Измеритель расстояния до места повреждения изоляции кабеля

 

Союз Советскwu

Социвпистичбмким

Республик к лвторскому свидкт)=-льству / (Gl) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заивлено 22.06.76 (21) 2374412/24 — 21 (53) M. Кл. с присоединением заявки № (23) Приоритет

G 01 R 31/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДМ 621. 317., 39 (088,8) Опубликовано250479. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 2504.79

P2) Авторы

НЗОбрЕтЕНИЯ С.,К. Куроедов, А.И. Мартяшин, Л.В. Орлова и В.11. шл янди н

Пензенский политехнический институт (5 4 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЯ ДО 1ЕСТА

ПОВРЕУ;ДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

Изобретение касается измерений в технике связи. Оно может использо ваться для гоиска мест повреждения

Hзоляции кабельных линий связи.

Известны устройства для определения мест повреждения изоляции кабельных линий связи.

Одно иэ известных устройств содержит два источника постоянного напря1О жени я, два регулируемых резистора, два вольтметра и два амперметра. Расстояние до места повреждения изоляции определ яет ся по значению сопротивления участка жилы от начала линии до места повреждения по значениям показаний амперметров и вольтметров (1) .

Однако такое устройство не гозволяет проводить измерения на одном

Я конце линии. Кроме того, его использование требует применения двух одинаковых комплектов аппаратуры.

Другое из известных устройств представляет собой мостовую схему с посто-

15 яннь>м отношением плеч.OHQ содержит источник liocTQRHHoI напряжения, нуль-индикатор,два опорных резистора,регулируемое сопротивление,три входных клеммы, к которым подключается кабель (2) .

Такое уотрсйство позволяет проводить измерения на одной стороне кабеля, однако результат, получаемый госле балансировки моста, не соответствует одиозна гно зна- ению измеряемого расстояния, для его расчета необходимо знать общую длину кабеля и сопротивления илейфа или километрическое сопротивление жилы. Кроме того, результат измерения зависит от нес абильности параметров кабельных линий связи при измерении условий окру>ка>ощей среды, а также от омической асимметрии жил кабеля. Недостатком такого устройства является также большое время измерения.

Наиболее близко к предлагаемому изобретению устройство, представляющее собой мост с переменным отношением плеч. устройство содержит источник постоянного напряжения„ два регулируемых сопротивления, нуль-индикатор, три входных клем>ы, первая из которых предназначена для подключения к выводу исправной жилы, соединенной на противоположном исправном конце линии с первой поврежденной жилой, вторая — для подключения к выводу первой поврежденной жилы, третья для подключения к выводу второй по558505 нрежденнай жилы, при этом один полюс источника постоянного напряжения подключен к третьей входной клемме, а другой его полюс — к точке соединени я выводов двух регулируемых сопроти вл ений . Дру гой вывод первого регулируемага сопротивления соединен с перным полюсом нуль-индикатора и первой нходнай клеммой, а второй выход второго регулируемого сопротинления подключен к второму полюсу нуль-инди)<атора к второй вход- Ю най клемме. Такое устройство позволяет определять расстояние до места повреждения изоляции независимо от нестабильности значений сопротивлений жил, вызванной изменением 15 внешних условий, при -том кзмерения проводятся на .одной стороне линии (3).

Недостатком этого устройства является большое нремя измерения, 20 которое обусловлено необходимостью использования в качестве регулируемых сопротивлений многоступенчатых магазинов сопротивлений для обеспечения данной точности измерений.

Кроме того, амкческая асимметрия жил искажает результат измерений.

Цель и з обретен и я — панышени е быстродей стни я.

Это достигается тем, что в измеритель расстояния до места повреждения изоляции кабеля, содержащий источник постоянного напряжения, три входных клеммы, первая из которых подключена к выводу исправной жилы, соединенной на противоположном конце линии с первой поврежденной жилой, вторая подключена к выводу перной поврежденной жилы, трет ь я — к выводу второй поврежденной жилы, и опорный резистор, первый вывод которого пад- 40 ключен к первому полюсу источника постоянного напряжения, а второй к второй входной клемме, введены интегратор тока, преобразователь отношения напряжений в частоту, блок измерения частоты и переключатель.

Выход переключателя пацключен к одному входу преобразователя отношения напряжений н частоту, а первый вход переключателя соединен с первой входной клеммой и вторым полюсом источника постоянного напряжения. Первый полюс источника постоянного напряжения подключен к нторому входу переключателя второй вывод опорного

55 резистора соединен с входом интегратора тока, выход которого подключен к третьей входной клемме и другому входу преобразователя отношения напряжений н частоту, а выход последнего подключен к входу блока измерения частоты.

Такое устройство обеспечивает автоматическое измерение расстояния до места повреждения кабеля с высоким быстродействием. При этом резуль.. 65 тат измерений не зависит от амической а с иммет рии жил .

На чертеже дана фун KUHDHBJIbHая схема предлагаемого устройства. устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, интегратор 2 тока, опорный резистор 3, преобразователь 4 отношения напряжений н частоту, переключатель и блок 5 измерения частоты. устро..стно имеет три входных клем;.ы, первая из которых (клемма а) подключен а к исправной жиле (<Ы ) кабеля„вторая клемма (н) предназначенен а дл я подключени я к первой повреж ценной жиле (BB) кабеля, третья клемма (с) подключена к второй поврежденной жиле (сс ), связанной с первой через сопротивление утечки R T . Если переключатель 5 находится в положе- нии D то производится измерение отношения сопротивления R)< участка поврежденной жилы от вывода до места повреждения к сопратинлению шлейфа. если переклю атель 5 находится и положении Е, то устройство измеряет значение 3)< или 6)< . В первом режиме, когда переключатель 5 находится н положении g, образуется дна самостоятельных электрических контура, Первый контур образован источником 1 постоянного напря><ения, сопротивлением шлейфа Я ш,< (сопротивлением жил аа и вн ) опорным резистором 3.

