) в нормальных климатиче­
ских услов,иях и при номинальном напряжении питания (9 В) соста,вляет не менее
8 мкА на 1 мкВ входного напряжения . Питание усилителя обеспечивается шестью
гальваническими элементами 336У . Габариты усилителя ·148Х 147Х203 мм, мас­
са - около 3 кг. Габариты уклад:оч:ноrо ящика 415Х27Ох ·230 мм, масса комплекта
в уклаДJ{е - около 12,5 кг, длина датчика со штоком 1195 мм. Определение места
nо11реждения изоляции кабеля связи, помимо мостовой схемы, может производит,,-
83

,,ся также 1импульоным методом. В mоврежденную пару (жилу) подаются одновре­
_менно постоянное напряжение и· зощцирующие импульсы от импульсного прибора .
.В
кач.естве импульсного прибора может быть использован универсальный импульс­
ный прибор УИП или иопытатель кабелей и линий (Р5-9, Р5-5, Р5-1А) .
Плавно повышая напряжение, добиваются получения r~робоя изоляции в ме­
.сте повреждения. Посланный зондирующий .импульс, отражаясь в месте пробоя,
-возвращается ,к началу кабеля и поступает на вертикальные пластины электронно­
лучевой трубки импульсного прибора . Расстояние до места пробоя изоляции опре­
деляется умножением известной цены дел,ения на число калибрационных от м еток,
-отсчитанных между передними фронтами зондирующего и отраженного импульсов
ла экране электронно -л учевой трубки. После определения участка повреждения
импульсным прибором место понrижеНiНОЙ электрической прочности изоляции (ме­
сто пробоя) уточняется искателем места пробоя.
Применение импульсного метода не требует ,наличия исправныхуопомогатель ­
,ных жил . Кроме того, отсутствует необходимость .при повторных из•мерениях
иметь измерителей на противоположном от .места измерения конце кабеля. Эф ­
,фектrивность импульаного метода может быть повышена путем прожигания по ­
.врежденной изоляции низким напряжением переменного то ка, за счет которого
-образуется дуговой канал в ,месте пробоя изолядии испытатель11ым напряжением
.постоянного тока. Искусственная неоднородность волнового сопротивления, обус­
ловленная дуговым каналом, облегчает обнаружение места дефекта на импульс­
.кой характеристике. Особен,но целесообразно применение прожи,гания в случае
,сложных повреждений изоляции типа заплывающих- пробоев и дефектов с боль­
шой (до 1 МОм) величиной оопроти.вления изоляции, обнаружение и устранение
4<Оторых обычными методами ,не ,всегда я.вляется успешным. Использование про­
жигания обеспечивает ·в последillем случае доведение сопротивления изоляции до
небольших з,начений, гарантирующих у,веренное определение места _ .повреждеюш.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
i. Абрамов К. К. Оценка ,прочно.сти н надежности ка,бельных изделий no ре­
зультатам испытаний коротких образцов . - В кн.: Труды ВНИИКП. М.,
1970, вып. 14, с . 43-54.
2. Александров Г. Н., Иванов В. Л., Кизеветтер В. Е. Электрическая прочность
наружной ВЬ!IСоководьтной изоляции. Л.: Энергия, 1969.
3. Белов Ю. Н. Влия,ние изолирующих шайб на эдектрическую прочность коак­
сиального кабеля.- Кабельная техника. 1975, вып. 1О ( 128), с. 4-6.
,4_ Бел о в Ю. Н., Калинин Н. Д. Оценка электрической проч ности изодя,ции ко ­
аксиа л ьных кабелей связи. - Кабельная техника. 1976, вып. 9(139), :с. 4-7 .
5. Белов IO. Н., Калинин Н. Д., Рязанов И. Б. К вопросу о частичных разря­
дах в комбинированной изоляции коаксиальных кабелей связи. - В кн.:
Труды МЭИ. Исследования в области ка,бедей, электрической изоляции, по­
лу.проводников и диэлектриков. М . , 1975, •вып. 272, с. 65-70.
6. Брагин С. М. Исследование электрической прочности воздушно - стирофлекс­
ной изоляции кабеля •статистическим методом. -Электричество, 1959, No 9,
IC. 78-83 .
7. Вентцель Е. С. Теория ве,роятностей. М.: Наука, 1969.
. 8. Гнеденко Б. В., Беляев Ю . Е., Соловьев А. Д. Математические методы в
теории надежно•сти . М.: Наука, 1965.
9 . Гроднев И. И., Курбатов Н. Д. Линейные сооружения связи . М.:
· Связь,
1974.
1 0. Гумбель Э. Статистика экстремалЮiых значений: Пер . с нем. М.: Наука,
1971.
•
11. Делекторский Г. П. Во,зду шные включения в полиэтиленовой изоляции ,и их
влияние на электричеакую пр,очн.ость. - В кн.: Конструирование и исследо­
вание высокочастотных кабелей. Л., 1974, с. 51-67.
il 2. Дмитриевский: В. С., Румянцев Д. Д. Высоковольтные nибкие ка,бели. М. :
Энергия, 197 4.
'1 3. Ильин В. П . Численные методы решения задач электрооптики. Сиб.
отд - ние АН СССР, 1974. Нов,оси,бирок .
iJ. 4 . Калинин Н. Д., Лиманский Н. С. Электрическая прочность оимметри,чных
!Кабелей связи. .:.. . . Кабмьная техника. 1975, вып. 11 ( 129), с. 5-8 .
а 5. Калиниченко И. С. Математическая модель вольт-секундной характеристики
изоляции. - Электричество. 1973, No 2, с. 55~59 .
:1 6. Лапшин В. А., Лысаковский Г. Г. Статистические закономерности пробоя
1полиэтилен-овой из •оляции прн ограниченном сроке службы. - Изв. вузов.
Энерrети1ка. 1973, No 12, с. 21-26.
17. Михайдов М. И ., Разумов Л. Д., Соколов С. А. Защита сооружений связи
от опасных и мешающих вдияний. М . : Связь, 1978 .
\l 8. Платонов В. В., Шалыr Т. М. Испытание и ,црожнrание изоляции силовых
кабельных линий. М.: Энергия, 1975.
!J. 9 . Перфилетов А. Н. Об электричес·кой прочности ка,бедей связи. - Материалы
III науч.-техн. совещания « Персп ективы развития ,производства кабелей •свя­
зи». М.: ЦИНТИэле к тропром, 1963, ,с . 106-113 .
20. Пушков Н. В., Соломоник С. С. Вероятностная оценка характеристик изо ­
ляции высоковольтных кабелей и проводов. - Электричество, 1972, No 5, с.
80-82.
:21. Раевский В. С. Источ,ники иокро,вых по,м,ех в коа,коиальных системах н сnо­
со:бы их обнаружения . - В юн.: Обмен опытом ,строительства сооружений
·СВЯЗИ. М., 1968, ВЫП. 3, С. 12 - 16.
22. Разевиг Д. В. Методы тео,рии вероятно,стей •в технике высоких напряжений .
М.: МЭИ, 1975.
:23 . Серяков Н. И . Исследов·ание цепей диста1щионного питания кабельных ли­
ний связи. - Электросвязь . 1972, No 1, с. 53-58.
:24 . Техника высоких напряжений/Под ред. М. В. Костенко. М . , Высшая школа
1973.
'
:25. Техника .высоких н.ап_ряжеаий/Под ред. Д. В. Разевига. М.: Энерrня, 1976.
86

