Determinarea tipurilor și locațiilor defecțiunilor liniei de cablu folosind OTDR

Un OTDR este un dispozitiv bazat pe microprocesor care vă permite să determinați distanța până la locațiile defecțiunilor și neregulilor din liniile electrice, precum și natura acestor defecțiuni și nereguli.

Principiul de funcționare al reflectometrului se bazează pe generarea unui impuls scurt de tensiune de palpare în miezul cablului și recepția impulsului reflectat de la locul deteriorării (efectul undelor incidente și reflectate în linii cu parametri distribuiți). Dispozitivul determină distanța Lx până la defecțiune în intervalul de timp tx dintre impulsurile de sondare și cele reflectate prin formula:

unde V este viteza de propagare a undei de-a lungul liniei; c este viteza luminii; y este factorul de trunchiere; e este constanta dielectrică relativă.

Factorul de scurtare y arată de câte ori viteza de propagare a impulsului în linie este mai mică decât viteza de propagare a acestuia în aer.

Precizia determinării distanței până la locul deteriorării depinde de valoarea aleasă a factorului de scurtare.

Pentru unele tipuri de cabluri se cunoaște valoarea factorului de scurtare. În lipsa acestor date, se poate determina experimental dacă lungimea cablului este cunoscută. Impulsul reflectat apare în acele locuri de pe linie unde impedanța caracteristică se abate de la valoarea sa medie: la conectori, în locurile în care se modifică secțiunea transversală, în locurile în care cablul este comprimat, la punctul de scurgere, la punct de rupere, la punctul de scurtcircuit, la capătul cablului și altele.

În locurile în care este conectat dispozitivul, apar și reflexii de la impedanța de ieșire a generatorului de impulsuri a sondei dacă aceasta nu este egală cu impedanța medie a undei a liniei. Prin urmare, operația de potrivire a impedanței de ieșire a generatorului cu impedanța caracteristică a liniei ar trebui efectuată fără probleme.

Atenuarea impulsurilor de sondare în linie afectează semnificativ semnalul reflectat și depinde de designul său geometric, materialul conductorului și izolația acestuia. Consecința acestui lucru este o scădere a amplitudinii și o creștere a duratei impulsurilor reflectate și, în consecință, o scădere a preciziei determinării distanței până la locul deteriorării.

Pentru a elimina influența atenuării, este necesar să alegeți parametrii (amplitudinea și durata) impulsului sondei în așa fel încât amplitudinea impulsului reflectat să fie maximă și durata acestuia să fie minimă. Absența unui semnal reflectat indică potrivirea exactă a sistemului cu linia în ceea ce privește impedanța caracteristică și absența defecțiunilor.

În cazul unei întreruperi, pulsul reflectat are aceeași polaritate ca și sonda. În cazul unui scurtcircuit, impulsul reflectat își inversează polaritatea.

Cea mai mare dificultate în metoda reflectometriei pulsului este separarea semnalului util de zgomot.

În funcție de raportul dintre semnalul reflectat și nivelurile de interferență, daunele liniei pot fi împărțite în simple și complexe.

O defecțiune simplă este o astfel de defecțiune a liniei de cablu în care amplitudinea reflexiei de la locul defectului este mai mare decât amplitudinea perturbației.

Deteriorarea complexă este o astfel de deteriorare a unei linii de cablu în care amplitudinea reflexiei de la locul deteriorării este comparabilă cu amplitudinea interferenței.

De regulă, leziunile complexe apar mult mai des decât cele simple. Vederea exterioară a reflectometrului REIS-105M1 este prezentată în fig. 1.

Orez 1. Vedere exterioară a reflectometrului REIS-105M1

Principalele funcții ale dispozitivului:

• introducerea unui factor de scurtare;

• afișarea reflectogramelor pe afișaj;

• calcularea distanței până la locul de reflectare a pulsului de sondare în linia investigată în conformitate cu poziția cursoarelor stabilite de utilizator;

• câștig de semnal programabil;

• înregistrarea reflexogramelor în memorie;

• transmiterea reflectogramelor către un computer prin interfața RS232.