импульсный измеритель линий что это

Импульсный метод

Импульсный метод

Импульсным методом с помощью прибора типа ИКЛ-4 (импульсный измеритель кабельных линий) производится определение характера повреждения кабельных линий и расстояния до места повреждения, когда повреждение представляет собой обрыв, однофазное, двухфазное или трехфазное короткое замыкание при условии, что переходное в месте повреждения не превышает 100-200 Ом.

Импульсный метод основан на измерении времени пробега короткого импульса, посылаемого в линию от места измерения до места повреждения и обратно.

Если скорость распространения импульса в кабельной линии обозначить через V, а расстояние места повреждения от начала линии — через Lx, то время пробега импульса до точки повреждения и обратно может быть определено из соотношения:

откуда Lx = V t / 2, м

Скорость распространения импульса по кабелю принята равной 160 м/мксек.

При этом условии расстояние от места измерения до места повреждения, где импульс отражается, может быть выражено следующей формулой:

Lx = V t / 2 = 160 t / 2 = 80 t м

От места обрыва или от конца линии импульс отражается с тем же знаком, от еста короткого замыкания — с обратным.

Общий вид прибора ИКЛ с лицевой стороны представлен на рисунке.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.Прибор ИКЛ-4. Общий вид прибора с лицевой стороны

На экране электронно-лучевой трубки нанесены линии импульса и линии масштабных отметок времени, которые следуют через 2 мксек.

В соответствии с этим интервал времени между моментом подачи импульса и его отражением от места повреждения может быть определен формулой:

t = nc мксек = 2n мксек,

где: n — количество масштабных отметок;

с — цена деления масштабной отметки, равная 2 мксек.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.Экран электронно-лучевой трубки прибора ИКЛ-4

Подставив это значение времени в формулу для определения расстояния до места повреждения, получим:

Lx = (Vt) / 2 = (V2n) / 2 = Vn м,

То есть, отсчитывая по экрану количество масштабных отметок и принимая скорость распространения импульса по кабельной линии равной 160 м/мксек, путем умножения этих величин определяют расстояние до места повреждения.

При измерении подсчет расстояния до места повреждения производится следующим образом: ручкой совмещения импульса совмещается импульс с началом масштабной отметки, и производится отсчет числа отметок от начала до его отражения (на рисунке отрезки а — б).

Точность импульсного метода определяется ошибкой в принятой скорости распространения импульса и правильностью отсчета по шкале экрана прибора.

Если точно известна длина кабельной линии, то от погрешности, связанной со скоростью, легко освободиться, определив для здоровой жилы на приборе по известной длине скорость импульса в данной линии. Правильность отсчета по шкале прибора приобретается опытом.

Импульсный генератор прибора ИКЛ вырабатывает начальный зондирующий импульс экспоненциальной формы длительностью 0,3 или 2 мксек.

При импульсе длительностью 0,3 мксек получается достаточно точный замер при расстоянии до места повреждения не менее 80 м.

При измерении повреждений, удаленных от начала линии до 3000-10000 м, необходимо увеличивать длительность импульса до 2 мксек.

Более универсальное значение имеет прибор ИИЛ-1 (импульсный испытатель линии). С помощью прибора ИИЛ-1 можно определять характер повреждения и расстояния до места повреждения в кабельных и воздушных линиях электропередачи, а также в линиях связи.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.Прибор ИИЛ-1

Прибор позволяет получить быстрый и наглядный результат измерения при обрывах и любых видах коротких замыканий при условии, что величина переходного сопротивления в месте повреждения не превышает пятикратной величины волнового сопротивления линии.

Определение расстояния до места повреждения производится путем посылки в линию кратковременных импульсов и наблюдения за их отражением от места повреждения на экране электронно-лучевой трубки. Время сдвига между посылаемым и отраженным импульсами пропорционально расстоянию от конца линии до места отражения.

Измерение времени производится при помощи калибровочных импульсов, масштаб которых может быть изменен переключателем.

Прибором ИИЛ-1 можно определять повреждения в трехфазных кабельных линиях на расстоянии до 10 км.

Погрешность измерения при расстоянии до места повреждения порядка 1-2 км составляет +20 м.

