Краткое описание измерителя неоднородностей линий типа р5-10

Прибор предназначен для определения импульсным методом расстояний до мест повреждений (обрыва, короткого замыкания) на линиях связи и электропередачи, а также расстояний до мест существенного изменения входного сопротивления измеряемой цепи (неоднородностей от резкого снижения сопротивления изоляции, нарушения контакта, вставок в линию и т.д.). Он успешно применяется аа воздушных линиях связи с цветными (до 250 км) и стальными (до 80 км) проводами, на воздушных линиях электропередачи, на коаксиальных, симметричных кабелях дальней связи и на силовых высоковольтных кабелях. Возможно его применение на кабелях местной связи, а также на силовых распределительных кабелях низкого напряжения и сигнальных кабелях, но только при небольшой их длине и со значительной погрешностью результатов измерений.

Прибор хорошо обнаруживает неоднородности, если они расположены не ближе 5 м от места измерений, при необходимости определять места более близких повреждений между прибором и линией подключается калиброванная вставка (искусственная линия) с эквивалентной длиной 5 м и с характеристическим сопротивлением, равным волновому сопротивлению линии данного типа.

Расстояние до места повреждения может быть определено путем отсчета пo ручке «расстояние» с учетом установленного диапазона (ручка «диапазоны», км) при совмещении начала переднего фронта отраженного импульса с отсчетной точкой на экране ЭЛТ. При этом должен быть известен коэффициент укорочения, соответствующий измеряемой цепи.

Индикация процессов, происходящих в линии, осуществляется на экране ЭЛТ. Отсчет измеряемого расстояния ведется непосредственно по шкале «расстояние».

Основными блоками схемы измерителя Р 5-10 являются:

задающий генератор;

тактовый генератор;

генератор пилообразного напряжения;

схемы задержки развертки;

усилитель горизонтального отклонения;

схема задержки генератора зондирующего импульса;

генератор зондирующего импульса;

входные цепи;

индикатор (ЭЛТ).

Всей работой прибора управляет задающей генератор. Он предназначен для создания опорной частоты 100 кГц с кварцевой стабилизацией. Выработанное им синусоидальное напряжение подается на запуск тактового генератора и на вход схемы формирования калибрационных меток. Функциональная схема прибора приведена на рис.6. Импульсом тактового генератора запускается генератор пилообразного напряжения, который одновременно запускает схемы задержек развертки зондирующего импульса, чем достигается жесткая привязка задержек во времени.

Задержка зондирующего импульса обеспечивает возможность наблюдения зондирующего импульса на экране ЭЛТ при отсутствии задержки развертки. Эта задержка устанавливается ручкой «уст. отсчета».

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

Задержка развертки плавная, калиброванная. Задержанное пилообразное напряжение развертки с выхода схемы задержки подается на усилитель горизонтального отклонения и далее на горизонтальные пластины ЭЛТ.

Рис. 6. Функциональная схема рефлектометра Р 5-10

Импульс со схемы задержки зондирующего импульса запускает генератор зондирующего импульса. Зондирующие импульсы поступают в исследуемую цепь и на вход измерителя (усилитель, вертикальные пластины ЭЛТ). На вход измерителя («вход-выход») поступают также отраженные от неоднородностей импульсы. Входные цепи производят первичную обработку и коммутацию поступающей информации о состоянии цепи при различных методах измерений.

Изменение масштаба просматриваемого участка линия осуществляется тумблером и ручкой "диапазона", км.

В зависимости от длины измеряемой цепи и ее затухания можно произвести выбор длительности зондирующего импульса, посылаемого в линию, с помощью переключателя «зонд. имп».

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

Входные цепи и выносной блок входных цепей. Блок предназначен для первичной обработки и коммутации зондирующего и отраженного импульсов при применении различных методов измерения кабелей:

- сравнительного анализа (раздельного включения выхода генератора зондирующего импульса и входа усилителя приходящих сигналов при измерениях по схеме перехода энергии);

- вычитания (зондирующий импульс подается на две цепи, одна из которых исправна);

- компенсации зондирующего импульса на входе усилителя;

- коммутации выходов (с несимметричного на симметричный).

