Способ определепия расстояния до места повреждепия воздушных и кабельных линий

ОПИСАНИЕ 26 Б 66ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваМ. Кл. С 4/24-7 явлено 06 Х.1967 ( 115 с присоединением заявкиот оо деламиий и открытийоте МинистровСССР риоритет иаопри члстень 50 УДК 621.317.333.4(088 ликовано 04.1 Х,1972. Б 1 ликования описания З.Х 1.1972 Авторизобретения А, Пол ник Заявитель ПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯВРЕЖДЕНИЯ ВОЗДУЮНЬ ССТОЯНИЯ И КАБЕЛЬ О МЕСТА1 Х ЛИНИЙ Известен способ определения расстояниядо места повреждения воздушных и кабельных линий, основанный на многократной посылке в линию зондирующего импульса, воспроизведении импульсной характеристики наиндикаторном устройстве и определении указанного расстояния по времени запаздыванияотраженного импульса,Одним из основных недостатков этого способа является то, что изображения, накладываясь друг на друга, не совпадают, так как визмеряемой линии имеются дополнительныеэлектрические процессы, несинхронные зондирующим импульсам. Таким образом, картинана экране ЭЛТ получается неустойчивой, чтов значительной степени затрудняет отсчет, а внекоторых случаях делает его вообще невозможным, так как отраженный импульс в результате распространения по линии уменьшается по амплитуде и трудно различаетсясреди помех. Для получения отраженного импульса, превосходящего помеху, необходимозондировать линию импульсом значительнойамплитуды, что в ряде случаев невозможно,потому что к линии может быть подключенааппаратура, труднодоступная для отключенияи не допускающая перенапряжения.Предлагаемый способ позволяет повыситьточность определения места повреждения. Этодостигается тем, что индикаторное устройство периодически подключают к линии на время, значительно меньшее длительности зондирующего импульса, измеряют напряжение принятото сигнала, и по его среднему значению, отличному от нуля, определяют время запаздывания 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 1, 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 напряжения, огибающая которого является функцией состояния линии.На осциллограмме неотклонение линии от среднего значения говорит об отсутствии напряжения в данный момент времени. Следовательно, мгновенное значение напряжения с момента времени 1 до 2 равно 4 у.При 1=1 з и 1=14 напряжение равно нулю, а с момента 15 до 16 оно равно Г, причем имеет обратный знак. Поэтому, если процесс зондирования линии - периодический процесс, а мгновенное значение напряжения измеряют в моменты, строго определенные относительно момента посылки в линию зондиру45 3ющего импульса, то в идеальном слу.чае (линии без помех) получают одни и те же значения напряжения.Реальная линия имеет помехи, поэтому на полезный сигнал накладывается сигнал-помеха. Амплитуда приходящего сигнала равнаУх = аист+ ампом,где Пист - истинное значение напряжения отраженного импульса,Упс - значение напряжения помехи. Так как процесс зондирования - периодический процесс, время сдвига для каждого периода - постоянно, амплитуда зондирующего импульса -- постоянна, расстояние до повреждения - также постоянно, то мгновенное значение аист - величина постоянная.Упса воздействует несинхронно с генератором зондирующих импульсов, поэтому при количестве измерений, стремящемся к бесконечности, среднеарифьетическое значение поз 1 стремится к нулю (попадание в момент измерения - Упсм= + Упс равновероятно), а среднеарифметическое значение У - к аист,При числе измерений, стремящемся к бесконечности, возможно применение маломощного генератора зондирующих импульсов и усилителя с большим коэффициентом усиления.Изменяя время сдвига измерения от нуля (времени измеряется относительно зондирующего импульса) до 1, равного или более двойного времени распространения зондирующего импульса в линии со скоростью, обеспечивающей стремление Ух к Ци фиксируя индикатором напряжение, отличное от нуля, рас. стояние до места повреждения определяют по формуле где 4 - скорость распространения импульса в линии, 4 с - ВРЕМЯ СДВИГа МОМЕНта ИЗМЕРЕНИЯ Напряжения относительно момента посылки зондирующего импульса,В отличие от известного способа, где воспроизведению на ЭЛТ подвергается каждый процесс, полностью или частично сдвинутый относительно зондирующего импульса на определенное время задержки, и характер повреждения определяется выбросом вверх или вниз, в предлагаемом способе измерению подлежит среднеарифметическое значение напряжения в определенной точке импульсной характеристики измеряемой линии, и используют операции определения момента замера напряжения, а также операции определения характера повреядения величиной и знаком напряжения.Генератор зондирующих импульсов 1 выдает с определенной частотой электрические импульсы, которыми зондируется измеряемая 15 20 25 Зо З 5 50 55 60 65 линия, и запускает сдвигающее устройство 2, которым определяется момент измерения напряжения. Сдвигающее устройство снабжено датчиком времени сдвига момента измерения напрякения относительно зондирующего импульса, в качестве которого может быть использован, например, вольтметр, Шкалу вольтметра ввиду линейной зависимости 1,. и 1 можно калибровать в единицах длины, причем вход вольтметра закрыт и открывается после момента генерирования зондирующего импульса через время, равное 1 с. При этом:а) вход вольтметра находится в открытом состоянии, а время, равное 14, значительно меньше, чем длительность зондирующего импульса;б) вход вольтметра открывается один раз в такт, т. е, при каждом срабатывании генератора зондирующего импульса открывается вход вольтметра;в) время сдвига момента измерения напряжения 1 с может изменяться от нуля до ГсГраспр, ГДЕ раси - ВРЕМЯ ДВОЙНОГО ПРобЕГа зондирующим импульсом измеряемого кабеля при исправном кабеле;г) устройство, осуществляющее сдвиг момента измерения напряжения, снабжено шкалой и управляется оператором вручную,Изменение времени 1 с от нуля происходит через интервалы времени, равные времени индикации вольтметра:а) с=О;О) 1 с= 14 зив) с =214 (1 з.