Určení typů a lokalizací poruch kabelového vedení pomocí OTDR

OTDR je zařízení na bázi mikroprocesoru, které umožňuje určit vzdálenost k místům poruch a nepravidelností v elektrickém vedení a také povahu těchto poruch a nepravidelností.

Princip činnosti reflektometru je založen na generování krátkého snímacího napěťového impulsu v jádře kabelu a příjmu impulsu odraženého od místa poškození (vliv dopadajících a odražených vln ve vedeních s rozloženými parametry). Zařízení určuje vzdálenost Lx k poruše během časového intervalu tx mezi snímacími a odraženými impulsy podle vzorce:

kde V je rychlost šíření vlny podél čáry; c je rychlost světla; y je faktor zkrácení; e je relativní dielektrická konstanta.

Faktor zkrácení y ukazuje, kolikrát je rychlost šíření impulsu ve vedení menší než rychlost jeho šíření vzduchem.

Přesnost určení vzdálenosti k místu poškození závisí na zvolené hodnotě faktoru zkracování.

U některých typů kabelů je známá hodnota faktoru zkracování. Při absenci těchto údajů lze experimentálně určit, zda je známa délka kabelu. Odražený impuls se objeví na těch místech vedení, kde se charakteristická impedance odchyluje od své průměrné hodnoty: na konektorech, v místech, kde se mění průřez, v místech stlačování kabelu, v místě úniku, bod zlomu, v místě zkratu, na konci kabelu a další.

V místech připojení zařízení dochází také k odrazům od výstupní impedance pulzního generátoru sondy, pokud není rovna průměrné vlnové impedanci vedení. Proto by měla být operace přizpůsobení výstupní impedance generátoru charakteristické impedanci vedení provedena hladce.

Útlum snímacích impulsů ve vedení výrazně ovlivňuje odražený signál a závisí na jeho geometrickém provedení, materiálu vodiče a izolaci. Důsledkem toho je snížení amplitudy a prodloužení doby trvání odražených impulsů a v důsledku toho snížení přesnosti určení vzdálenosti k místu poškození.

Pro eliminaci vlivu útlumu je nutné volit parametry (amplitudu a trvání) pulzu sondy tak, aby amplituda odraženého pulzu byla maximální a jeho trvání minimální. Absence odraženého signálu indikuje přesnou shodu systému s vedením z hlediska charakteristické impedance a nepřítomnosti poruch.

V případě přerušení má odražený impuls stejnou polaritu jako sonda. V případě zkratu odražený impuls přepóluje.

Největším problémem v metodě pulzní reflektometrie je oddělení užitečného signálu od šumu.

Podle poměru odraženého signálu a úrovní rušení lze poškození vedení rozdělit na jednoduché a složité.

Jednoduchá porucha je taková porucha kabelového vedení, kde je amplituda odrazu od místa poruchy větší než amplituda rušení.

Komplexní poškození je takové poškození kabelového vedení, kde je amplituda odrazu od místa poškození srovnatelná s amplitudou rušení.

Složitá zranění se zpravidla vyskytují mnohem častěji než jednoduchá. Vnější pohled na reflektometr REIS-105M1 je na Obr. 1.

Rýže 1. Vnější pohled na reflektometr REIS-105M1

Hlavní funkce zařízení:

• zadání faktoru zkracování;

• zobrazení reflektogramů na displeji;

• výpočet vzdálenosti k místu odrazu snímacího impulsu ve zkoumané linii v souladu s polohou kurzorů nastavenou uživatelem;

• programovatelné zesílení signálu;

• záznam reflexogramů do paměti;

• přenos reflektogramů do počítače přes rozhraní RS232.