Измеритель имеет открытый вход и поэтому недопустимо попадание на вход внешнего напряжения.

О с н о в н ы е т е х н и ч е с к и е д а н н ы е

Зондирующий импульс при работе на внешнюю нагрузку (активную) имеет форму, близкую к колоколообразной. Единичный перепад напряжения представляет собой передний фронт прямоугольного импульса длительностью более 100 мкс. Остальные данные прибора сведены в таблицу.

Таблица П.2.1

Характеристики	Значения
Длительность зондирующего импульса на нагрузке 75 Ом, мкс	0,1; 0,3; 1,0; 0,05; 3,0; 10,0; 30,0
Минимальное измеряемое расстояние до неоднородности при Кук=1,5, м	5
Амплитуда зондирующего импульса на нагрузке 75 Ом, В	10 (0,05 – 0,1 мкс); 20 (0,3 – 30 мкс); 2 (100 мкс)
Основная погрешность измерения расстояния, %, не более	1
Длительность развертки, мкс, на диапазонах: 1 км 10 км 100 км 300 км	3 – 6 30 – 60 300 – 600 800 – 1500
Погрешность установки коэффициента укорочения, %, не более	1

Приложение 3

Назначение рефлектометра РИ-10М, расположение и назначение органов управления и отображения

ВНИМАНИЕ! У рефлектометра РИ- 10М открытый вход. Перед его подключением к линии убедитесь в отсутствии напряжения на линии.

Назначение рефлектометра

Рефлектометр предназначен для измерения длин электрических кабелей, расстояний до мест повреждений, коэффициента укорочения линий, определения характера повреждений.

Расположение и назначение органов управления и отображения

Электропитание прибора осуществляется как от сети переменного тока (220 В, 50 Гц), так и от встроенного аккумулятора (12 В, емкостью 2 А*ч). Внешнее электропитание осуществляется через пятиштырьковый разъем «Внешн. пит» на левой боковой панели и кнопку ВКЛ-ВЫКЛ на лицевой панели. К разъему «Внешн. пит.» может быть подключен блок питания (зарядное устройство). Тумблер «Сброс питания» на левой боковой панели, предназначенный для аварийного отключения питания. Светодиод на левой боковой панели сигнализирует о наличии зарядного тока.

Разъем «КОП», расположенный на левой боковой панели, предназначен для подключения ЭВМ.

Ручка «КОНТРАСТ» на левой боковой панели обеспечивает выбор оптимальной контрастности изображения на ЖКИ.

Кнопка «ПОДСВЕТ» на лицевой панели используется при необходимости для включения подсвета экрана. Однако, при этом несколько увеличивается потребление тока.

Кнопки «УСИЛЕНИЕ» на лицевой панели используются для регулировки амплитуды сигналов на экране, а также смещения изображения по вертикали. При свободном состоянии кнопок усиление фиксировано. Нажатие левой кнопки (с мнемоникой ) позволяет непрерывно уменьшать усиление, а нажатие правой кнопки (с мнемоникой ) приводит к непрерывному росту усиления. Текущее значение усиления (в ус.ед) высвечивается на первой строчке в правой верхней части экрана. Установленная при измерениях рефлектограммы величина усиления записывается в память прибора. Не рекомендуется без необходимости работать при большом усилении. Режим использования кнопок «» и «» для смещения изображения по вертикали описан в п. 6.2.2.3.

Ручка «СОГЛАС.» на правой боковой панели используется для согласования выходного сопротивления РИ-10М с волновым сопротивлением исследуемой цепи. Критерием согласования служит минимальная величина амплитуды кратных переотраженных сигналов. Выходное сопротивление прибора (в ус.ед) отображается на второй позиции в правом верхнем углу экрана и присваивается рефлектограмме при ее записи в память прибора.

Ползунковый переключатель «Л1  Л2» служит для выбора гнезд «Л1», «Л2» к которым подключены две цепи исследуемого кабеля (гнезда и переключатель расположены на правой боковой панели прибора). Переключая поочередно переключатель влево и вправо, можно визуально сравнивать две рефлектограммы, что бывает полезно, если одна из цепей используется как опорная (заведомо исправная цепь). Среднее положение переключателя соответствует режиму работы прибора при котором клеммы «Л1» соединены с выходом генератора зондирующих импульсов, а «Л2» - со входом приемника отраженных импульсов. Этот режим используется для определения неисправностей типа «разбитость пар» и «паразитная связь между парами».

