Рефлектометры и Измерители неоднородности линий электропередач

Измеритель неоднородности линий предназначен для обнаружения неоднородности волнового сопротивления (повреждения) в кабелях и линиях электропередач и связи, в коаксиальных радиочастотных трактах, для определения расстояния (временной задержки) до места повреждения (неоднородности), характера повреждения, измерения величины неоднородности.

Измерительный прибор может использоваться в полевых и лабораторных условиях для измерений на поврежденных линиях и для контроля состояния кабелей, прогнозирования неисправностей в них, измерения их длин и симметрирования по временной задержке с большой точностью.

Принцип действия прибора основан на методе импульсной рефлектометрии -современном методе исследования распределенных систем, позволяющем наблюдать одновременно все неоднородности в линии и измерять координаты и характеристики каждой из них в отдельности.

Основными достоинствами метода являются наглядность представления результатов измерения, малое время измерений, высокая чувствительность, возможность определения параметров элементов распределенной системы в Омах,Генри, Фарадах.

Современные измерители параметров неоднородностей линий передач пикосекундного диапазона отличаются высокой разрешающей способностью по расстоянию, составляющей единицы сантиметров (для линий с воздушным заполнением).

Что такое рефлектометр?

Существует 2 основные разновидности рефлектометров, сходных по выполняемым задачам, и отличающиеся друг от друга только материалами, с которыми работают.

Рефлектометр для кабельных линий

Рефлектометр для кабельных линий (англ. Time Domain Reflectometer, англ. TDR) — устройство, предназначенное для выявления дефектов в кабельных линиях локационным (рефлектометрическим) методом.

История

Появление рефлектометров для кабельных линий (TDR, Time Domain Reflectometer) связано с началом активного развития технологий цифровой передачи: ISDN и xDSL.

В традиционной аналоговой телефонии к качеству линии связи всегда предъявлялись достаточно низкие требования, вроде — «слышно и ладно». Технически же от линии связи требовалось соответствовать, по сути, всего двум основным параметрам:

• Целостность изоляции (отсутствие электрического пробоя на землю)
• Отсутствие обрывов или короткого замыкания проводов в кабеле

Переход на новые цифровые технологии предъявил к телефонным кабелям целый ряд новых требований по таким параметрам как:

• уровень шума и АЧХ;
• тип и качество кабеля;
• число паек;
• наличие параллельных отводов и катушек Пупина

и др.

Так как переход на цифровые технологии пришлось осуществлять на базе существующих сетей связи, в которых все эти моменты не учитывались и более того, часто не отражались ни в какой проектной документации, связистам необходимо было вручную проверять каждый кабель. Облегчить этот процесс и должны были рефлектометры для кабельных линий.

Принцип работы

Рефлектометр для кабельных линий работает по следующему принципу:

1. В проверяемый кабель подаются короткие электрические импульсы
2. Если в кабеле имеются неоднородности или повреждения, энергия импульса полностью или частично отражается обратно к прибору
3. Возвращенный отраженный сигнал измеряется, результаты измерений анализируются и затем выводятся на дисплей

Оптические рефлектометры

Опти́ческий рефлекто́метр (англ. OTDR, Optical Time Domain Reflectometer) — прибор для измерения параметров волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП).

Принцип действия

Принцип работы прибора основан на анализе отражённых оптических импульсов, излучаемых рефлектометром в оптическое волокно. Измерения с помощью оптического рефлектометра основаны на явлении обратного рассеяния света в волокне и на отражении света от скачков показателя преломления. Импульсы света, распространяясь по линии, испытывают отражения и затухания на неоднородностях линии и вследствие поглощения в среде.

Оптический импульс вводится в волокно через направленный ответвитель. Этот импульс распространяется по волокну и ослабляется в соответствии с коэффициентом затухания волокна. Незначительная часть оптической мощности рассеивается, и в результате обратно рассеянное излучение через направленный ответвитель попадает на фотодетектор, преобразуется в электрический сигнал, усиливается, обрабатывается и результат выводится на дисплей.

Измерение затухания с помощью OTDR основано на предположении, что коэффициент обратного рассеяния является постоянным для данного волокна, то есть в каждой точке волокна рассеивается назад одинаковое количество оптической мощности, но из-за затухания самого волокна на фотодиод рефлектометра попадает линейно уменьшающаяся оптическая мощность. Затухание волокна между точками 1 и 2 определяется как половина разности между соответствующими уровнями мощности P1 и P2: A=-(0.5)*(P1-P2)(dB) — множитель -0,5 появляется из-за того что свет прошел двойной путь от источника к пункту отражения и обратно. В случае дефекта или стыков происходит резкое увеличение обратного излучения и по времени этого излучения вычисляется точка дефекта, стыка и обрыва волокна.

Измерения с помощью рефлектометра обычно производятся на длине волны света равной 1,31 или 1,55 мкм.

По полученным данным формируется характеристика, именуемая рефлектограммой. Анализ искажённых принятых импульсов позволяет определить длину волоконно-оптической линии, затухание сигнала в ней, включая потери на соединителях и коннекторах, расстояния до мест неоднородностей волокна, которые могут быть связаны с обрывом или изменением его структуры.

Современный оптический рефлектометр представляет собой сложный и дорогостоящий прибор, проводящий комплекс измерений в автоматическом режиме, самостоятельно вычисляющий все необходимые характеристики.