При определении повреждений, расположенных ближе 80 м от измеряемого конца линии, последовательно с испытываемой линией включается искусственная, заранее подобранная по характеристикам линия, которая может быть выполнена из провода. В этом случае место повреждения как бы искусственно удаляется от начала линии и изображение отраженного импульса происходит не в зоне начального импульса, что дает возможность четко прочитать масштабные отметки при повреждениях, расположенных ближе 80 м от конца кабельной линии.

Искусственную линию целесообразно применять также при наличии помех от сильных электрических полей в помещении, где производятся замеры. В этом случае искусственная линия позволяет удалить расположение приборов в место, где этих помех нет.

Источник

Импульсный измеритель линий что это

Ещё во времена Советского Союза широкое распространение получил прибор Р5-10 с замысловатым названием «Измеритель неоднородностей линий«. Это был не первый прибор, использующий импульсный метод измерения, но в отличие от более ранних аналогов имел довольно наглядную индикацию. На теперешний 2014 год эти приборы ещё «живы», хотя всё чаще оказываются в резерве, заменяясь более компактными и удобными аппаратами как Российского, так и импортного производства.

Импульсный метод измерения предполагает анализ проводной линии по отражённому от зондирующего импульса сигналу. Принцип действия их во многом схож с радаром. В линию посылается серия электрических импульсов и по осциллограмме отражения судят о её неоднородностях. Общее название таких аппаратов рефлектометры.

Приборы этого типа нужны в любом более-менее крупном кабельном хозяйстве. Они по своему незаменимы, хотя частенько поиск повреждения с их помощью напоминает гадание на кофейной гуще. Не надейтесь, что всё с ним сразу будет просто и понятно. В случае с импульсным методом решающее значение имеет опыт оператора, а он в свою очередь вырабатывается путём проб и ошибок.

Далее представлено разъяснение некоторых типов рефлектограмм основанное на собственном личном опыте. Некоторое подобие теории метода изложено на страницах → Принцип измерительной техники отражения (рефлектометрия) и → Принцип импульсных измерений кабеля

Рекомендуется включать такие приборы в пару, а не через землю. Включение же экран-жила в связных кабелях как правило забивает картинку помехами и помогает что-то увидеть только при коротком в несколько Ом.

На рисунке 1 чистая линия (с точки зрения рефлектометра). Виден конец линии и её начало. Надо сказать, что так красиво всё выглядит не сразу. Иногда приходится покопаться в настройках прибора, что бы получить такую картинку. Обычно длина повреждённой линии непредсказуема и стоит попробовать разные диапазоны измерений. Некоторую неуверенность обычно вызывают либо слишком короткие длины (обрыв в нескольких метрах от оконечного), либо очень длинная линия в 3 – 10 км. И в том и в другом случае не видно конечного всплеска.

При обрыве в несколько метров конец сливается с начальным всплеском. Обычно лечится установкой минимального диапазона измерений и ширины импульса. При правильной настройке Р5-10 способен различить линию в 1-2 метра. Короткую длину можно распознать отключая шнуры прибора, картинка при этом почти не изменяется.

Правильно настроенный прибор должен показать что-то похожее:

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

1. Рефлектограмма. Чистая кабельная линия

или вот так, если на другом конце короткое:

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

2. Измерения рефлектометром. Короткое в кабеле

Длинна измеряемого участка отсчитывается по фронту импульса (как на рисунке). Для отсчёта длины важен коэффициент укорочения (если заранее неизвестен, обычно ставят 1,5) или, в импортных приборах, половина скорости импульса «v/2». Важно не забыть выставить начало линии, в Р5-10 соответствующей настройкой, в «Альфе» первым курсором.

В случае длинной линии такую чёткую картину увидить не получится. Конец всё равно будет «размазанным». Лечится это увеличением ширины импульса, усилением и согласованием.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

3. Рефлектограмма. Длинная линия

Иногда в коротких линиях может ввести в заблуждение эхо. Обычно повторяется через отрезки равные длине участка, чем и различимо.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

4. Возникающее на рефлектограмме эхо

То, что на следующей картинке уже, возможно повреждение. Но не спешите бежать туда с бригадой кабельщиков. Точно так же прибор показывает муфту, если вставлен участок с большим диаметром жилы или разветвительную муфту (перчатку), если кабель распараллеливается. Не поленитесь померить с другой стороны, если «яма» останется, возможно, это повреждение. Я бы больше поверил мостовым схемам или приборам типа генератор-искатель повреждений (контактный метод), но эту «ямку» всё же имел бы в виду.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

6. Большая неоднородость в кабеле

Во многом показания приборов этого типа неопределённы. Часто рефлектометр просто «не видит» короткого в 10-15 кОм, а иногда, наоборот, чётко различает землю в несколько мегом.

