Метод Варлея

Этот метод применяется при отсутствии помех, если Ки > 400 и Rп < 10 МОм. Порядок определения расстояния до места поврежде­ния методом Варлея следующий:

а) создают схему Варлея (см. рисунок 4.3). Уравновешивают мост и фиксируют полученные значения отношения плеч n (n = R1/ R2) и зна­чение сопротивления магазина сопротивлений Rm;

Рисунок 4.3 – Схема определения расстояния до места повреждения изоляции методом Варлея

Для схемы (рисунок 4.3) запишем условие равновесия (баланса):

где R1/ R2 = 1 - соотношение балансных плеч;

Rm - значение сопротивления магазина;

Rx - сопротивление участка линии до места повреждения.

Так как R1 / R2 = 1, условие равновесия принимает следующий вид:

Решим полученное уравнение:

Для того, чтобы определить значение l_х необходимо величину R_x подставить в формулу соотношения длин и сопротивлений:

Откуда,

Тогда

2) Метод Муррея

Условия применения этого метода такие же, как и метода Варлея. Порядок определения расстояния до места повреждения изоляции ме­тодом Муррея следующий:

а) создают схему Муррея, приведенную на рисунке 4.4. Уравно­вешивают мост и фиксируют полученное значение сопротивления ма­газина Rm;

Рисунок 4.4 - Схема определения расстояния до места повреждения изоляция методом Муррея

Запишем условие равновесия для схемы (рисунок 4.4):

где Ro - внутреннее сопротивление прибора ПКП:

Для ПКП - 4 R_o = 990 Ом;

Для ПКП-5 R₀ = 1000 Om;

Значение R_x подставляем в соотношение длин и сопротивлений. Величина l_х определяется следующим образом:

ИМПУЛЬСНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ НА ЛИНИЯХ СВЯ­ЗИ

Принцип импульсных измерений для определения мест повреж­дений цепи использует явление отражения электромагнитной энергии от неоднородной среды распространения, отражение от тех точек це­пи, в которых входное сопротивление отличается от волнового.

В измеряемую цепь от генератора зондирующих импульсов по­сылаются импульсы напряжения малой длительности с амплитудой Uзи. Распространяясь по цепи с определенной скоростью v, они час­тично или полностью отражаются от неоднородностей (мест повреж­дений) и возвращаются к началу цепи.

Зондирующий импульс ЗИ и сигналы, отраженные от неоднород­ности цепи ОИ можно наблюдать на экране ЭЛТ, входящие в состав импульсного прибора.

Определив интервал времени Т между фронтом ЗИ и фронтом ОИ можно рассчитать расстояние до места повреждения по формуле:

где v - скорость распространения импульсного сигнала по цепи;

с - скорость света в свободном пространстве;

у = с/v - коэффициент укорочения электромагнитной волны v (ЭМВ) в линии.

Значения v, у - справочные величины. Их можно также опреде­лить опытным путем. Ориентировочно: у = √ε, где ε - эквивалентная диэлектрическая проницаемость изоляции цепи.

По изображению зондирующего и отраженных импульсов на эк­ране ЭЛТ можно определить характер повреждения цепи.

Неоднородность цепи по ее длине характеризуется коэффици­ентом отражения, определяемым по формуле:

где Uзи - амплитуда посылаемого (зондирующего) импульса;

Uoи - амплитуда импульса, отраженного от места повреждения;

Z - входное сопротивление цепи (отношение напряжения к току) в рассматриваемом сечении (в месте повреждения);

Zb - среднее значение волнового сопротивления цепи.

На рисунке 4.5 приведены изображения зондирующих и отражен­ных импульсов - импульсные характеристики для идеальной цепи при различных режимах работы и различных повреждениях.

Рисунок 4.5 – Импульсные характеристики для идеальной цепи

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПРИБОРА

Измеритель неоднородностей линий типа Р5-10 является универ­сальным малогабаритным прибором. Прибор может работать в поле­вых условиях при температуре от -30 С до +50°С и относительной влажности до 98% при температуре до +35°С.

Измеритель Р5-10 предназначен для проведения следующих опе­раций на воздушных линиях и кабельных линиях электропередачи и связи:

- обнаружения повреждения и определения его характера (обрыв, короткое замыкание);

- обнаружения сосредоточенной неоднородности волнового со­противления (асимметрия в проводах, нарушение контакта, вставки, неоднородности от резкого изменения сопротивления изоляции);

- определения расстояния до повреждения или неоднородности.

