47. Импульсный метод измерения расстояний до места повреждения линии

К повреждениям линий связи относят: обрыв цепи, уменьшение сопротивления изоляции между проводами или между проводом и землей, неверное соединение проводов, существенная асимметрия цепи по постоянному току.

Импульсный метод определения расстояния до места повреждения позволяет одновременно различать несколько повреждений и измерять расстояние до каждого из них. Повреждения приводят к появлению неоднородностей волнового сопротивления. В линию посылается зондирующий импульс, он отражается от неоднородности и возвращается обратно.

Расстояние до неоднородности и обратно импульс пройдет за время τ=2l/V, где l – расстояние до неоднородности; V– скорость распространения импульса.

Если измерить интервал времениτ между зондирующим и отраженным импульсами, то можно найти расстояние до неоднородности l=τV/2.

Чтобы учесть различие скорости распространения электромагнитной

волны в различных линиях, вводят коэффициент укорочения γ=C/V, где С – скорость распространения электромагнитной волны в вакууме. Тогда выражение для определения расстояния приобретет вид l=Cτ/2γ.

Коэффициент укорочения определяют экспериментально на отрезке линии

известной длины.

Прибор для определения расстояния до неоднородности называется рефлектометр, в нем обычно используется осциллографический индикатор с ЭЛТ. Показаны три характерных осциллограммы для разных соотношений сопротивления нагрузки Zн и волнового сопротивления линии Zв.

Z_н=Z_вZ_н>Z_вZ_н<Z_в

Если цепь однородна и сопротивление нагрузки в конце линии равно волновому сопротивлению линии, то зондирующий импульс полностью поглощается нагрузкой, отраженный импульс отсутствует. Если сопротивление нагрузки Zн больше Zв (например, при обрыве линии Zн = ∞), то появляется отраженный импульс той же полярности, что и зондирующий. Если Zн<Zв (например, при коротком замыкании Zн = 0), то отраженный импульс имеет обратную полярность.

Структурная схема рефлектометра

С хема содержит генератор импульсов (ГИ), задающий частоту следования зондирующих импульсов и одновременно частоту развертки. Блоки задержки (БЗ1 и БЗ2) обеспечивают задержку импульсов ГИ на время ∆t1 и ∆t2 соответственно. Генератор развертки (ГР) осуществляет линейную развертку луча ЭЛТ по горизонтали. Генератор зондирующих импульсов (ГЗИ) формирует зондирующие импульсы с заданными параметрами. Линейный узел (ЛУ) обеспечивает согласование ГЗИ с линией, а также ослабляет зондирующий импульс, поступающий на вход усилителя (У), Отраженный импульс попадает на вход усилителя без ослабления.

Временные диаграммы, поясняющие работу рефлектометра

Величина задержки ∆t1 определяет положение изображения зондирующего импульса относительно импульса генератора. Изменяя ∆t1 изображение зондирующего импульса совмещают с линией отсчета шкалы экрана при ∆t2 = 0. Регулируя величину ∆t2 перемещают изображение отклика на место, где был зондирующий импульс, т.е. совмещают с той же линией отсчета. Величину задержки ∆t2 =t считывают со шкалы БЗ2.

Если обеспечить возможность введения поправки на коэффициент укорочения, то шкалу блока задержки можно проградуировать непосредственно в единицах длины.