Возможности

Современный оптический рефлектометр обеспечивает:

• проведение тестирования ВОЛС в автоматическом режиме (рефлектометр самостоятельно определяет оптимальные параметры для проведения измерений, анализирует полученные результаты и представляет информацию в виде рефлектограммы и подробной таблицы).
• определение длины оптической линии и расстояний до точек неоднородностей оптического волокна (сростки, точки коммутации и т. п.)
• расчёт затухания в линии, величины возвратных потерь и величины отражённого сигнала.
• визуальное определение повреждений ВОЛС.
• динамический диапазон 35-45 дБ (дальность действия рефлектометра до ~ 300 км.)
• вывод на экран, хранение во внутренней памяти и передачу на внешний носитель результатов измерения и тестирования для дальнейшего анализа.
• формирование в электронном виде акта приёмосдаточных испытаний оптического кабеля.

Конструктивное исполнение

Оптический рефлектометр может быть выполнен в виде:

• самостоятельного устройства
• приставки (платы) для компьютера, ноутбука или мобильных устройств на базе Android и iOS

Рефлектометры - основные положения

Рефлектометры выпускаются в большом количестве вариантов для различных областей применения. Функции рефлектометра встроены во все кабельные тестеры, где предусмотрены возможности измерения характеристик линий. Несмотря на сравнительно высокую стоимость этих приборов, они прочно вошли в арсенал служб, занимающихся монтажом и обслуживанием кабельных линий. Это объясняется прежде всего тем, что они позволяют существенно уменьшить время поиска неисправности в кабельных системах. Несмотря на такую многофункциональность, простота управления рефлектометром делает его пригодным для использования практически любым человеком - от рядового техника до инженера.

Рефлектометр работает в соответствии с теми же основными принципами, что и радар. Он подключается к исследуемому кабелю с одной стороны, посылает в него импульсы и фиксирует форму отраженного сигнала (рефлектограмму). Если кабель по всей длине имеет постоянный импеданс и правильно нагружен, то энергия рассеивается. Если нет, то вся энергия или часть ее отражается. Любые неоднородности импеданса вследствие дефектов ведут к отражению части или всего сигнала обратно к прибору, причем величина отраженного сигнала пропорциональна отклонению импеданса, т. е. величине дефекта.

Следующий этап - обработка результатов, во время которой прибор вычисляет расстояние по кабелю до неоднородности исходя из скорости распространения сигнала в кабеле (она определяется из таблиц или опытным путем) и времени прохождения сигнала до нее, и обратно. Основные различия моделей рефлектометров, предлагаемых сегодня на рынке, заключаются в их чувствительности (дальности действия), алгоритме обработки, точности и способе представления информации. Большинство из этих характеристик определяются качеством схемотехнических и программных решений прибора, поэтому во всем мире лишь сравнительно небольшое число фирм производит высококачественные рефлектометры.

Недорогие приборы имеют, как правило, дальность действия до 2 км и отображают результат на цифровом дисплее в виде расстояния до ближайшей неоднородности заданной величины с указанием ее характера (они позволяют идентифицировать лишь короткое замыкание или обрыв). Такие приборы могут применяться для обслуживания кабельных линий внутри зданий или измерения длины кабеля в бухтах и катушках.

Профессиональные приборы обеспечивают дальность до 20 км при точности 0,15-0,3 м и отображают результат на графическом дисплее в виде полной рефлектограммы, из которой монтажник может получить полное представление обо всех неоднородностях кабельной линии. Лучшие из этих приборов могут выводить результаты на принтер с последовательным интерфейсом или сохранять результаты нескольких измерений в своей памяти с возможностью последующей передачи по последовательному интерфейсу на персональный компьютер для создания архивов. Сохранение результатов дает два огромных преимущества:

• съем рефлектограммы с кабеля может быть выполнен низкоквалифицированным персоналом, а ее анализ - персоналом высокой квалификации в другом месте после просмотра непосредственно на экране прибора или переданной по электронной почте (факсу) копии;
• появление новых дефектов или усиление влияния старых может быть легко обнаружено путем сравнения текущих результатов и рефлектограммы, извлеченной из архива.

Среди других полезных функций рефлектометров особо следует отметить те, с помощью которых время поиска неисправностей может быть сокращено:

• цифровую фильтрацию помех в диапазоне от 50 Гц до 1 ГГц;
• ручную и автоматическую (в соответствии с величиной наиболее серьезного дефекта) настройку масштабов по обеим осям;
• автоматический поиск дефектов при просмотре рефлектограммы;
• вычисление расстояния между двумя точками (курсорами) на рефлектограмме;
• вычисление потерь на отражение сигнала для заданного участка кабеля;
• одновременное отображение рефлектограмм для двух витых пар кабеля;
• фиксацию плавающих и кратковременно проявляющихся дефектов.

Кроме того, рефлектометры отличаются по типу кабеля, с которым они могут работать (симметричный, несимметричный или оба).

Где купить рефлектометр и измеритель неоднородности линий?

В каталоге интернет-магазина можете выбрать и купить оптические и для кабельные рефлектометры, Измерители неоднородности линий передач для обнаружения неоднородности волнового сопротивления (повреждения) в кабелях и линиях электропередач и связи. Большой выбор. Поверка и доставка в Санкт-Петербурге, Москве, Нижнем Новгороде, Казани, Екатеринбурге и РФ.