Измеритель может быть использован не только для измерения на поврежденных линиях, но и для контроля состояния кабелей, прогно­зирования неисправности в них, измерения их длины и симметриро­вания.

Минимальная длина линии, с которой возможен просмотр, не превышает 5 м, однако может быть сведена к минимуму при подклю­чении к началу линии калиброванной вставки длиной порядка 4-5 м с тем же волновым сопротивлением.

В основу измерителя положен импульсный метод определения расстояния повреждения по времени запаздывания отраженного сиг­нала относительно посланного. Индикация процессов, происходящих в линии, осуществляется на экране ЭЛТ. Отсчет изменяемого рас­стояния ведется непосредственно по шкале потенциометра "РАС­СТОЯНИЕ".

Основными узлами измерителя являются: задающий генератор, тактовый генератор, генератор пилообразного напряжения, схема за­держки развертки, усилитель горизонтального отклонения, схема за­держки генератора зондирующего импульса, генератор зондирующе­го импульса, входные цепи, усилитель приходящих сигналов, индика­тор, схема питания базового блока, блок аккумуляторов, блок питания от сети и зарядное устройство.

Взаимодействие узлов импульсного прибора показано на рисун­ке 4.6.

Рисунок 4.6 – структурная схема импульсного прибора

Напряжение с выхода задающего генератора поступает на запуск тактового генератора и на вход схемы формирования калибрационных меток.

Импульсом тактового генератора запускается генератор пилооб­разного напряжения (ГПН), который одновременно запускает схемы задержек развертки и зондирующего импульса, чем достигается жест­кая привязка задержек во времени.

 

Задержка зондирующего импульса обеспечивает возможность на­блюдения зондирующего импульса на экране ЭЛТ при отсутствии за­держки развертки (в начале измерений). Эта задержка устанавливается ручкой "УСТ. ОТСЧЕТА".

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

Задержка развертки - плавная, калиброванная; калибровка задержки производится с помощью высокостабильных калибрационных меток времени. Задержанное пилообразное напряжение развертки с выхода схемы задержки подается на усилитель горизонтального от­клонения.

С выхода усилителя горизонтального отклонения задержанное пилообразное напряжение развертки подается на горизонтальные пластины ЭЛТ.

Импульс со схемы задержки зондирующего импульса запускает генератор зондирующего импульса (ГЗИ).

Зондирующие импульсы поступают в исследуемую линию и на вход измерителя (усилитель, вертикальные пластины ЭЛТ).

На вход измерителя ("ВХОД-ВЫХОД") поступают также отра­женные импульсы.

Входные цепи производят первичную обработку и коммутацию поступающей информации о состоянии кабеля при различных мето­дах измерения.

Схема питания базового прибора обеспечивает измеритель всеми необходимыми напряжениями, в том числе и высоковольтными, при работе непосредственно от сети постоянного тока.

При работе в полевых или аварийных условиях, при отсутствии внешних цепей постоянного или переменного тока к базовому блоку подсоединяется блок аккумуляторов.

При работе от сети переменного тока к базовому блоку подсоеди­няется блок питания от сети (зарядное устройство). Этот блок исполь­зуется и для заряда батареи аккумуляторов.

Отсчет расстояния производится следующим образом: в положе­нии "0" ручки управления задержкой развертки "РАССТОЯНИЕ" зондирующий импульс с помощью ручки управления задержкой зон­дирующего импульса "УСТ. ОТСЧЕТА" совмещается с отсчетной риской на экране ЭЛТ.

 

 

Отраженный импульс ручкой "РАССТОЯНИИЕ" совмещается с той же отсчетной риской. По шкале отсчетного устройства этой руч­ки, прокалиброванной в единицах длины (м, км в зависимости от диа­пазона измерения), производится непосредственный отсчет расстоя­ния.

Переключателем "ДИАПАЗОНЫ (км)" производится коммутация калибрационных меток и времязадающих элементов в блоках измери­теля. Измерение масштаба просматриваемого участка линии осущест­вляется тумблером "ДИАПАЗОНЫ (км)".

В зависимости от длины измеряемой линии и ее затухания можно производить выбор длительности зондирующего импульса, посылае­мого в линию, с помощью переключателя "ЗОНД. ИМП (μs)".

Величина отраженного сигнала, поступающего из линии, уста­навливается удобной для измерения с помощью ручки "УСИЛЕНИЕ".