иг) с = ЗГ 4 гз.и) К) с - П 4- х,к) Гс=п 43:21 х(21 х+ Гз.и,где 1 зз, - длительность зондирующего импуль"а, 21 - время двойного пробега зондирующим импульсом расстояния до повреждения и обратно. Изменение времени 1 с можно осуществлятьи плавно,В момент а время открывания вольтметрасовпадает с передним фронтом зондирующегоимпульса. (Допускается, что зондирующийимпульс С - прямоугольной формы с идеальным фронтом 1 ф=О). При этом вольтметрфиксирует амплитуду посылаемого зондирующего импульса. В точках б и в показаниявольтметра не изменяются, так как в этихточках 1 с меньше длительности зондирующегоимпульса. В точке к зондирующий импульсуже ушел в линию, а отраженный еще не успел вернуться. Поэтому показания вольтметра равны нулю,Показания вольтметра не изменяются иравны нулю при дальнейшем увеличении вреМЕНИ с дО ВРЕМЕНИ, раВНОГО 2 Г - Г 4 ПрИс)21,(21+ 1,точка к) отраженный сигнал возвращается, и вольтметр фиксируетамплитуду отраженного сигнала.Для данных целей используется вольтметрс нулем по середине шкалы, т. е, двухполярный. Полярность принятого ситнала сообщает, что в точке кабеля, отстоящей на расстоянии 1, - короткое замыкание, обрыв либо какое-то промежуточное значение. Зная амплитуду посылаемого в линию сигнала и измеривотраженный сигнал, можно определить коэффициент отражения от неоднородности в точке на расстоянии 1Если в точке 1 не короткое замыкание и необрыв, а какая-то неоднородность, т. е. коэффициент отражения не равен единице, то зондирующий импульс распространяется дальшепо линии-кабелю, Скорость измерения , и частота зондирования линии выбраны такими,что в точках а, б, в, к и к вольтметр производит несколько измерений.Измерительное устройство 3 подключено клинии и измеряет напряжение в момент, определенный сдвигающим устройством. Интегрирующее устройство 4 усредняет все полученные значения мгновенных значений, преобразуя их в определенное значение постоянногонапряжения, Усилитель 5 усиливает напряжение до необходимой величины и подает на индикаторное устройство.В качестве сдвигающего устройство можноиспользовать калиброванную схему задержки, а в качестве измерительного устройства -схему сравнения напряжения на диоде(фиг. 2).Входным импульсом схемы сдвига запускается генератор коротких импульсов 7.Диод, на котором сравнивается напряжение,заперт смещением, равным половине амплитуды импульса, Генератор коротких (измерительных) импульсов обладает большим выходным сопротивлением,При достижении амплитуды импульса уровня запирания, определяемого делителем, диодоткрывается, и генератор шунтируется малымсопротивлением. Поэтому на детектор 8 вОздействует не полная амплитуда измерительного импульса, а половина амплитуды,Напряжение запирания диода определяется разностью потенциалов между точками,а и б(анод - катод диода). Напряжение на анодепостоянно (точка а) и определяется делителем. В зависимости от напряжения в линии в5 момент генерации импульса (напряжение вточке б) меняется уровень срезания импульсов.Детектор 8 преобразует последовательностьпмпучьсов в постоянное напряжение. Специ 10 фической особенностью детектора являетсябольшая постоянная времени, обеспечивающая усреднение значений импульсов, т, е. выходное напряжение определяется не однимимпульсом, а серией. Выходное напряжение15 на детекторе является функцией состояниялинии на расстоянии, определенном временемсдвига и скоростью распространения импульса в линии.Реализация предложенного способа позво 20 ляет не только повысить помехоустойчивостьизмерений, но и упростить само устройство,так как в качестве индикатора может применяться не ЭЛТ, а обычный гальванометр, нетрсбующий дополнительных источников питания и сложных устройств для получения временных разверток, а также снизить квалификацию оператора. Способ не лишен наглядности, так как возможно построение осциллограмм по точкам либо самописцем, присоединенным вместо индикатора,Предмет изобретенияСпособ определения расстояния до местаповреждения воздушных и кабельных линий,основанный на многократной посылке в линию зондирующего импульса, воспроизведении импульсной характеристики на индикаторном устройстве и определении указанного40 расстояния по времени запаздывания отраженного импульса, от.гггчаюгцггггся тем, что, сцелью повышения точности определенияместа повреждения, индикаторное устройствопериодически подключают к линии на время,45 значительно меньшсе длительности зондирующего импульса, измеряют напряжение принятого сигнала и по его среднему значению, отличному от нуля, определяют время запаздывания отраженного импульса,ппографпя, пр, Сапунов аказ 357114ЦНИИПИ Комитет Изд. М 1 эЗО Тираж 40 б Подписноео делам изобретений и открыгий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5