Određivanje tipova i mjesta kvarova kabelske linije pomoću OTDR-a

OTDR je mikroprocesorski uređaj koji vam omogućuje određivanje udaljenosti do mjesta kvarova i nepravilnosti u električnim vodovima, kao i prirodu tih kvarova i nepravilnosti.

Princip rada reflektometra temelji se na stvaranju kratkog sondirajućeg naponskog impulsa u jezgri kabela i primanju reflektiranog impulsa od mjesta oštećenja (učinak upadnih i reflektiranih valova u vodovima s raspodijeljenim parametrima). Uređaj određuje udaljenost Lx do kvara tijekom vremenskog intervala tx između sondiranja i reflektiranih impulsa formulom:

gdje je V brzina širenja vala duž linije; c je brzina svjetlosti; y je faktor skraćivanja; e je relativna dielektrična konstanta.

Faktor skraćivanja y pokazuje koliko je puta brzina širenja impulsa u liniji manja od brzine njegovog širenja u zraku.

Točnost određivanja udaljenosti do mjesta oštećenja ovisi o odabranoj vrijednosti faktora skraćivanja.

Za neke vrste kabela poznata je vrijednost faktora skraćivanja. U nedostatku ovih podataka, može se odrediti eksperimentalno ako je poznata duljina kabela. Reflektirani puls pojavljuje se na onim mjestima na vodu gdje karakteristična impedancija odstupa od svoje prosječne vrijednosti: na konektorima, na mjestima gdje se presjek mijenja, na mjestima gdje je kabel sabijen, na mjestu curenja, na mjesto prekida, na mjestu kratkog spoja, na kraju kabela i dr.

Na mjestima gdje je uređaj spojen dolazi i do refleksije od izlazne impedancije generatora impulsa sonde ako ona nije jednaka prosječnoj valnoj impedanciji voda. Stoga bi se radnja usklađivanja izlazne impedancije generatora s karakterističnom impedancijom voda trebala odvijati glatko.

Prigušenje ispitnih impulsa u liniji značajno utječe na reflektirani signal i ovisi o njegovoj geometrijskoj izvedbi, materijalu vodiča i izolaciji. Posljedica toga je smanjenje amplitude i povećanje trajanja reflektiranih impulsa i, sukladno tome, smanjenje točnosti određivanja udaljenosti do mjesta oštećenja.

Da bi se eliminirao utjecaj atenuacije potrebno je parametre (amplitudu i trajanje) impulsa sonde odabrati tako da amplituda reflektiranog impulsa bude najveća, a njegovo trajanje minimalno. Odsutnost reflektiranog signala ukazuje na točnu usklađenost sustava s vodom u smislu karakteristične impedancije i odsutnosti grešaka.

U slučaju prekida, reflektirani puls ima isti polaritet kao i sonda. U slučaju kratkog spoja, reflektirani impuls mijenja svoj polaritet.

Najveća poteškoća u metodi pulsne reflektometrije je odvajanje korisnog signala od šuma.

Prema omjeru reflektiranog signala i razina smetnji, oštećenja vodova mogu se podijeliti na jednostavna i složena.

Jednostavan kvar je takav kvar kabelskog voda kod kojeg je amplituda refleksije od mjesta kvara veća od amplitude smetnje.

Složeno oštećenje je takvo oštećenje kabelskog voda kod kojeg je amplituda refleksije od mjesta oštećenja usporediva s amplitudom smetnje.

U pravilu se složene ozljede javljaju mnogo češće od jednostavnih. Vanjski izgled reflektometra REIS-105M1 prikazan je na sl. 1.

riža 1. Vanjski pogled na reflektometar REIS-105M1

Glavne funkcije uređaja:

• unos faktora skraćivanja;

• prikaz reflektograma na zaslonu;

• izračunavanje udaljenosti do mjesta refleksije sondirajućeg pulsa u ispitivanoj liniji u skladu s položajem pokazivača koje je postavio korisnik;

• programabilno pojačanje signala;

• snimanje refleksograma u memoriju;

• prijenos reflektograma na računalo preko RS232 sučelja.