Určenie typov a miest porúch káblového vedenia pomocou OTDR

OTDR je zariadenie na báze mikroprocesora, ktoré vám umožňuje určiť vzdialenosť k miestam porúch a nepravidelností v elektrických vedeniach, ako aj povahu týchto porúch a nepravidelností.

Princíp činnosti reflektometra je založený na generovaní krátkeho snímacieho napäťového impulzu v jadre kábla a príjme impulzu odrazeného od miesta poškodenia (efekt dopadajúcich a odrazených vĺn v vedeniach s rozloženými parametrami). Zariadenie určí vzdialenosť Lx k poruche počas časového intervalu tx medzi snímaním a odrazeným impulzom podľa vzorca:

kde V je rýchlosť šírenia vlny pozdĺž čiary; c je rýchlosť svetla; y je faktor skrátenia; e je relatívna dielektrická konštanta.

Faktor skracovania y ukazuje, koľkokrát je rýchlosť šírenia impulzu vo vedení menšia ako rýchlosť jeho šírenia vzduchom.

Presnosť určenia vzdialenosti k miestu poškodenia závisí od zvolenej hodnoty faktora skrátenia.

Pre niektoré typy káblov je známa hodnota faktora skrátenia. Pri absencii týchto údajov je možné experimentálne určiť, či je známa dĺžka kábla. Odrazený impulz sa objaví na tých miestach vedenia, kde sa charakteristická impedancia odchyľuje od svojej priemernej hodnoty: na konektoroch, v miestach, kde sa mení prierez, v miestach stlačenia kábla, v mieste úniku, v bod zlomu, v mieste skratu, na konci kábla a iné.

V miestach zapojenia zariadenia vznikajú odrazy aj od výstupnej impedancie generátora impulzov sondy, ak sa nerovná priemernej vlnovej impedancii vedenia. Preto by mala byť operácia prispôsobenia výstupnej impedancie generátora charakteristickej impedancii vedenia vykonávaná hladko.

Útlm snímacích impulzov vo vedení výrazne ovplyvňuje odrazený signál a závisí od jeho geometrického prevedenia, materiálu vodiča a izolácie. Dôsledkom toho je zníženie amplitúdy a predĺženie trvania odrazených impulzov, a teda zníženie presnosti určenia vzdialenosti od miesta poškodenia.

Pre elimináciu vplyvu útlmu je potrebné voliť parametre (amplitúdu a trvanie) impulzu sondy tak, aby amplitúda odrazeného impulzu bola maximálna a jeho trvanie minimálne. Neprítomnosť odrazeného signálu indikuje presnú zhodu systému s vedením z hľadiska charakteristickej impedancie a neprítomnosti porúch.

V prípade prerušenia má odrazený impulz rovnakú polaritu ako sonda. V prípade skratu odrazený impulz prepóluje.

Najväčšou ťažkosťou metódy pulznej reflektometrie je oddelenie užitočného signálu od šumu.

Podľa pomeru odrazeného signálu a úrovní rušenia možno poškodenie vedenia rozdeliť na jednoduché a zložité.

Jednoduchá porucha je taká porucha káblového vedenia, kde je amplitúda odrazu od miesta poruchy väčšia ako amplitúda rušenia.

Komplexné poškodenie je také poškodenie káblového vedenia, kde je amplitúda odrazu od miesta poškodenia porovnateľná s amplitúdou rušenia.

Komplexné zranenia sa spravidla vyskytujú oveľa častejšie ako jednoduché. Vonkajší pohľad na reflektometer REIS-105M1 je znázornený na obr. 1.

Ryža 1. Vonkajší pohľad na reflektometer REIS-105M1

Hlavné funkcie zariadenia:

• zadanie faktora skrátenia;

• zobrazenie reflektogramov na displeji;

• výpočet vzdialenosti k miestu odrazu snímacieho impulzu v skúmanom vedení v súlade s polohou kurzorov nastavenou používateľom;

• programovateľné zosilnenie signálu;

• záznam reflexogramov do pamäte;

• prenos reflektogramov do počítača cez rozhranie RS232.