Устройство для измерения расстояния до места повреждения в кабеле

Устройство для измерения расстояния до места повреждения в кабеле

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСА

ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ (61) Дополнительное к авт. сви (22) Заявлено18.06.74 (21)2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 1д.О4. 78. Б (45) Дата опубликования апис

Государственный номитет

Совета Мииистроа СССР оо делам изобретений и открытий

1..315.

88. 8) (72) Авторы изобретения

С. К. Куроедов, A. И, Мартяшин, А, Е. Морозов, Л, В. Орпова и В. M. Шпяндин

Пензенский попитехнический институт (71) Зайвитель (54) УСТРОЙСТВО ЮЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ

llO МЕСТА ПОВРЕХ(ДЕНИЯ B КАБЕЛЕ

Изобретение относится к обпасти эпектротехники и контропьно-измеритепьной техники и может быть испопьзовано дпя испытания воздушных и кабепьных пиний связи.

Дпя опредепения мест повреждения кабепь- g ных пиний применяются устройства, испопьзую|цие мостовые и компенсационные методы (11,(2 ).

Эти устройства позвопяют опредепить как электрические параметры линии, так и мес- {} та повреждения, гпавньтм образом понижение сопротивпения изопяции.

Однако спожность процессов уравновешивания приводит к относительно бопьшим зат 15 ратам времени при измерении эпектрических параметров пинии и затрудняет автоматизацию процессов измерения. Очевидна целесообразность разработки устройств, позвопякхцих проводить измерения на постоянном 2О токе с высокой степенью точности, причем необходимо обеспечить и пригодность дпя использования в системах центрапизованного контропя эпектрических параметров пиний связи, что требует разработки автоматических устройств с представлением информации в цифровой форме.

Известное устройство, предназначенное дпя измерения расстояния до мест» повреж-. дения на пиниях связи, является наибрпее близким по технической сушности к предлагаемому устройству (31.

Недостатками данного устройства явпяются высокие требования к усипитепям постоянного тока по входному сопротивпению и коэффициенту усиления, зависимость диапазонов значения измеряемых величин и точности измерения от параметров усипитепей, а также необходимость использования относительно сложных преобразователей напркжение - код при представлении информации в цифровой форме.

Кроме того, это устройство не позвопяет оценить отношение расстояния по места повреждения ко всей длине пиний, так как искпючает необходимость программирования значений, пропорционапьных кипометрическому сопротивлению, и устраняет влияние на резупьтат измерения нестабипьности зна602887 чений сопротивления жипы кабепя в зависимости от yet<0!!ий окружаю>ней .рсд1,1.

Пель изобр< тения — расширение < .<ункпиона пь1ц,<х возможностей.

l1га цп>1 нодкпючения к выводу поврежденной жиды, ВТпрая — дпя подключения к выводу второй пов- jo ре>кденной жиды, .третья — для 1<одк1110чения к выводу исправной >кипы, соединенной на другом конце пинии со второй поврежденной жилой, и формироватепь выходного с>1гнапа дополнительно введены инвертор, перекпю- 1к чатепь, и ITerpaTop с кпючом в цепи обрат— ной св1<зи блок сравнения нап1рж1<ен1111, причем ми1Г> с источнцка ОпОрнОга напряжен<<я пOIFEU :10÷et< к г<ервому неподвижному контак ту- перекпючатепя и одному иы::оду опорного >11 резистора, второй вывод которого соединен с заземпонной шиной и второй входной клеммой, а и!!юс нсточниеа ottoptt !)ГО Bапряжения подкпючен к третьей входи<эй клемме

И ВХОДУ И1кный коптакт которого подкп10чеи «о гхаду интегратора, вых<.д которого соеиипеп с первым входом бпока сравнения н<11 Р <>ке <11111< втОРОЙ B>; oII к <э 1 ОР <эй < в OB 019

Очер =д<<, соедиl<е!" с пе1эвОЙ вхо« tioH !Iпе". FihtOli< причем выход оно<а сравнения напряже;ия полк пюче11 к у<1рав пя10д(ему 1эх оду к п10ча и входу формнроватепп.

Такое устройство позвопяет Определить Зб ме<- ?? ?????????????????????? ???????????????? ?????? ?????????????????? ?????????????????????? ?????????????????????????? ?????????? ???????????? ???? ???????? (?? ???????????? ?????????????????? ????????????????>1 до сотен мегом. Кроме того, преддоже1<ное уст130йствО позвопяет IIB!гяет необход.:масть программировачии значения со- 45 против пений Опорного резистора.