26. Хабибулин В. М. Импульсная электрическая прочность изоляции кабелей
.связи . -К:абельная техника, 1975, вьи~. 12(130), .с. 5, 6 .
27. Шварцман В. О. Взаимные влияния в кабелях связи. • М.: Связь, 1966.
28 . Шварцман В. О. Электрические измерения междугородных, го.родских и
сельских линий связи. М. : Связь, 1972.
29. Электрические свойства поли-меров/Под ред. Б. И. Сажина. Л. : Химия, 1970.
30. Линии кабелыные междугородной и вн у тренней связи. Нормы электриче еские
на смонтированные усилительные уча·стки. ОСТ 45.1 -76. Введ . 1/V I 1977.
М.: Связь, 1976 .
31 . Нормативные данные по конструктив ·ным и электрическим характеристикам
междугородных кабелей связи. М. : ЦНИИС, 1974.
32. Руководство по защите подземных кабелей связи от уд аров молнии. М. :
Овязь, 1975.
33. Указания по ст,роительств у междугородных кабельных л иний ·связи. М. :
Связь, 1972.
34 . Электрооборудование и изоляция на наmряжение свыше 1000 В . Методы
JIЗмерения характеристик частич-ных разрядов. ГОСТ 20074-74 . Введ . 1/I
1977. М.: Изд-во стандартов, 1974.
35. Fisher Р. and Rool Р. Application of Statistical Methods to Analysis of Elec-
trical Breakdown in Plastics. Simens Forch.- u . Entwickl. -Ber. Bd . 3 (1974) ,
Nr. 2, р. 125-129.
36 . Simoni L. and Pattini G. А New Research into the Voltage Endurance ()f
Solid Dielectrics.- IE E E
Trans. Power Appar. and Systems, vol. Е 1-10, N ! ,
March 1975, р. 17-27 .