Многое зависит от характера повреждений, хорошо виден затёкший водой участок кабеля, даже если изоляция ещё не аварийная. Видны окисляющиеся скрутки в муфте, видны как всплески,ещё при наличии контакта. Так иногда можно увидить скрутку в муфте:

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

7. Малая неоднородость в кабеле

Наличие такого всплеска считается плохим признаком в линии. Как правило это либо плохой контакт в скрутке, либо неправильно скрученная, «битая» пара.

Впрочем, тем кто обслуживает старые линии чаще вообще приходится видеть такое:

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

8. Рефлектограмма старой линии

Несмотря на все недостатки импульсного метода, его огромным достоинством является то, что, не зная о линии практически ничего можно с первого измерения сразу определиться с расстоянием до обрыва или конца линии. В отличие от измерения ёмкости метод не чувствителен к пониженной изоляции кабеля.

Коэффициент укорочения. Формула коэфициента укорочения. Таблицы значений для разных кабелей

В определении расстояния по рефлектограмме большое значение имеет коэфициент укорочения, выставляемый во всех приборах импульсного типа. О коэффициенте укорочения с таблицами значений для разных типов кабелей.

Тема «Определение расстояния до места разбитости (перепутывания) пар (разнопарки)» перемещена на страницу Определение расстояния до места разбитости пар (разнопарки)

Источник

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПРИБОРА

Измеритель Р5-10 предназначен для проведения следующих операций на воздушных линиях и кабельных линиях электропередачи и связи:

— обнаружения повреждения и определения его характера (обрыв, короткое замыкание);

— обнаружения сосредоточенной неоднородности волнового сопротивления (асимметрия в проводах, нарушение контакта, вставки, неоднородности от резкого изменения сопротивления изоляции);

— определения расстояния до повреждения или неоднородности.

Измеритель может быть использован не только для измерения на поврежденных линиях, но и для контроля состояния кабелей, прогнозирования неисправности в них, измерения их длины и симметрирования.

Минимальная длина линии, с которой возможен просмотр, не превышает 5 м, однако может быть сведена к минимуму при подключении к началу линии калиброванной вставки длиной порядка 4-5 м с тем же волновым сопротивлением.

В основу измерителя положен импульсный метод определения расстояния повреждения по времени запаздывания отраженного сигнала относительно посланного. Индикация процессов, происходящих в линии, осуществляется на экране ЭЛТ. Отсчет изменяемого расстояния ведется непосредственно по шкале потенциометра «РАССТОЯНИЕ».

Основными узлами измерителя являются: задающий генератор, тактовый генератор, генератор пилообразного напряжения, схема задержки развертки, усилитель горизонтального отклонения, схема задержки генератора зондирующего импульса, генератор зондирующего импульса, входные цепи, усилитель приходящих сигналов, индикатор, схема питания базового блока, блок аккумуляторов, блок питания от сети и зарядное устройство.

Взаимодействие узлов импульсного прибора показано на рисунке 4.6.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

Рисунок 4.6 – структурная схема импульсного прибора

Напряжение с выхода задающего генератора поступает на запуск тактового генератора и на вход схемы формирования калибрационных меток.

Импульсом тактового генератора запускается генератор пилообразного напряжения (ГПН), который одновременно запускает схемы задержек развертки и зондирующего импульса, чем достигается жесткая привязка задержек во времени.

Задержка зондирующего импульса обеспечивает возможность наблюдения зондирующего импульса на экране ЭЛТ при отсутствии задержки развертки (в начале измерений). Эта задержка устанавливается ручкой «УСТ. ОТСЧЕТА».

Схема задержки развертки формирует пилообразное напряжение развертки с момента сравнения высокостабильного линейного пилообразного напряжения с опорным напряжением, уровень которого определяется скоростью распространения ЭМВ в кабеле (ручка «УКОРОЧЕНИЕ») и положением ручки управления задержкой («РАССТОЯНИЕ»).

