Методы и средства испытаний помехозащищенных промышленных кабелей (ВКР)
Описание работы
Работа пользователя Kira_2022
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Методы и средства испытаний
помехозащищенных промышленных кабелей
Аннотация
В представляемой работе рассмотрены методы и средства, применяемые при проведении испытаний помехозащищенных промышленных кабелей.
Работа состоит из 5-ти глав. В первой главе представлена информация об объекте исследования, назначении и особенностях изучаемых кабелей. Изложены предъявляемые к ним требования согласно нормативно-технической документации.
Вторая глава посвящена изучение понятия испытаний, их классификации, а также основам подтверждения соответствия на территории РФ. Приведены основные применяемые при испытаниях продукции схемы.
Третья глава содержит информацию о выбранных средствах испытаний, их метрологических и технических характеристиках.
Четвертая глава посвящена описанию методик испытаний и обработке их результатов. Содержит необходимые схемы проведения испытаний, а также расчетные формулы.
Пятая глава представляет собой экономический раздел и содержит основы порядка расчета работ по сертификации продукции, а также расчет стоимости организации работ по испытаниям помехозащищенных промышленных кабелей.
ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы
1. Тема выпускной квалификационной работы бакалавра:
Методы и средства испытаний помехозащищенных промышленных кабелей
2. Цель и задачи выпускной квалификационной работы бакалавра:
Цель работы:
Выбор и обоснование методов и средств испытаний для подтверждения соответствия помехозащищенных промышленных кабелей
Задачи работы:
Объект исследования – 1 слайд
Технические требования– 1 слайд
Подтверждение соответствия– 1 слайд
Испытательное оборудование– 1 слайд
Программа и методы испытаний– 1 слайд
Экономический расчет– 1 слайд
Содержание.
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.Обзорная часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
1.1.Описание помехозащищенного кабеля парной скрутки . . . . . . 8
1.2.Технические и эксплуатационные требования . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2.1.Общие требования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
1.2.2.Требования к конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2.3.Требования к электрическим параметрам . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.4.Требования к механическим параметрам . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.2.5.Требования безопасности и охраны окружающей среды. . . . . 31
1.2.6.Требования электрической безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.2.7.Требования пожарной безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
1.2.8.Требования охраны окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
1.3.Постановка цели и задачи исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
2.Подтверждение соответствия и испытания продукции . . . . . . .34
2.1.Основные понятия испытаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2.Сертификационные испытания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.1.Системы подтверждения соответствия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.2.Схемы сертификации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
2.3.Нормативно-техническая документация . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
3.Метрологический раздел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.1.Выбор средств измерений и испытаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
3.2.Метрологические характеристики средств измерений и испытаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
3.3.Испытательные стенды и установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
3.3.1.Микрометр гладкий цифровой МКЦ 25-300 . . . . . . . . . . . . . . . .51
3.3.2.Штангенциркуль электронный ШЦЦ-1-150-0,01 . . . . . . . . . . . 52
3.3.3.Большой инструментальный микроскоп БМИ-1(измерительный) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.3.4.Высоковольтная измерительная испытательная установка УПУ-21/2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.3.5.Универсальная испытательная машина М350-5СТ . . . . . . . . . .55
3.3.6.Климатическая камера THERMOTRON SE-600-6-6 . . . . . . . . . 58
4.Исследовательский раздел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.1.Оценка влияния внешних воздействующих факторов . . . . . . . . 62
4.2.Выбор методов испытаний кабеля парной скрутки . . . . . . . . . .64
4.2.1.Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2.1.1.Проверка конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2.1.2.Проверка электрических параметров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
4.2.1.3.Проверка механических параметров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
4.2.1.4Проверка стойкости к внешним воздействующим факторам . . 71
4.2.1.5.Проверка надежности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
4.2.1.6.Проверка упаковки и маркировки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.2.Методы испытаний на изгиб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.3.Метод определения герметичности кабельных оболочек. . . . . 77
4.2.4.Метод определения электрической емкости . . . . . . . . . . . . . . . .79
4.2.5.Метод измерения емкостных связей и емкостной
асимметрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
4.2.6.Метод измерения переходного затухания на ближнем конце кабеля и защищенности на дальнем конце кабеля между цепями на строительных длинах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
4.2.7.Метод определения волнового сопротивления коэффициента затухания и коэффициента фазы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
4.2.8.Метод определения концевых значений волнового сопротивления и коэффициента отражения от неоднородностей . . . . . . 86
4.2.9.Метод определения идеального коэффициента защитного действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.2.10.Метод определения адгезии между слоями слоистой
оболочки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.2.11.Метод определения герметичности в продольном
направлении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.3.Программа сертификационных испытаний кабеля парной скрутки для систем цифровой связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.4.Обработка и оформление результатов сертификационных испытаний помехозащищенного кабеля парной скрутки . . . . . 98
5.Экономический раздел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.1.Оплата работ по сертификации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.2.Расчет стоимости затрат на оборудование для проведения испытаний помехозащищенных кабелей парной скрутки . . . . . 105
Список использованной литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
Введение.