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие·
1. Электрическая прочность изоляционных конструкций
1.1 . Общие положения
.
.
.
.
1.2 . Ра з р яд в газовом промежутке
1.3 . Вре мя разряда
.
.
.
.
.
1 .4 . Статистические характеристики разряда
.
.
.
1.5. Электрический вид -пробоя твердых диэлектриков
1.6 . Другие виды пробоя твердых диэлектриков
1.7. Частичные разряды в изоляции
2. Пробой комбинированной изоляции
.
2.1. Виды изоляции междугородных кабелей
.
2.2 . Напр я жения, воздействующие на изоляцию
2 .3 . Пробо й изоляции симметричных кабелей
2 .4 . Пробой изоляции коаксиальных кабелей
2 .5 . Возникновение искровой помехи в каналах связи
2.6. Влияние воздушного давления на электрическую прочность изоляции
3. Методика исследований электрической прочности изоляции
.
3.1 . Основные задачи исследований
.
.
.
.
.
.
3.2 . Параметры электрической прочности и методы их оценки
.
.
.
3.3. Применение экстремальных распределений для оценки электрической
прочности .
.
.
.
.
.
3.4 . Оценка электрической прочности изоляции кабелей большой длины
3.5 . Установки и схемы для исследования электрической прочности
4. Электрическая прочность изоляции при переменном и постоянном на­
пряжениях
4.1. Исследование кратковременной электрической прочности изоляции ка-
белей МКС
.
4.2 . Оценка электрической прочности изоляции строительных длин кабелей
МКС. Выбор испытательных напряжений
.
.
.
4.3. Исследование электрической прочности изоляции коаксиальных кабелей
4 .4 . Исследование параметров частичных разрядов в коаксиальной паре
•с пленкой .
.
5. Импульсная электрическая прочность изоляции
5.1. Особенности исследования электрической прочности при воздействии
импульсных напряжений
5 .2. Исследование · импульсной электрической прочности изоляции кабе­
лей МКС
5.3. Исследование импульсной электрической прочности изоляции кабе­
лей КМ-4
5 .4 . Исследование импульсной электрической прочности изоляции кабе-
лей ВКПА
6. Испытания изоляции на электрическую прочность
6. I . Установки и методы испытаний
6.2 . Особенно-с11и испытаний изоляции коаксиальных пар ,с пленtКои
6.3 . Методы обнаружения мест с пониженной электрической прочностью
6.4 . Испытания изоляции импульсным напряжением
.
.
.
.
.
.
Приложение 1. Нормы доп у стимых воздействий рабочего и испытательного
напряжений на изоляцию кабелей
.
.
,.
.
.•
.
.
.
.
П риложен.ие 2. Влияние схе м ы испытаний на электрическую прочность изо-
ляции симметричного кабеля
.
.
.
.
.
.
.
.
Приложение 3. Применение метода конечных разностей для расчета напря-
женности электрического поля симметричного кабеля . . . . .
Приложение 4. Методика определения и устранения мест возникновения
частичных разрядов в изоляции кабелей КМБ на длине усилительного
участка методом выжигания
.
.
.
..
Приложение 5. Краткие техническ·ие характеристики приборов для испыта­
ния изоляции и отыскания мест пробоя
Список литературы
Стр.
3
5
5
5
7
8
10
11
13
15
15
17
19
23
26
28
29
29
30
31
35
38
39
39
43
48
54
57
57
58
60
63
66
66
67
70
71
74
78
79
81
82
85
87

ИБ No 207
Николай .Дмитриевич Калинин
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ИЗОЛЯЦИИ
)\ЕЖДУГОРОДНЫХ КАБЕЛЕЙ
Редактор Н. Я. Липкина
Обложка художника Л. В. Брылева
Художественный редактор Р. А. Клочков
Технический редактор Л. К. Грачева
Корректор Г. Ф. Кцоева
Сдано в набор 10/VIII 1978 г.
Подп. в печ. 26/XII 1978 .г.
Т-21874 Формат 60Х90/1в Бумага типогр . No 2 Гарнитура литературная Печать высокая
5,5 усл. печ . л. fi,39 уч.-изд. л. Тираж 5 300 экз. Изд. No 17670 Зак. 214 Цена 35 ко,1.
Издательство « Связь • . Москва. 101000, Чистопрудный бульвар, д. 2
·Типография . издательства « <;:вязь» Госкомиздата СССР
Москва 10 1000, ул. Кирова,_ д. 40

35 коп.
@]
·СВЯЗЬ•