3. Використання приладу р5-10 для виміру параметрів ліній зв’язку

3.1. Призначення приладу р5-10

Вимірювач неоднорідностей ліній Р5-10 призначений для проведення наступних операцій на повітряних і кабельних лініях електропередачі і зв’язку:

• виявлення ушкодження і визначення його характеру (обрив, коротке замикання);

• виявлення зосередженої неоднорідності хвильового опору (асиметрія в проводах, порушення контакту, вставки, різка зміна опору ізоляції й ін.);

• визначення відстані до ушкодження або неоднорідності.

Крім того, прилад можна використати для контролю стану кабелів, прогнозування несправностей в них, виміру їх довжини і симетрування по часовій затримці.

Вимірювач забезпечує перегляд ліній різних типів із хвильовим опором від 20 до 500 Ом довжиною до 300 км, із згасанням відбитого сигналу відносно зондувального до 80 дБ у смузі частот від 3,5 кГц до 7 МГц. Відлік вимірюваної відстані виробляється безпосередньо в одиницях довжини.

3.2 Принцип роботи приладу р5-10

На рис. 3 представлена спрощена функціональна схема імпульсного вимірювача.

Рис.3. Спрощена функціональна схема імпульсного вимірювача

Задаючий генератор служить для синхронізації роботи всіх вузлів приладу. Короткочасні пускові імпульси з виходу задаючого генератора одночасно запускають схеми затримки розгортки (ЗР) і затримки генератора зондувальних імпульсів (ЗГЗІ).

Схема регульованої затримки розгортки поряд з описуваною нижче схемою регулювання тривалості розгортки (РДР) служить для розгортки на весь екран індикатора будь-якої ділянки вимірюваної лінії, яка нас цікавить. Внаслідок затримки розгортка починається трохи пізніше за посилання зондувального імпульсу в лінію. Тому до моменту початку розгортки імпульс встигає пробігти деяку ділянку лінії і всі відбиті імпульси, що утворяться на половині довжини цієї ділянки, повертаються до імпульсного вимірювача до початку розгортки й не будуть зазначені приладом. Отже, змінюючи величину затримки розгортки, можна встановити потрібний нам початок ділянки розглядаємої лінії.

Схема затримки розгортки виробляє за допомогою генератора прямокутних імпульсів (ГПІ) прямокутні імпульси змінної тривалості, які за допомогою диференціальної ланки (ДЛ), перетворяться у два короткочасних імпульси різної полярності. Діодна схема (ДС) виділяє корисний від’ємний імпульс, що співпадає із заднім фронтом прямокутного імпульсу. Вихідний від’ємний імпульс схеми ЗР, час появи якого можна регулювати, змінюючи тривалість прямокутного імпульсу, використовується для запуску генератора розгортки, що створює лінійно змінну в часі напругу, необхідної для створення часової горизонтальної розгортки на екрані ЕПТ (рис. 4).

Рис. 4. Дослідження неоднорідностей ліній зв’язку з використанням зондувальних імпульсів

Схема РДР дає можливість на вибір установити кінець ділянки досліджуваної лінії. При фіксованому початку ділянки даної лінії, обумовленого схемою затримки розгортки, схема РДР дозволяє змінювати довжину ділянки, (час перегляду). У приладі Р5-10 забезпечується сталість амплітуди сигналу розгортки при зміні тривалості розгортки, що необхідно для перегляду імпульсної характеристики ділянки на всьому екрані ЕПТ. Тому зміна тривалості розгортки приводить до зміни швидкості розгортки, а отже, і масштабу зображення імпульсної характеристики. Чим менша тривалість (більша швидкість) розгортки, тим менша довжина досліджуваної ділянки і крупніший масштаб зображення імпульсної характеристики на екрані ЕПТ.

Для підвищення точності вимірів розгортку включають не одночасно з посиланням в лінію зондувального імпульсу, а із затримкою, регулюючи час якої і тривалість (швидкість), можна на вибір спостерігати на екрані ЕПТ певну ділянку лінії в потрібному (збільшеному) масштабі.