В современной автоматизированной промышленности повсеместно применяются различные цифровые системы управления, в которых осуществляется квантование сигналов по уровню и по времени.
Непрерывные сигналы воздействия, возникающие в аналоговой части системы (в которую входят обычно объект управления, исполнительные механизмы и измерительные преобразователи), подвергаются преобразованию в аналого-цифровых преобразователях, откуда в цифровой форме поступают для обработки в центральные вычислительные машины.
Связь между элементами различных уровней цифровых систем осуществляется посредством их соединения специальными кабелями парной скрутки.
Помехозащищенные кабели парной скрутки применяются в промышленных системах автоматизации, управления, контроля, измерений, системах пожарной сигнализации.
Казалось бы, незначительный, с первого взгляда элемент на самом деле является одним из важнейших в системе. Обрыв или перегрев кабеля, искажение сигнала по его тракту приводят к неисправной работе цифровой системы.
Особенно актуален вопрос обеспечения помехоустойчивости кабелей, предназначенных для передачи информационно-измерительных сигналов в современных управляющих системах.
Именно поэтому особую актуальность приобретают сертификационные испытания помехозащищенных кабелей парной скрутки для систем цифровой связи. Доверие потребителей могут заслуживать только кабели, прошедшие сертификационные испытания.
Это обеспечит, как уверенность пользователей в безопасности применения кабелей, так и достаточную конкурентоспособность, и расширение рынка сбыта для фирм-производителей таких кабелей.
В настоящей работе проводится анализ особенностей и требований, предъявляемых к помехозащищённым промышленным кабелям, а также выбор и обоснование средств испытаний для формирования программы и выбора методов испытаний кабелей с целью подтверждения из соответствия.
Методы и средства испытаний
помехозащищенных промышленных кабелей
Аннотация
В представляемой работе рассмотрены методы и средства, применяемые при проведении испытаний помехозащищенных промышленных кабелей.
Работа состоит из 5-ти глав. В первой главе представлена информация об объекте исследования, назначении и особенностях изучаемых кабелей. Изложены предъявляемые к ним требования согласно нормативно-технической документации.
Вторая глава посвящена изучение понятия испытаний, их классификации, а также основам подтверждения соответствия на территории РФ. Приведены основные применяемые при испытаниях продукции схемы.
Третья глава содержит информацию о выбранных средствах испытаний, их метрологических и технических характеристиках.
Четвертая глава посвящена описанию методик испытаний и обработке их результатов. Содержит необходимые схемы проведения испытаний, а также расчетные формулы.
Пятая глава представляет собой экономический раздел и содержит основы порядка расчета работ по сертификации продукции, а также расчет стоимости организации работ по испытаниям помехозащищенных промышленных кабелей.
ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы
1. Тема выпускной квалификационной работы бакалавра:
Методы и средства испытаний помехозащищенных промышленных кабелей
2. Цель и задачи выпускной квалификационной работы бакалавра:
Цель работы:
Выбор и обоснование методов и средств испытаний для подтверждения соответствия помехозащищенных промышленных кабелей
Задачи работы:
- Изучение назначения и характеристик помехозащищенных промышленных кабелей.
- Изучение требований, предъявляемых к помехозащищенным промышленным кабелям.
- Изучение нормативно-технической документации
- Изучение порядка подтверждения соответствия
- Оценка влияния внешних воздействующих факторов на кабель.
- Выбор методов испытаний кабеля
- Разработка программы и методики сертификационных испытаний кабеля.
- Проведение расчета стоимости затрат на оборудование для проведения испытаний
Объект исследования – 1 слайд
Технические требования– 1 слайд
Подтверждение соответствия– 1 слайд
Испытательное оборудование– 1 слайд
Программа и методы испытаний– 1 слайд
Экономический расчет– 1 слайд
Содержание.