С выхода усилителя горизонтального отклонения задержанное пилообразное напряжение развертки подается на горизонтальные пластины ЭЛТ.

Импульс со схемы задержки зондирующего импульса запускает генератор зондирующего импульса (ГЗИ).

Зондирующие импульсы поступают в исследуемую линию и на вход измерителя (усилитель, вертикальные пластины ЭЛТ).

На вход измерителя («ВХОД-ВЫХОД») поступают также отраженные импульсы.

Входные цепи производят первичную обработку и коммутацию поступающей информации о состоянии кабеля при различных методах измерения.

Схема питания базового прибора обеспечивает измеритель всеми необходимыми напряжениями, в том числе и высоковольтными, при работе непосредственно от сети постоянного тока.

При работе в полевых или аварийных условиях, при отсутствии внешних цепей постоянного или переменного тока к базовому блоку подсоединяется блок аккумуляторов.

При работе от сети переменного тока к базовому блоку подсоединяется блок питания от сети (зарядное устройство). Этот блок используется и для заряда батареи аккумуляторов.

Отсчет расстояния производится следующим образом: в положении «0» ручки управления задержкой развертки «РАССТОЯНИЕ» зондирующий импульс с помощью ручки управления задержкой зондирующего импульса «УСТ. ОТСЧЕТА» совмещается с отсчетной риской на экране ЭЛТ.

Отраженный импульс ручкой «РАССТОЯНИИЕ» совмещается с той же отсчетной риской. По шкале отсчетного устройства этой ручки, прокалиброванной в единицах длины (м, км в зависимости от диапазона измерения), производится непосредственный отсчет расстояния.

Переключателем «ДИАПАЗОНЫ (км)» производится коммутация калибрационных меток и времязадающих элементов в блоках измерителя. Измерение масштаба просматриваемого участка линии осуществляется тумблером «ДИАПАЗОНЫ (км)».

В зависимости от длины измеряемой линии и ее затухания можно производить выбор длительности зондирующего импульса, посылаемого в линию, с помощью переключателя «ЗОНД. ИМП (μs)».

Величина отраженного сигнала, поступающего из линии, устанавливается удобной для измерения с помощью ручки «УСИЛЕНИЕ».

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Источник

Импульсный метод измерений

Принцип импульсных измерений для определения мест повреждений цепи использует явление отражения электромагнитной энергии от неоднородной среды распространения, отражение от тех точек цепи, в которых входное сопротивление отличается от волнового.

Зондирующий импульс ЗИ и сигналы, отраженные от неоднородности цепи ОИ можно наблюдать на экране ЭЛТ, входящие в состав импульсного прибора.

Определив интервал времени Т между фронтом ЗИ и фронтом ОИ можно рассчитать расстояние до места повреждения по формуле [77]:

где v – скорость распространения импульсного сигнала по цепи;

с – скорость света в свободном пространстве;

— коэффициент укорочения электромагнитной волны (ЭМВ) в линии.

где e – эквивалентная диэлектрическая проницаемость изоляции цепи.

По изображению зондирующего и отраженных импульсов на экране ЭЛТ можно определить характер повреждения цепи.

Рассмотрим распространение сигналов по однородной идеальной цепи. Неоднородность цепи по ее длине характеризуется коэффициентом отражения, определяемым по формуле [78]:

где U ЗИ – амплитуда посылаемого (зондирующего) импульса;

U ОИ – амплитуда импульса, отраженного от места повреждения;

Z – входное сопротивление цепи (отношение напряжения к току) в рассматриваемом сечении (в месте повреждения);

Z В – среднее значение волнового сопротивления цепи.

Если в каком-либо месте линии произойдет повреждение: обрыв, короткое замыкание, то значение

Коэффициент отражения Р станет отличным от нуля, т.е. произойдет частичное (/Р/ 1) или полное (/Р/ = 1) отражение, а на экране ЭЛТ появится изображение ОИ. Амплитуда и знак ОИ зависят от величины коэффициента отражения в месте повреждения [79]:

На рисунке 66 приведены изображения зондирующих и отраженных импульсов – импульсные характеристики для идеальной цепи при различных режимах работы и различных повреждениях.