Вихідний імпульс схеми затримки зондувальних імпульсів подається на запуск генератора зондувальних імпульсів (ГЗІ), який посилає відеоімпульс у досліджувану лінію. Посилка цього імпульсу здійснюється через розв’язуючий пристрій (РП), (наприклад, диференційну систему), яка усуває вплив порівняно потужного зондувального імпульсу на вхідний підсилювач.

Відбиті від неоднорідностей лінії імпульси, пройшовши через розв’язуючий пристрій попадають на вхідний підсилювач (ВП), де підсилюються й подаються на вертикально відхиляючі пластини ЕПТ. Внаслідок неідеальності розв’язуючого пристрою на вхідний підсилювач надходить частина енергії зондувального імпульсу, тому на екрані ЕПТ, крім відбитих імпульсів, спостерігається і послаблений зондувальний імпульс.

Для відліку на екрані ЕПТ часу t між зондувальним і відбитим імпульсами в деяких імпульсних приладах використається спеціальний високостабільний кварцовий генератор електронних міток. Створювані генератором калібраційні мітки висвічуються на екрані у вигляді вузьких імпульсів, що випливають через рівні відстані, по яких і ведеться відлік часу. За відрахованим часом t за допомогою формули (1) виконується розрахунок відстані до неоднорідності. Такий спосіб відліку відстані до місця неоднорідності або ушкодження дуже незручний і вимагає додаткових витрат часу на проведення розрахунків.

В імпульсних вимірювачах останніх випусків цей недолік усунутий. Враховуючи, що час затримки розгортки відносно часу посилки зондувального імпульсу прямо пропорційний відстані, пройденому зондувальним імпульсом за цей час, у даних приладах ручка, яка змінює затримку розгортки, проградуйована безпосередньо в метрах. Це дозволило вести відлік відстані до місця ушкодження безпосередньо по шкалі “ВІДСТАНЬ” на лінійному прецизійному потенціометрі схеми затримки розгортки, за допомогою якого момент початку розгортки суміщується з моментом приходу відбитого від розглянутої неоднорідності імпульсу.

Для обліку різниці у швидкості поширення електромагнітної енергії по різних лініях, у схему затримки розгортки введений коригувальний потенціометр, проградуйований безпосередньо у величинах коефіцієнта вкорочення довжини хвилі в досліджуваних лініях. З його допомогою вводиться необхідна вихідна затримка розгортки (тим більша, ніж менша швидкість поширення зондувального імпульсу), починаючи з якої вводиться калібрована і підраховувана за шкалою “ВІДСТАНЬ” регульована основна затримка. Перед проведенням відліку відстані до місця ушкодження на такому приладі необхідно попередньо встановити відповідний даній лінії коефіцієнт укорочення.

Тумблер П і гнізда Г1, Г2, ГЗ призначені для спільного (при звичайних вимірах) або роздільного (при вимірах за схемою переходу енергії) включення генератора зондувальних імпульсів і підсилювача поступаючих сигналів. У положенні тумблера “Загальний вхід” вихід генератора і вхід підсилювача підключаються через розв’язуючий пристрій до гнізда Г1 “Загальний вхід”, куди підключається й досліджувана лінія. У положенні тумблера “Роздільний вхід” вихід генератора підключається до клеми Г2 “Вихід генератора”, куди приєднується одне коло, а вхід підсилювача - до гнізда Г3 “Вхід підсилювача”, куди приєднується інше коло. Таке включення застосовується для виявлення місць зі зниженим перехідним затуханням між колами, де відбувається інтенсивний перехід енергії імпульсу з одного кола в інше (розбитість пар). Відстань до місця зосередженого переходу енергії визначається як і у випадку звичайного імпульсного вимірювання.

Для того щоб імпульсні прилади можна було використати на лініях різного типу та різної довжини, у них передбачаються можливості зміни тривалості зондувального імпульсу і коефіцієнта підсилення вхідного підсилювача в широких межах.