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.Обзорная часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
1.1.Описание помехозащищенного кабеля парной скрутки . . . . . . 8
1.2.Технические и эксплуатационные требования . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2.1.Общие требования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
1.2.2.Требования к конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2.3.Требования к электрическим параметрам . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.4.Требования к механическим параметрам . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.2.5.Требования безопасности и охраны окружающей среды. . . . . 31
1.2.6.Требования электрической безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.2.7.Требования пожарной безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
1.2.8.Требования охраны окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
1.3.Постановка цели и задачи исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
2.Подтверждение соответствия и испытания продукции . . . . . . .34
2.1.Основные понятия испытаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2.Сертификационные испытания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.1.Системы подтверждения соответствия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.2.Схемы сертификации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
2.3.Нормативно-техническая документация . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
3.Метрологический раздел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.1.Выбор средств измерений и испытаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
3.2.Метрологические характеристики средств измерений и испытаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
3.3.Испытательные стенды и установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
3.3.1.Микрометр гладкий цифровой МКЦ 25-300 . . . . . . . . . . . . . . . .51
3.3.2.Штангенциркуль электронный ШЦЦ-1-150-0,01 . . . . . . . . . . . 52
3.3.3.Большой инструментальный микроскоп БМИ-1(измерительный) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.3.4.Высоковольтная измерительная испытательная установка УПУ-21/2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.3.5.Универсальная испытательная машина М350-5СТ . . . . . . . . . .55
3.3.6.Климатическая камера THERMOTRON SE-600-6-6 . . . . . . . . . 58
4.Исследовательский раздел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.1.Оценка влияния внешних воздействующих факторов . . . . . . . . 62
4.2.Выбор методов испытаний кабеля парной скрутки . . . . . . . . . .64
4.2.1.Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2.1.1.Проверка конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2.1.2.Проверка электрических параметров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
4.2.1.3.Проверка механических параметров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
4.2.1.4Проверка стойкости к внешним воздействующим факторам . . 71
4.2.1.5.Проверка надежности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
4.2.1.6.Проверка упаковки и маркировки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.2.Методы испытаний на изгиб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.3.Метод определения герметичности кабельных оболочек. . . . . 77
4.2.4.Метод определения электрической емкости . . . . . . . . . . . . . . . .79
4.2.5.Метод измерения емкостных связей и емкостной
асимметрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
4.2.6.Метод измерения переходного затухания на ближнем конце кабеля и защищенности на дальнем конце кабеля между цепями на строительных длинах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
4.2.7.Метод определения волнового сопротивления коэффициента затухания и коэффициента фазы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
4.2.8.Метод определения концевых значений волнового сопротивления и коэффициента отражения от неоднородностей . . . . . . 86
4.2.9.Метод определения идеального коэффициента защитного действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.2.10.Метод определения адгезии между слоями слоистой
оболочки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.2.11.Метод определения герметичности в продольном
направлении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.3.Программа сертификационных испытаний кабеля парной скрутки для систем цифровой связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.4.Обработка и оформление результатов сертификационных испытаний помехозащищенного кабеля парной скрутки . . . . . 98
5.Экономический раздел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.1.Оплата работ по сертификации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.2.Расчет стоимости затрат на оборудование для проведения испытаний помехозащищенных кабелей парной скрутки . . . . . 105
Список использованной литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
Введение.
В современной автоматизированной промышленности повсеместно применяются различные цифровые системы управления, в которых осуществляется квантование сигналов по уровню и по времени.
Непрерывные сигналы воздействия, возникающие в аналоговой части системы (в которую входят обычно объект управления, исполнительные механизмы и измерительные преобразователи), подвергаются преобразованию в аналого-цифровых преобразователях, откуда в цифровой форме поступают для обработки в центральные вычислительные машины.
Связь между элементами различных уровней цифровых систем осуществляется посредством их соединения специальными кабелями парной скрутки.
Помехозащищенные кабели парной скрутки применяются в промышленных системах автоматизации, управления, контроля, измерений, системах пожарной сигнализации.
Казалось бы, незначительный, с первого взгляда элемент на самом деле является одним из важнейших в системе. Обрыв или перегрев кабеля, искажение сигнала по его тракту приводят к неисправной работе цифровой системы.
Особенно актуален вопрос обеспечения помехоустойчивости кабелей, предназначенных для передачи информационно-измерительных сигналов в современных управляющих системах.
Именно поэтому особую актуальность приобретают сертификационные испытания помехозащищенных кабелей парной скрутки для систем цифровой связи. Доверие потребителей могут заслуживать только кабели, прошедшие сертификационные испытания.
Это обеспечит, как уверенность пользователей в безопасности применения кабелей, так и достаточную конкурентоспособность, и расширение рынка сбыта для фирм-производителей таких кабелей.
В настоящей работе проводится анализ особенностей и требований, предъявляемых к помехозащищённым промышленным кабелям, а также выбор и обоснование средств испытаний для формирования программы и выбора методов испытаний кабелей с целью подтверждения из соответствия.