На чертеже показана схел;а предпагаемого устройства.

Устройство состоит из источника 1 онорнога напряжения, опорного резистора 2, 5О перекпючателя 3, инвертора 4. и интегратора 5.

В цепь обратной связи интегратора 5 включен кпюч 6, управпя1оший вход которого подключен к выходу бпока 7 сравнения 55 напряжений, Выход поспедпего подк<ночен ко входу формироватепя 8.

Устройство имеет три BxOgHblx клеммы

A Б, В. Первая входная кпемма В предназначена дпя подключения к первой повреж-60 ленной >кипе (сс ), «торая входная кпем1.<а Š— дпя 1<одкпючения ко второй повреж«енпой жиде ас1.1,1ретья входная кпемма А д-1» по<1кпю <ения к исправной жиде Я .

Перед началом работы педра <<идя жила

С0<> ппняеТСS! На ttpOTHFF0110!10)K!!0M KOHIIe пинии с0 второй поврежденной жипой цс .

При этом в электрической цепи, образованной сап ротив пением ш пейфа (R x к f

Х> Ят опорным резистором Яои источником 1, течет постоянный ток

Ro+ Rк R.2- %1+ яl aeR. — внутреннее сопротивление источника

1 опорного напряжения F.o.

При измерении расстояния до места повреждения перекпючатепь 3 подключает вход интегратора 5 к точке соединения опорного резистора 2 с источником 1 опорного напряженця. Н<1прякение Ц,, падающее на сопротивпение Rt>(QB=-3!I)Rg)I tepee перекпючатепь 3 поступает на вход интегратора 5, в цепь обратной связи которого включен ключ 6, управпякнций разрядом интегратора

5.

На один вход бдока 7 сравнения напряжений поступает выходное напря>кение инте1"ратора 5 1 ОRO

1 и где Т =R и < - — постоянная времени интегратора 5.

Падение напряжения на сопротивпении Й.х участка поврежденной жилы до места повреждения определяется как U2 = 3 <э . к

В момент равенства напряжений на входах блока 7 сравнения напряжений ее выходной сигнал открывает к<поч 6.

Происходит разряд конденсатора интегратора 5, а затем ьыходной сиг11-1п поспеднего пинейно нарастает до следующего момента равенства напряжений на входах блока

7 сравнения, поспе чего интегратор опять.разряжается. При этом интервал времени от начапа заряда интегратора 5 до его разряда опредепяется из уравнения

1 o 0 о к и

Rx или CH "K è 1 х где L>t — расстояние до места повреждения кабепя, К -коэффициент,связывающий значение К 1э и километрическое сопротивление жилы кабеля. Очевидно, что значенис Ь не зависит от значения Ло, что искпючает влияние нестабипьности значения опорного напряжения и конечного значения его внутреннего сопротивления R . При отсут602887

Г/ри измерении отношения длины поврежденной жилы к длине всей линии переключатель 3 соединяет вход интегратора 5 через иквертор 4- с третьей входной клеммой А (выводом в исправной жиле ЬЬ).

При этом на вход интегратора 5 поступает напряжение Ug пропорциональное значению сопротивления шлейфа, т.е. всей длине линии ь;

45 Ь О Х 1/ 10 1//Л

Выходное напряжение интегратора 5, определяемое выражением о (х+ г д1) = 0 к/ поступает на вход 7 сравнения,на второй вход которой подается напряжение U,,Работа схемы в этом случае аналогична рассмотренной, а интервал времени определяется как

55

>L

К Х /. 1!

Формирователь выходного t =Х/, сигна- 0 ла 8 формирует импульс, длительность короствии гальванической связи блока 7 сравне>1ия с остальными узлами устройства сопротивления утечек R . между поврежденчт нь/ми жилами кабеля не оказывает влияние на результат преобразования, так как в

5 момент равенства напряжений на входах блока 7 сравнения оно включено между эквипотенциалы1ыл1п точками.

Разность напряжений ла. входах схемы 7 срав11ения при отсутствии переходного сопро-1л тивления (при коротком замыкании между жилами) равна

n О = U4 Х

При наличии переходного сопротивления и отсутствия гальванической связи обшей 15 точки блока 7 сравнения с земляной шиной всего устройства разность напряжений между двумя . входами сравнения райна

/ 6х

Я. + Я+ 4 4.//20 где К „-дифференциальное входное сопротивление блока 7 сравнения. Ключ 6 открывается в момент равенства напряжений Ц./ и Ч >спедователы1о выходной сигнал не зависит от значения К, т.е. от влияния сопротивления утечки Я ». Значение R.(r„ должно обеспечить надежное срабатывание блока 7 сравнения(1// не должно быть меньше разрешаюшей способности блока 7 сравнения) > однако значение Я. „может быть намного меньше сопротивления Р 14» ° Следовательно, к блоку сравнеш1я не предъявляется высоких требований по входному сопротивлению.