Рисунок 66 – Импульсные характеристики для идеальной цепи

Таким образом, по виду изображения на экране ЭЛТ можно определить знак и величину коэффициента отражения, а, следовательно, и характер повреждения цепи.

Импульсные характеристики реальных цепей значительно отличаются от приведенных на рисунке 66, так как реальные цепи всегда имеют конструктивные неоднородности, не являющиеся повреждениями (незначительные изменения расстояния между проводами, нарушения однородности диэлектрика, окружающего провода, вставки, муфты и т.д.). Поэтому импульсная характеристика исправной цепи приобретает вид извилистой линии с множеством мелких отражений. Кроме того, сигналы, передаваемые по реальным цепям, претерпевают амплитудно-частотные и фазовые искажения, подвергаются воздействиям помех. Все это приводит к значительным искажениям отраженных сигналов, их амплитуда уменьшается, длительность фронтов увеличивается – импульсы «расширяются». В результате затрудняется точное определение расстояния до места повреждения.

Для уменьшения искажений формы импульсов, распространяющихся в линии, в современных приборах вместе с зондирующим вырабатывается специальный компенсирующий импульс, улучшающий форму СИ на экране ЭЛТ.

В современных импульсных приборах отсчет отметок значений Т и l Х производится непосредственно по шкале регулировки задержки развертки, путем смещения изображения ОИ к тому месту экрана ЭЛТ, где было изображение ЗИ. При таком способе отсчета малое количество крупных делений на шкале ЭЛТ заменяется на большое число мелких делений на шкале регулятора задержки, что увеличивает точность отсчета.

Учет скорости распространения v происходит путем установки на регуляторе «УКОРОЧЕНИЕ» соответствующего для данного типа линии коэффициента укорочения ЭМВ. При этом значение остается постоянным для различных линий, что существенно облегчает подсчеты.

Зондирование линии коротким видеоимпульсом (см. рисунок 66) применяется для определения простых повреждений на однородных цепях. Эффективность этого способа значительно снижается при измерениях на составных цепях, при наличии нескольких протяженных неоднородностей (вставки), при плавном изменении волнового сопротивления вдоль линии и др.

Несмотря на указанный недостаток, импульсный метод выгодно отличается от других методов измерений наглядностью и быстротой, отсутствием сложных расчетов, пригодностью для определения нескольких повреждений, одновременно существующих на линии. Поэтому он нашел широкое применение на воздушных и кабельных линиях связи, высокочастотных линиях электропередачи, на линиях другого назначения.

Источник

Метод импульсной рефлектометрии (TDR). Как найти обрыв в кабеле.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.Найти обрыв в кабеле или определение места другого повреждения кабеля – одна из основных задач встающих перед инженером-измерителем в его повседневной практике. Поиск места повреждения кабеля – это в наиболее сложных случаях целый комплекс измерительных процедур, использующий три основные группы кабельных приборов:

Эта статья содержит необходимый объём информации, позволяющей вам понять основные принципы функционирования импульсных рефлектометров, а также методику анализа графиков рефлектограмм. В статье приводится анализ графиков характерных дефектов: обрыв кабеля, короткое замыкание жил кабеля, разбитость пар в кабеле типа ТПП, намокание кабеля,- а также обнаружение прочих устройств на кабельной линии: муфта, сростка кабеля, определение места параллельного подключения к кабелю. В статье даются рекомендации по применению различных методик измерения, в зависимости от характера дефекта кабеля. Эта статья может быть полезна как начинающему инженеру (кабельщику), так и опытному специалисту.

Принцип действия импульсных рефлектометров

Для начала определимся с терминами. Далее в тексте мы будем оперировать понятиями рефлектометрия и импульсная рефлектометрия.

