Fastställande av typer och placeringar av kabelledningsfel med hjälp av OTDR

En OTDR är en mikroprocessorbaserad enhet som låter dig bestämma avståndet till platserna för fel och oegentligheter i kraftledningar, såväl som arten av dessa fel och oegentligheter.

Funktionsprincipen för reflektometern är baserad på genereringen av en kort sonderingsspänningspuls i kabelkärnan och mottagningen av den puls som reflekteras från platsen för skadan (effekt av infallande och reflekterade vågor i linje med fördelade parametrar). Enheten bestämmer avståndet Lx till felet under tidsintervallet tx mellan sonderings- och reflekterade pulser med formeln:

där V är hastigheten för vågutbredning längs linjen; c är ljusets hastighet; y är trunkeringsfaktorn; e är den relativa dielektricitetskonstanten.

Förkortningsfaktorn y visar hur många gånger utbredningshastigheten för pulsen i linjen är mindre än hastigheten för dess utbredning i luften.

Noggrannheten för att bestämma avståndet till platsen för skadan beror på det valda värdet för förkortningsfaktorn.

För vissa typer av kablar är värdet på förkortningsfaktorn känt. I avsaknad av dessa data kan det bestämmas experimentellt om längden på kabeln är känd. Den reflekterade pulsen uppträder på de ställen på linjen där den karakteristiska impedansen avviker från dess medelvärde: vid kontakterna, på de ställen där tvärsnittet ändras, på de ställen där kabeln är komprimerad, vid läckagepunkten, vid brytpunkt, vid kortslutningspunkten, i änden av kabeln och andra.

På de platser där enheten är ansluten uppstår även reflektioner från utgångsimpedansen från sondpulsgeneratorn om den inte är lika med linjens genomsnittliga vågimpedans. Därför bör operationen att matcha generatorns utgångsimpedans med linjens karakteristiska impedans utföras smidigt.

Dämpningen av sonderingspulser i ledningen påverkar den reflekterade signalen avsevärt och beror på dess geometriska design, ledarematerial och isolering. Konsekvensen av detta är en minskning av amplituden och en ökning av varaktigheten av de reflekterade pulserna och följaktligen en minskning av noggrannheten för att bestämma avståndet till platsen för skadan.

För att eliminera påverkan av dämpningen är det nödvändigt att välja parametrarna (amplitud och varaktighet) för sondpulsen på ett sådant sätt att amplituden för den reflekterade pulsen är maximal och dess varaktighet är minimal. Frånvaron av en reflekterad signal indikerar den exakta matchningen av systemet till linjen i termer av karakteristisk impedans och frånvaron av fel.

I händelse av ett avbrott har den reflekterade pulsen samma polaritet som sonden. Vid kortslutning vänder den reflekterade pulsen sin polaritet.

Den största svårigheten med pulsreflektometrimetoden är att separera den användbara signalen från bruset.

Beroende på förhållandet mellan reflekterad signal och störningsnivåer kan linjeskada delas in i enkla och komplexa.

Ett enkelt fel är ett sådant kabelledningsfel där amplituden på reflektionen från felplatsen är större än amplituden på störningen.

Komplex skada är sådan skada på en kabelledning där reflektionsamplituden från platsen för skadan är jämförbar med störningsamplituden.

Som regel uppstår komplexa skador mycket oftare än enkla. Den yttre vyn av REIS-105M1 reflektometern visas i fig. 1.

Ris 1. Extern vy av REIS-105M1 reflektometer

Enhetens huvudfunktioner:

• ange en förkortningsfaktor;

• visning av reflektogram på displayen;

• beräkna avståndet till reflektionsplatsen för sonderingspulsen i den undersökta linjen i enlighet med positionen för markörerna som ställts in av användaren;

• programmerbar signalförstärkning;

• inspelning av reflexogram i minnet;

• överföring av reflektogram till en dator via RS232-gränssnitt.