Учебное пособие 2147

Одним из дополнительных измерений с использованием кабелеискателя является измерение, связанное с анализом препятствий для прокладки кабеля в трубах. В этом случае в трубу, в которой предполагается прокладка кабеля, опускается активный источник, мини-передатчик, указывающий местоположение препятствия. Кабелеискатель фиксирует это место для проведения строительных работ по удалению препятствия.

Соответствующая схема измерений представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Схема определения препятствия для прокладки кабеля в трубе

Следует заметить, что такого рода измерения актуальны в первую очередь для абонентских кабелей.

Помимо методов прямой локации неисправностей в кабелях могут использоваться различные высокотехнологичные модификации этого метода. Так например, метод прямой локации, который чрезвычайно эффективен при обнаружении коротких замыканий, дает не очень хорошие результаты при определении точек обрыва. Чтобы достичь дополнительной точности измерений в приборе Топеагс фирмы TempoResearch была предложена следующая методика измерений.

211

В основу работы прибора положен принцип исполь-

зования высоковольтного импульса малой длительности. В

точке обрыва кабеля при прохождении высоковольтного импульса образуется ионизированное плазменное образование, которое меняет на время сопротивление кабеля. Плазменный шнур выполняет в этом случае роль проводника для короткого замыкания. Таким образом, даже в случае отсутствия прямого соединения при обрыве точка обрыва может быть успешно локализована.

Поскольку прибор использует для измерения очень короткий импульс, его работа не сказывается на параметрах кабеля (за исключением точки обрыва) и на оборудовании, подключенном к кабелю.

По данным о длительности импульса определяется ориентировочная дистанция до точки обрыва. Точная локализация выполняется с использованием портативного переносного индуктивного приемника одночастотного сигнала.

5.4. Измерения с использованием рефлектометров для металлических кабелей

Принципы рефлектометрии для металлических кабелей

Принципы устройства рефлектометра (TDR) для металлических кабелей аналогичны принципам устройства оптических рефлектометров, описанных в главе 8. Общая теория рефлектометрии была разработана в 60-х годах, ее наиболее полное описание может быть найдено в [19-26].

Различают два основных типа металлических рефлектометров: рефлектометры с отображением формы принимаемой волны и рефлектометры с цифровым отображением. Рефлектометры с отображением формы принимаемой волны (рефлектограммы) дают возможность комплексного анализа всех неоднородностей в кабеле, в то время как рефлектометры с цифровым отображением пока-

212

зывают расстояние до первой неоднородности, и могут с успехом применяться в эксплуатации, поскольку представляют собой дешевый и портативный вариант прибора. Некоторые приборы этого класса селектируют неоднородности, определяя категорию неисправности в виде обрыва или короткого замыкания кабеля.

Важным отличием рефлектометров для металлических кабелей от оптических рефлектометров является зависимость скорости распространения сигнала по кабелю от характеристик кабелей. В связи с этим возникает вопрос о пересчете данных о времени распространения отраженного сигнала в данные о расстоянии до неоднородности. При этом пересчете возникает дополнительный фактор пересчета, связанный со скоростью распространения сигнала - VOP (VelocityofPropagation). Фактор VOPчисленно равен отношению скорости распространения сигнала в кабеле к скорости света в вакууме и определяется типом диэлектрика в кабеле. Для коаксиальных кабелей он зависит от материала, окружающего центральную жилу, для симметричной пары - от расстояния между жилами и типа диэлектрика. VOPможет меняться в зависимости от времени использования кабеля и температуры в пределах 3%. Обычно этот фактор указывается в паспорте на кабель, однако в случае, если эта информация отсутствует, VOPможет быть вычислен путем измерения кабеля известной длины. Для проверки правильности задания VOPиспользуется процедура измерения с помощью рефлектометра с двух сторон кабеля и сравнения результатов с данными о реальной длине кабеля.

Характеристики рефлектометров для металлических кабелей с отображением формы волны и с цифровым отображением представлены соответственно в табл. 5.2 и 5.3.

213

Таблица 5.2 Характеристики рефлектометров для металлических кабелей

с цифровым отображением

214

Таблица 5.3 Характеристики рефлектометров для металлических кабелей с отображением формы волны

215

Продолжение табл. 5.3

216

Другим важным фактором организации измерений с использованием TDRпомимо VOPявляется способ подключения рефлектометра к тестируемому кабелю.

Варианты правильного и неправильного подключения представлены на рис. 5.2, - правильного соединения через соединительную муфту (рис. 5.2 а), с использованием адаптера (рис. 5.2 в) и правильного и неправильного подсоединения к витой паре (рис. 5.2 д, е).

Рис. 5.2. Подключение TDR к кабелю

217

Основные типы рефлектограмм металлических кабелей

Среди всего многообразия рефлектограмм металлических кабелей можно выделить несколько, наиболее полно описывающие возможные неисправности кабелей.

На рис. 5.3 представлены типичные рефлектограммы металлических кабелей.

На рефлектограмме 1 рис. 5.3 представлен случай отражения сигнала от точки большого сопротивления (второй курсор), что соответствует обрыву кабеля. Состояние, описываемое рефлектограммой, получило название характерного обрыва (complete open).

Отражение со сменой полярности сигнала, представленное на рефлектограмме 2 рис. 5.3, соответствует короткому замыканию в кабеле и, как следствие, малому сопротивлению неоднородности. Такое состояние получило название характерного короткого замыкания (dead short).

На рефлектограмме 3 представлен вариант частичного обрыва (второй курсор) (partial open), за которым следует полный обрыв.

На рефлектограмме 4 рис. 5.3 представлен случай, когда за частичным замыканием (partial short), отмеченным вторым курсором, следует полный обрыв кабеля.

Рефлектограмма 5 отражает четыре отпайки на кабеле. Отпайка, отмеченная вторым курсором, является дефектной, что хорошо видно по уровню отражения от

неоднородности На рефлектограмме 6 показан коаксиальный кабель с

цилиндрическим коннектором, отмеченным вторым курсором. Затухание, вносимое коннектором прямо

пропорционально качеству соединения.

Наличие усилителя в линии (рефлектограмма 7) приводит к повышенному отражению от усилителя. Сигнал от рефлектометра должен обрываться на усилителе, однако может возникнуть дополнительное отражение (фантомный образ) за усилителем.

218

Рис. 5.3. Основные типы рефлектограмм

219

Рис. 5.3. Основные типы рефлектограмм (продолжение)

220