Импульсная рефлектометрия – это область измерительной техники, которая основывается на получении информации об измеряемой линии по анализу её реакции на зондирующее (возмущающее) воздействие. Импульсная рефлектометрия применяется как для металлических кабелей всех типов, так и для волоконно-оптических кабелей связи.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

Рассмотрим структурную схему импульсного рефлектометра:

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

Рис.2 Структурная схема импульсного рефлектометра

Генератор зондирующих импульсов посылает в кабельную линию короткий электрический импульс. Приёмник отражённых сигналов через равные промежутки времени захватывает сигнал с линии и отображает их на устройстве отображения прибора. Таким образом, на экране импульсного рефлектометра строится график, на котором по вертикальной оси отображается амплитуда отражённого сигнала, а по горизонтальной оси – время. Строго говоря, импульсный рефлектометр измеряет именно временную задержку между входным воздействием и отражённым сигналом. Однако, зная скорость распространения электромагнитной волны в кабеле, можно трансформировать ось времени в ось расстояний, что и сделано во всех импульсных рефлектометрах. Более подробная информация содержится в разделе статьи, посвящённой коэффициенту укорочения (КУ).

Работу импульсного рефлектометра очень просто разъясняет пример длинного тоннеля. Мы можем не видеть конца этого тоннеля, но если крикнуть в него, то через некоторое время мы услышим эхо, возвещающее нам о том, что наш крик отразился от конца тоннеля и вернулся назад в виде эхо. Иногда мы можем услышать множественное эхо, когда сигнал несколько раз отражается от начала и конца тоннеля (об этом мы вспомним, когда будем рассматривать процесс согласования прибора с кабельной линией).

Волновое сопротивление (импеданс) кабельной линии

Сейчас мы сделаем небольшое отступление, и рассмотрим кабельную линию с точки зрения физики. Одной из важнейших характеристик кабеля является волновое сопротивление Zo. Если кабель исправен и его волновое сопротивление не меняется — сигнал проходит по кабелю без отражений. Если имеет место обрыв, короткое замыкание или иная неоднородность — сигнал отражается полностью, или частично, причем коэффициент отражения определяется следующим образом:

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

Ф1. Коэффициент отражения

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

Рис. 3 Эквивалентная схема кабельной линии

Известна связь погонных характеристик и волнового сопротивления кабеля:

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

Ф2. Импеданс кабельной линии

В области высоких частот, наиболее интересной для импульсной рефлектометрии, формулу можно упростить, так как в этой области R

Рис. 4 Выходное сопротивление рефлектометра БОЛЬШЕ волнового сопротивления кабельной линии (Rреф > Zo)

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

Рис. 5 Выходное сопротивление рефлектометра МЕНЬШЕ с волнового сопротивления кабельной линии (Rреф 8 м/с). Отразившись от дефекта, часть зондирующего импульса возвращается, проходя суммарно двойное расстояние. Однако электромагнитная волна распространяется по внешней поверхности жилы кабеля, и, если бы жила находилась в вакууме, то скорость распространения равнялась бы скорости света. Но жила обёрнута изоляцией, состоящей из диэлектрика, поэтому электромагнитная волна “тормозится”, и её реальная скорость становится меньше скорости света. Таким образом, расстояние до дефекта, с учётом коэффициента укорочения длины по сравнению с длиной, измеренной при скорости распространения равной скорости света, рассчитывается по формуле:

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

Ф4 X – расстояние до дефекта, v – скорость распространение электромагнитной волны, t3 – время задержки отражённого сигнала, С – скорость света, КУ – коэффициент укорочения.

Коэффициент укорочения зависит от материала, из которого выполнена изоляция жил кабеля, и от шага повива жил кабеля относительно друг друга. Резюмируем, коэффициент укорочения индивидуален для каждой марки кабеля. Конечно сразу же возникает вопрос, где можно взять таблицу коэффициентов укорочения? Здесь производители импульсных рефлектометров с сожалением разводят руками: охватить всю кабельную продукцию, имеющуюся на рынке, не возможно. Тогда как производители кабельной продукции не выражают заинтересованность предоставлять КУ, чтобы оказывать поддержку при эксплуатации своей продукции. Инженерам (кабельщикам), прежде чем прокладывать кабельную линию, приходится вручную измерять коэффициент укорочения прямо на барабане с кабелем, имеющем заводскую отметку о длине. Производители импульсных рефлектометров могут лишь систематизировать полученные этим путём данные в сводной таблице коэффициентов укорочения на кабели различных марок, и предоставить их в свободном доступе (https://www.ersted.ru/stati/reflektometrija/tablitsa-koeffitsientov-ukorocheniya/). Поэтому от вас, читающих эту статью, во много зависит успех ваших коллег в отыскании повреждений на кабельных линиях.