Ток н этом контуре определяется как

U о

7 о ш где U — выходное напряжение источника 1 пастоянога напря><енк я .

Второй KoHTóp образован интегратором 2 тока, сопротивлением B поврежденнай жилы сс, сопротивлением утечки R и сопротивлением В„ понрежЪТ денной жйлы аа . В этом контуре действуют два напряжения: выходное напряжение интегратора тока U и и падение напряжения на сопратинлении

Я,. созданаемое током . Напряженке на входе интегратора тока благодаря его физическим свойствам близ— ка к нулю. Падение напряжения на Я равно

Ток во втором контуре после оканчания переходных процессов в схеме определяется так (.)и о )<

3 В " В " " т" 67 h Вь) h где )< — входное сопротивление интегратора 1 тока;

ВЫ)

p — выходное сопротивление интегратора 2 тока.

После окончания перераспределения токов н схеме выходное напряжение

658505 интегратора 2 тока постоянно, что возможно только при рав нстве нулю

его входного тока, т.е. при .J О. При этом

О =) Р

Это напряжение поступает на один вход преобразо в ат ел я 4 от ношени я н апр яжений в частоту. На второй его вход поступает напряжение, пропорциональное сопротивлению шлейфа

3aRmn, Частота выходного сигнала преобразо.вателя 4 отношения напряжений в частоту пропорциональна отношению х шл п

U1 Рш, В случае, если переключатель 5 находится в положении Е, работа устройства аналогична рассмотренной, то на другой вход преобразователя 4 отношения напряжений в частоту поступает падение напряжения на опорном резисторе 3 где Ро — значение сопротивления опорного резистора 3.

Выходная частота преобразователя

4 отношения напряжений в частоту пропорциональна значению R

U

z о

Если Яо пропорционально километрическому сопротивлению жилы кабеля, то 1„определяется значением расстояния 0 до места повреждения. В блоке

6 измерения частоты происходит преобразование значения „в код и индикация этого числа. При этом результат измерения определяется значением R .

Сопротивление ЙщА не влияет на результат измерения. Это обеспечивает независимость результата измерения от значения омической асимметрии между жилами аа и вв .

Сравнктельные испытания предлагаемого измерителя с известными показали, что быстродействие устройства на несколько порядков выше бь1стродействия мостовых схем при одинаковой точности и помехоустойчивости сравниваемых устройств.

При реализации в предлагаемом устройстве интегратора тока на операционном усилителе с емкостной обратной связью погрешность не превышает

О, 1Ъ при значении 3р 0,01А и напряжении смещения интегратора +20 мкВ формула изобретения

Измеритель расстояния до места повреждения изоляции кабеля, содержащий источник постоянного напряжения, три входных клеммы, первая из которых подключена к выводу исправной жилы, соединенной на противоположном конце линии с первой поврежденной жилой, вторая подключена к выводу первой поврежденной жилы, третья — к вывоцу второй поврежденной жилы, и опорный резистор, первый вывод которого подключен к первому полюсу источника по40 стоянного напряжения, а второй — к второй входной клемме, о т л и ч а- ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены интегратор тока, преобразователь от45 ношения напряжений в частоту, блок измерения часготы и переключатель, выход которого подключен к одному входу преобразователя от ношени я н апряжений в частоту, при этом первый вход

50 переключателя соединен с первой входной клеммой и вторым полюсом источника постоянного напряжения, первый полюс которого подключен к второму входу переключателя, причем второй вывод опорного резистора соединен с входом интегратора тока, а выход последнего подключен к третьей входной клемме и другому входу преобразовате" ля отношения напряжений в частоту, а выход последнего подключен к входу

60 блока измерения частоты.

Исгочникии информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кушнир Ф. В., Савенко В. Г., Верник С.М. Измере:<ие в технике свя55 эи . М., Связь, 1976, с, 388-390.

25 в широком диапазоне температур.

Помехоустойчивость измерителя является высокой эа счет применения двукратного интегрирования — аналогового в интеграторе тока и дискретного за счет использования греобразователя частота — код в блоке 6 измерения частоты, Важным преимуществом предлагаемого устройства является воэможность era автоматизации при простой схемной реализации. Автоматизация мостовых схем аналогичного назначения нецелесообразна, так как точные автоматические мосты с контактными переключателями имеют недопустимые для переносного прибора габариты, вес и сложность, а использование кодоуправляемых сопротивлений с переключателями на бесконтактных элементах затруднительно в условкях кнтенсивных помех, напряжения которых на отдельных элементах мостовой схемы могут достигать высоких значений„

Предлагаемый измеритель может использоваться в качестве переносного прибора, а также в системах контроля параметров кабельных линий связи.

3. Шварцман B.Î. Электрические измерения междугородных, городских и сельских линий связи. М., Связь, 1972, с. 163 164.

2. Шварцман В.О. Электрические измерения междугородных, городских и сельских линий связи. N., Связь, 1972, с. 168-171. иеемдуеива каделв

Заказ 2050/41 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4

Составитель Ю. Боровиков

Редактор А.Гребенникова Техред Э.Чужих Корректор И.Муска