Кнопка «МЕНЮ» вызывает на экран перечень всех возможных режимов и значений параметров, которые могут быть реализованы при измерениях.

Кнопки «  », «  » осуществляют перемещение влево, вправо (или вверх, вниз) любого подвижного символа (курсор, метка выбора режима и т.д.) или изменение численного значения параметра (диапазон, коэффициент укорочения и.т.д..) выведенного на экран.

Кнопка «*» осуществляет последовательные операции в режиме «МЕНЮ»: изменение численного параметра в правой части экрана; снятие параметра; ввод и вывод в память нужной рефлектограммы при расположении метки выбора режима у надписи «В ПАМЯТЬ» (ИЗ ПАМЯТИ); перевод кнопок регулировки усиления в режим регулировки смещения изображения по вертикали.

Кнопка «ЛУПА» включает микроплан рефлектограммы в области положения курсора, увеличивая разрешение на больших дальностях.

Кнопка «ТОЧКА ОТСЧЕТА» обнуляет показания расстояния в точке курсора, т.е. позволяет измерять расстояние от этой точки до любой последующей точки на измеряемой линии.

На лицевой панели прибора расположен ЖКИ с разрешающей способностью 128x64 точки, на экране которого, кроме изучаемой рефлектограммы, отображаются:

в правой части экрана в направлении сверху – вниз :

- выбранный коэффициент усиления (от 0 до 256 ус.ед.);

- выбранное значение выходного сопротивления (от 0 до 64 ус.ед.);

- включение режима ЛУПА (символ )

- включение режима присвоения текущему положению курсора нулевого расстояния (символ )

- установленная дата измерений;

в нижней части экрана в направлении слева направо:

- выбранный коэффициент укорочения;

- расстояние (в км) от зондирующего импульса до курсора (символ "X");

- выбранный поддиапазон измерений (символ "L");

при работе в режиме СМЕЩЕНИЕ, выбранное значение смещения (от -100 до 100 ус.ед.)

В качестве зондирующего используется импульс положительной полярности амплитудой более 6 В. Длительность зондирующего импульса автоматически меняется с изменением масштаба дальности и составляет величину в пределах от 20 не до 10 мкс. Кроме того, она дополнительно может быть изменена пользователем в некоторых пределах, в соответствии с данными табл. П.3.1.

Погрешность определения расстояния до неоднородности определяется пространственным шагом дискретизации (100 отсчетов на длину диапазона по дальности измерений) и погрешностью установки коэффициента укорочения линии (УК). Кроме того, возникают дополнительные погрешности за счет искажения формы отраженного сигнала в линиях с частотно-зависимыми потерями.

На погрешность измерений влияет также характер неоднородности, ее величина, наличие нескольких неоднородностей на линии.

В приборе РИ-1ОМ расстояние определяется автоматически (в зависимости от выбранного коэффициента укорочения), соответствует положению курсора на экране и отображается в цифровой форме в нижней части экрана (X, км).

Примечание - Амплитуды импульсов приведены в соответствующих пропорциях при одном и том же усилении

Таблица П.3.1

Диапазон по Дальности	Варианты длительности импульсов
100 м		10 нс	20 нс	40 нс	60 нс
200 м	10 нс	20 нс	30 нс	60 нс	90 нс
400 м	20 нс	30 нс	50 нс	100 нс	150 нс
1 км	50 нс	100 нс	200 нс	400 нс	600 нс
2 км	100 нс	250 нс	500 нс	1 мкс	1,5 мкс
5 км	500 нс	1 мкс	2 мкс	4 мкс	6 мкс
10 км	1 мкс	2,5 мкс	5 мкс	10 мкс	15 мкс
20 км	2,5 мкс	5 мкс	10 мкс	20 мкс

Методические материалы рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Электрическая связь» 06.12.2016 г., протокол № 4

Разработчики:

доцент В.В. Виноградов,

заведующий кафедрой «Электрическая связь» А.К. Канаев