Анализ погрешности измерения

Перейдем теперь к следующему важному вопросу – анализу погрешности измерений дальности с помощью рефлектометра. Причин возникновения погрешности несколько. Важнейшая из них – только что рассмотренный коэффициент укорочения. Как правило, он или вовсе не известен, или известен с небольшой точностью. Мы не рекомендуем доверять на 100% никаким источникам данных по коэффициенту укорочения, т.к. даже уверенность в том, что ваш кабель изготовлен с соблюдением всех требований ГОСТа не гарантирует успех. Если кабель пролежал в земле много лет – его свойства могли измениться под воздействием разрушающих факторов: влаги, давления, перепадов температуры, старения изоляции. Что же делать в тех случаях, когда коэффициент укорочения известен ненадежно? Оптимально – измерить его самостоятельно. Для этой цели необходимо использовать доступный участок кабеля, длина которого известна по чертежу, или может быть измерена. На конце этого участка должно быть короткое замыкание, или обрыв, или муфта, т.е. нечто, заметное на рефлектограмме. Далее, подключив прибор и установив курсор на отклик, следует менять значение коэффициента укорочения до получения на экране заранее известного отсчета по дальности. В тех моделях рефлектометров, где делать это неудобно, можно произвести несложный расчет.

импульсный измеритель линий что это. импульсный измеритель линий что это фото. картинка импульсный измеритель линий что это. смотреть фото импульсный измеритель линий что это. смотреть картинку импульсный измеритель линий что это.

Следующий фактор погрешности – шаг постановки измерительного курсора. Обычно он равен одному метру (как в рефлектометрах РИ-10М1 и РИ-10М2), но технологии совершенствуются, и сейчас уже доступны измерения с шагом в 12,5 см (как в РИ-303Т, РИ-307 и РИ-307USB). Нужна ли большая детализация графика рефлектограмм? Конечно, если вы исследуете бортовую сеть автомобиля или состояние кабельной шины какого-нибудь прибора. Скорее – нет, если вам во второй раз за неделю порвали магистральный кабель экскаватором незадачливые подрядчики. В любом случае, сейчас на рынке представлены импульсные рефлектометры, отвечающие любым запросам. И, наконец, на погрешность измерений влияет точность постановки вами измерительного курсора на отклик от дефекта. Надеюсь, что вы будете руководствоваться принципами, изложенными в этой статье, чтобы уменьшить эту погрешность.

Импульсный рефлектометр прекрасно подходит для определения дефектов: обрыв кабеля, короткое замыкание жил кабеля, разбитость пар в кабеле типа ТПП, намокание кабеля,- а также обнаружение прочих устройств на кабельной линии: муфта, сростка кабеля, определение места параллельного подключения к кабелю. Однако он не сможет полностью заменить кабельный мост – прибор, измеряющий сопротивление шлейфа, сопротивление изоляции, электрическую ёмкость, а также рассчитывающий расстояния до пониженного сопротивления изоляции (утечки). Импульсный рефлектометр и кабельный мост – взаимно дополняющие приборы, позволяющие инженеру (кабельщику) с высокой вероятностью производить отыскание дефекта на кабеле. Поэтому производители измерительной аппаратуры создают специальные комплексы, состоящие из импульсного рефлектометра и кабельного моста (например, РИ-10М2). В табл. 1 приведены возможности и ограничения в отыскании дефекта импульсным рефлектометром и кабельным мостом.

Характер

поврежденияПереходноесопротивлениеИмпульсныйрефлектометрКабельный мостПонижение сопротивления изоляции0 – 100 ОмДаНетПонижение сопротивления изоляции40 – 200 ОмДаДаПонижение сопротивления изоляции всех жил10 – 200 ОмДаНетПонижение сопротивления изоляции200 – сотни МОмНетДаРазбитость пар–ДаНетПараллельный отвод–ДаНетЧастичный обрыв жилСотни МОмДаДаОбрыв всех жилСотни МОмДаДа

В заключении, мы пожелаем вам успехов в отыскании дефектов на кабеле. Помните, что импульсный рефлектометр и трассоискатель успех – это всего лишь хороший инструмент, помогающий вам в вашей трудной работе.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *