SU261566A1 - Способ определепия расстояния до места повреждепия воздушных и кабельных линий - Google Patents

Description

Известен способ определени  рассто ни  до места повреждени  воздушных и кабельных линий, основаниый на многократной посылке в линию зондирующего импульса, воспроизведении импульсной характеристики на индикаторном устройстве и определении указанного рассто ни  по времени запаздывани  отраженного ИФшульса.

Одним из основных недостатков этого способа  вл етс  то, что изображени , накладыва сь друг на друга, не совпадают, так как в измер емой линии имеютс  дополнительные электрические процессы, несинхронные зондирующим импульсам. Таким образом, картина «а экране ЭЛТ получаетс  неустойчивой, что в значительной степени затрудн ет отсчет, а в некоторых случа х делает его вообще невозможным , так как отраженный импульс в результате распространени  по линии уменьшаетс  по амплитуде и трудно различаетс  среди помех. Дл  получени  отран енного импульса , превосход щего помеху, необходиМО зондировать линию импульсом значительной амплитуды, что в р де случаев невозможно, потому что к линии может быть подключена аппаратура, труднодоступна  дл  отключени  и не допускающа  перенапр жени .

Предлагаемый способ позвол ет повысить точность определени  места повреждени . Это достигаетс  тем, что индикаторное устройство

периодически подключают к линии на врем , значительно меньшее длительности зондирующего импульса, измер ют напр жение прин того сигнала, и по его среднему значению, отличному от нул , определ ют врем  запаздывани  отраженного импульса.

На фиг. 1 показана схема устройства, реализующего описываемый способ; на фиг. 2- схема измерительного устройства; на фиг. 3-

осциллограмма импульсов.

Устройство включает генератор зондирующих импульсов /, сдвигающее устройство 2, измерительное устройство 3, интегрирующее устройство 4, усилитель 5 и интегратор 6.

Линию после посылки в нее зондирующего импульса можно рассматривать как генератор напр жени , огибающа  которого  вл етс  функцией состо ни  линии. Па осциллограмме неотклонение линии от

среднего значени  говорит об отсутствии напр жени  в данный момент времени. Следовательно , мгновенное значение напр н ени  с момента времени /i до tz равно U. При и /4 напр л ение равно нулю,

а с момента 4 до /в оно равно U, причем имеет обратный знак. Поэтому, если процесс зондировани  линии - периодический процесс , а мгновенное значение напр жени  измер ют в лтоменты, строго определенные отноющего импульса, то в идеальном случае (линии без помех) получают одни и те же значени  напр жени . Реальна  лини  имеет помехи, поэтому на полезный сигнал накладываетс  сигнал-помеха . Амплитуда приход щего -сигнала равна Uv, , где t/ncT - истинное значение напр жени  отраженного импульса, f/noM - значение напр жени  помехи. Так как процесс зондировани  - периодический процесс, врем  сдвига дл  каждого периода - посто нно, амплитуда зондирующего импульса - посто нна, рассто ние до повреждени  - также посто нно, то мгновенное значение f/ncT - величина посто нна . LnoM воздействует несинхронно с генератором зондирующих импульсов, поэтому при количестве измерений, стрем щемс  к бесконечности , среднеарифметическое значение t/пом стремитс  к нулю (попадание в момент измерени  - С/пом + пом равноверо тно), а среднеарифметическое значение От. - к /„ст. При числе измерений, стрем щемс  к бесконечности , возможно применение маломощного генератора зондирующих импульсов и усилител  с большим коэффициентом усилени . Измен   врем  сдвига измерени  от нул  (времени измер етс  относительно зондирующего импульса) до t равного или более двойного времени распространени  зондирующего импульса в линии со Скоростью, обеспечивающей стремление Uv к {Уцст, и фиксиру  индикатором напр жение, отличное от нул , рассто ние до места повреждени  определ ют по формуле ,, скорость распространени  импульса в линии, tc - врем  сдвига момента измерени  напр жени  относительно момента посылки зондирующего импульса. В отличие от известного способа, где воспроизведению на ЭЛТ подвергаетс  каждый процесс, полностью или частично сдвинутый относительно зондирующего импульса на определенное врем  задержки, и характер повреждени  определ етс  выбросом вверх или вниз, в предлагаемом способе измерению подлежит среднеарифметическое значение напр жени  в определенной точке импульсной характеристики измер е.мой линии, и используют операции определени  момента замера напр жени , а также операции определени  характера повреждени  величиной и знаком напр жени . лиии , и запускает сдвигающее устройство 2, которым определ етс  момент измерени  напр жени . Сдвигающее устройство снабжено датчиком времени сдвига момента измерени  напр жени  относительно зондирующего импульса , в качестве которого может быть использован , например, вольтметр. Шкалу вольтметра ввиду линейной зависимости 1х и t можно калибровать в единицах длины, причем вход вольтметра закрыт и открываетс  после момента генерировани  зондирующего импульса через врем , равное tc. При этом: а)вход вольтметра находитс  в открытом состо нии, а врем , равное t/,, значительно меньше, чем длительность зондирующего импульса; б)вход вольтметра открываетс  один раз в такт, т. е. при каждом срабатывании генератора зондирующего импульса открываетс  вход вольт.метра; в)врем  сдвига момента измерени  напр жени  /с молсет измен тьс  от нул  до с распр, где /расп - врем  ДВОЙНОГО пробега зондирующим импульсом измер емого кабел  при исправном кабеле; г)устройство, осуществл ющее сдвиг момента измерени  напр жени , снабжено шкалой и управл етс  оператором вручную. Изменение времени tc от нул  происходит через интервалы времени, равные времени индикации вольтметра: а)/с 0; б).1,; в)/с .и; г)/с .и; к) к ) tc ;2Га;+Гз.и; где /з.и - длительность зондирующего импульса , 2tx - врем  двойного пробега зондирующим импульсом рассто ни  до повреждени  и обратно. Изменение времени tc можно осуществл ть и плавцо. В момент а врем  открывани  вольтметра овпадает с передним фронтом зондирующего мпульса. (Допускаетс , что зондирующий млульс С - пр моугольной формы с идеальым фронтом ). При этом вольтметр иксирует амллитуду посылаемого зондируюего им.пульса. В точках бив показани  ольтметра не измен ютс , так как в этих очках /с меньше длительности зондирующего мпульса. В точке к зондирующий импульс же ушел в линию, а отралсенный еще не усел вернутьс . Поэтому показани  вольтмета равны нулю.

, з.и (точка к. отраженный сигнал возвращаетс , и. вольтметр фиксирует амплитуду отралсбнного сигнала.

Дл  данных целей используетс  вольтметр с нулем по середине шкалы, т. е. двухпол рный . Пол рность прин того сигнала сообщает , что в точке кабел , отсто щей на рассто нии 1х, - короткое замыкание, обрыв либо какое-то промежуточное значение. Зна  амплитуду посылаемого в линию сигнала и измерив отраженный сигнал, можно определить коэффициент отражени  от неоднородности в точке на рассто нии /х.

Если в точке / не короткое замыкание и не обрыв, а кака -то неоднородность, т. е. коэффициент отражени  не равен единице, то зондирующий импульс распростран етс  дальше ло линии-кабелю. Скорость измерени  tc и частота зондировани  линии выбраны такими, что в точках а б, б,... /с и /с вольтметр производит несколько измерений.

Измерительное устройство 3 подключено к линии и измер ет напр жение в момент, определенный сдвигающим устройством. Интегрирующее устройство 4 усредн ет все полученные значени  мгновенных значений, преобразу  их в определенное значение посто нного напр жени . Усилитель 5 усиливает напр жение до необходимой величины и подает на индикаторное устройство.

В качестве сдвигающего устройство можно использовать калиброванную схему задерл ки , а в качестве измерительного устройства - схему сравнени  напр жени  на диоде (фиг. 2).

Входным импульсом схемы сдвига запускаетс  генератор коротких импульсов 7. Диод, на котором сравниваетс  напр жение, залерт смещением, равным половине амплитуды импульса. Генератор коротких (измерительных ) импульсов обладает большим выходным сопротивлением.

При достижении амплитуды импульса уровн  запирани , определ емого делителем, диод открываетс , и генератор шунтируетс  малым сопротивлением. Поэтому на детектор 8 вбздействует не полна  амплитуда измерительного импульса, а половина амплитуды.

Напр жение запирани  диода определ етс 

разностью потенциалов между точками ,а и б (анод -катод диода). Напр жение на аноде посто нно (точка а) и определ етс  делителем . В зависимости от напр жени  в линии в

момент генерации импульса (напр жение в точке б) мен етс  уровень срезани  импульсов .

Детектор 8 преобразует последовательность импульсов в посто нное напр жение. Специфической особенностью детектора  вл етс  больша  посто нна  времени, обеспечивающа  усреднение значений импульсов, т. е. выходное напр жение определ етс  не одним импульсом, а серией. Выходное напр лсение

на детекторе  вл етс  функцией состо ни  линии на рассто нии, определенном временел сдвига и скоростью распространени  импульса в линии.

Реализаци  предложенного способа позвол ет не только повысить помехоустойчивость измерений, но и упростить само устройство, так как в качестве индикатора может примен тьс  не ЭЛТ, а обычный гальванометр, не требующий дополнительных источников питани  и сложных устройств дл  получени  временных разверток, а также снизить квалификацию оператора. Способ не лишен нагл дности , так как возможно построение осциллограмм по точкам либо самописцем, присоединенным вместо индикатора.

Предмет изобретени 

Способ определени  рассто ни  до места повреждени  воздушных и кабельных линий, основанный на многократной посылке в линию зондирующего импульса, воспроизведении импульсной характеристики на индикаторном устройстве и определении указанного рассто ни  по времени запаздывани  отраженного импульса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  места повреждени , индикаторное устройство периодически подключают к линии на врем , значительно меньшее длительности зондирующего импульса, измер ют напр жение прин того сигнала и по его среднему значению, отличному от нул , определ ют врем  запаздывани  отраженного импульса.

К линии

fu&.l

I 5 к линии

к усилителю 1

Puz.2