Определяне на видове и места на повреда на кабелни линии с помощта на OTDR

OTDR е устройство, базирано на микропроцесори, което ви позволява да определите разстоянието до местата на повреда и нередности в електропроводите, както и естеството на тези повреди и нередности.

Принципът на действие на рефлектометъра се основава на генерирането на кратък сондиращ импулс на напрежение в жилата на кабела и приемането на импулса, отразен от мястото на повредата (ефект на падащи и отразени вълни в линии с разпределени параметри). Устройството определя разстоянието Lx до повредата по времевия интервал tx между сондиращия и отразения импулс по формулата:

където V е скоростта на разпространение на вълната по линията; c е скоростта на светлината; y е съкращаващият фактор; e е относителната диелектрична константа.

Коефициентът на съкращаване y показва колко пъти скоростта на разпространение на импулса в линията е по -малка от скоростта на разпространението му във въздуха.

Точността на определяне на разстоянието до мястото на повредата зависи от избраната стойност на коефициента на съкращаване.

За някои видове кабели стойността на коефициента на скъсяване е известна. При липса на тези данни може експериментално да се определи дали дължината на кабела е известна. Отразеният импулс се появява на онези места на линията, където характеристичният импеданс се отклонява от средната си стойност: на съединителите, на местата, където се променя напречното сечение, на местата, където кабелът е компресиран, в точката на изтичане, при точката на прекъсване, в точката на късо съединение, в края на кабела и други.

На местата, където е свързано устройството, също се появяват отражения от изходния импеданс на генератора на импулса на сондата, ако той не е равен на средния вълнов импеданс на линията. Следователно операцията по съгласуване на изходния импеданс на генератора с характерния импеданс на линията трябва да се извърши безпроблемно.

Затихването на сондиращите импулси в линията влияе значително върху отразения сигнал и зависи от геометричния му дизайн, проводниковия материал и изолацията. Последицата от това е намаляване на амплитудата и увеличаване на продължителността на отразените импулси и съответно намаляване на точността на определяне на разстоянието до мястото на повредата.

За да се елиминира влиянието на затихването, е необходимо да се изберат параметрите (амплитуда и продължителност) на импулса на сондата по такъв начин, че амплитудата на отразения импулс да е максимална, а продължителността му да е минимална. Липсата на отражен сигнал показва точното съвпадение на системата с линията по отношение на характерния импеданс и липсата на повреди.

В случай на прекъсване, отразеният импулс има същата полярност като сондата. В случай на късо съединение, отразеният импулс обръща полярността си.

Най -голямата трудност в метода на импулсна рефлектометрия е отделянето на полезния сигнал от шума.

По съотношението на нивата на отразения сигнал и смущенията щетите по линиите могат да бъдат разделени на прости и сложни.

Проста повреда е такава повреда на кабелната линия, при която амплитудата на отражението от мястото на повредата е по -голяма от амплитудата на смущенията.

Сложно увреждане е такова увреждане на кабелна линия, при което амплитудата на отражение от мястото на повредата е сравнима с амплитудата на смущения.

По правило сложните наранявания се появяват много по -често от обикновените. Външният изглед на рефлектометъра REIS-105M1 е показан на фиг. 1.

 Ориз.1. Външен изглед на рефлектометъра REIS-105M1

Основните функции на устройството:

• въвеждане на коефициент на скъсяване;

• показване на рефлектограми на дисплея;

• изчисляване на разстоянието до мястото на отражение на сондиращия импулс в изследваната линия в съответствие с позицията на курсорите, зададена от потребителя;

• програмируемо усилване на сигнала;

• запис на рефлектограми в паметта;

• предаване на рефлектограми към компютър чрез интерфейс RS232.