Kabelių linijų gedimų tipų ir vietų nustatymas naudojant OTDR

OTDR yra mikroprocesorinis įrenginys, leidžiantis nustatyti atstumą iki elektros linijų gedimų ir nelygumų vietų, taip pat šių gedimų ir nelygumų pobūdį.

Reflektometro veikimo principas pagrįstas trumpo zondavimo įtampos impulso generavimu kabelio šerdyje ir impulso, atsispindėjusio nuo pažeidimo vietos, priėmimu (kritusių ir atspindėtų bangų poveikis linijose su paskirstytais parametrais). Prietaisas nustato atstumą Lx iki gedimo per laiko intervalą tx tarp zondavimo ir atspindėtų impulsų pagal formulę:

čia V – bangos sklidimo išilgai linijos greitis; c yra šviesos greitis; y yra sutrumpinimo koeficientas; e yra santykinė dielektrinė konstanta.

Sutrumpinimo koeficientas y parodo, kiek kartų impulso sklidimo greitis linijoje yra mažesnis už jo sklidimo ore greitį.

Atstumo iki pažeidimo vietos nustatymo tikslumas priklauso nuo pasirinktos trumpėjimo koeficiento reikšmės.

Kai kurių tipų kabelių sutrumpinimo koeficiento reikšmė yra žinoma. Jei šių duomenų nėra, galima eksperimentiškai nustatyti, ar žinomas kabelio ilgis. Atsispindėjęs impulsas atsiranda tose linijos vietose, kur būdingoji varža nukrypsta nuo vidutinės vertės: jungtyse, skerspjūvio pasikeitimo vietose, kabelio suspaudimo vietose, nuotėkio vietoje, lūžio taškas, trumpojo jungimo taškas, kabelio gale ir kt.

Prietaiso prijungimo vietose atspindžiai atsiranda ir nuo zondo impulsų generatoriaus išėjimo varžos, jei ji nėra lygi vidutinei linijos banginei varžai. Todėl generatoriaus išėjimo varžos suderinimo su būdingąja linijos varža turėtų būti atlikta sklandžiai.

Zondavimo impulsų slopinimas linijoje labai įtakoja atspindėtą signalą ir priklauso nuo jo geometrinės konstrukcijos, laidininko medžiagos ir izoliacijos. To pasekmė yra atspindėtų impulsų amplitudės sumažėjimas ir trukmės padidėjimas ir atitinkamai atstumo iki pažeidimo vietos nustatymo tikslumo sumažėjimas.

Norint pašalinti slopinimo įtaką, reikia parinkti zondo impulso parametrus (amplitudę ir trukmę) taip, kad atspindėto impulso amplitudė būtų maksimali, o trukmė minimali. Atsispindėjusio signalo nebuvimas rodo tikslų sistemos atitikimą linijai pagal būdingą varžą ir gedimų nebuvimą.

Pertraukos atveju atspindėtas impulsas turi tokį patį poliškumą kaip ir zondas. Trumpojo jungimo atveju atsispindėjęs impulsas pakeičia jo poliškumą.

Didžiausias impulsų reflektometrijos metodo sunkumas yra naudingo signalo atskyrimas nuo triukšmo.

Pagal atspindėto signalo ir trukdžių lygių santykį linijos pažeidimai gali būti suskirstyti į paprastus ir sudėtingus.

Paprastas gedimas yra toks kabelinės linijos gedimas, kai atspindžio amplitudė nuo gedimo vietos yra didesnė už trikdžių amplitudę.

Kompleksinis pažeidimas yra toks kabelinės linijos pažeidimas, kai atspindžio amplitudė nuo pažeidimo vietos yra panaši į trukdžių amplitudę.

Paprastai sudėtingi sužalojimai įvyksta daug dažniau nei paprasti. REIS-105M1 reflektometro vaizdas iš išorės parodytas fig. 1.

Ryžiai 1. REIS-105M1 reflektometro vaizdas iš išorės

Pagrindinės įrenginio funkcijos:

• trumpinimo koeficiento įvedimas;

• reflektogramų rodymas ekrane;

• atstumo iki zondavimo impulso atspindžio vietos tiriamoje linijoje apskaičiavimas pagal vartotojo nustatytą kursorių padėtį;

• programuojamas signalo stiprinimas;

• refleksogramų įrašymas į atmintį;

• reflektogramų perdavimas į kompiuterį per RS232 sąsają.