35 рого определяется интервал<. м времени t, н, следовательно, значением измеряемой величины (г . х или f>r j 6 )

Г!редлг1гаемое устройство может быть использовано для определения моста обрьп1а кабеля путем измерения значения емкости

С. л1ежду поврежденными жилами. /1ля этого необходимо в цепь обратной связи интегратора 5 вместо емкости С включить выводы двух поврежденных жил, а между полюсом

"плюс" источника 1 опорного нрпряже>1ия и земляной шиной вместо выводов Ь и и жил кабеля включить второй опорный резистор к 0,1, точку соединения последнего с источником опорного напряжения подключить ко входу схемы сравнения напряжений вместо вывода С >килы кабеля.

При этом ток B контуре, обраэованцол1 опорными резисторами и источником опорного нанря>ке.*я,, определяется как

-)

Е о о

Earlprr>Kerrrrrr на входах схемы сравнения запишутся как 0 01 > > Г 0

Ц

И 0 Дс

Работа схемы аналогична рассмотренной.

Блителы1ость импульса на выходе формирователя выходного сигнала определяется как

". еК R03, О

Предложенное устройство обладает широкимн функциональными возможностями, то есть позволяет онределять л1есто обрыва кабеля, место повреждения изоляции как

B абсолютных, так и в отпосителы>ых. единицах при значениях переходного сопротивления от нуля Do сотен мегом, На основе устройства разрабатывается цифровой прибор для испытания кабельных линий связи, который позволяет определить расстояние до места поврежденияв диапазоне 0-10000 м с погрешностью не хуже 0,1%. Испьгтания лабораторного макета прибора проведены и полностью подтверждают теоретические выкладки.—

Прибор-по широте функциональных возможкостей и точностным характеристикам превос ходит лучшие кабельные приборы, выпускаемые отечественной прол1ышленностью (KM-б1, HKIl-3, КП-50) .

Внедрение такого прибора в производство позволит получить значительный экономический эффект за счет исключения болыпих затрат труда и времени на исправление поврежденных подземных кабелей и линий связи

Форм па изобретения

Устройство для измерения расстояпия до

-места повреждения в кабеле, содержашее ис602887

Составитель Л. Васькова

Техред М. Келемеш Корректор А. Впасенко

Редактор М. Афанасьева

Заказ 1842/42 Тираж 1112 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35„Раушская наб., д. 4/5

Фипиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 точняк опорного напряжения, опорный резистор, три входных кпеммы, первая из которых предназначена для подкпючения к выводу первой поврежденной жилы, вторая — дпя подкпючения к выводу второй поврежденной жипы, третья — для подкпючения к выводу исправной жиды, соединенной на другом конце линии со второй поврежденной жилой, и формироватепь выходного сигнала, о т и ич а ю ш е е с я .тем, что, с цепью рас- щ ширения функционапьных возможностей,в него дополнительно введены инвертор, перекпючатепь, интегратор с ключом в цепи обратной связи и бдок сравнения напряжения, я Ф причем минус источника опорного напряже- Б ния подключен к первому неподвижному контакту перекпючатепя и одному выводу опорного резистора, второй вывод которого соединен с заэемпенной шиной и второй входной кпеммой, а плюс источника опорного напря- 20 жения подключен к третьей входной кпемме и входу инвертора, выход которого соединен со вторым неподвижным контактом переключатепя, подвижный контакт которого подкпючен ко входу интегратора, выход которого соединен с первым входом блока сравнения напряжений, второй вход которой, в свою очередь, соединен с первой входной кпеммой, причем выход блока сравнения напряжений подкпючен к управляюшему входу кпюча и входу упомянутого формироватепя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Кушнир Р. В,,СавенкоВ.Г.,ВерникС. Н.

Измерения в технике связи, M., Связь, 1970.

2. Шварцман В. О. Электрические измерения междугородных, городских и сельс. ких пиний связи, М., Связь,1972.

3. Авторское свидетельство СССР

K 543892, С 01 %31/08, 1973.