Устройство для измерения расстояния до места обрыва кабеля

 

т - .;1дд

;чес .-, Союэ Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (11 602988 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13.05.76 (21) 2360498/18-2 с присоединением заявки № (23) Г1риорнтет (43) Опубликовано 15.04.78. Бюллетень №14 (45) Дата опубликования описания 13.03.78 (61) М. Кл.

G- 01 Я 31/08

Гасударственный номнтет

Совета Мнннстров СССР оа делам нзобретеннй н отнрьтнй (53) УДК 621.317,333. .4 (088.8} (72) Авторы изобретения

С. К. Куроедов, А, И. Мартяшин, Л. В. Орлова и В, М. Шляндин

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ

OO МЕСТА ОБРЫВА КАБЕЛЯ

Изобретение относится к области электротехники и контрельно-измерительной техники и может быть использовано для поиска места повреждений кабельных и воздушных линий связи.

Одним иэ самых распространенных. видов повреждения кабельных пиний является обрыв жил. Лля определения мест обрыва наиболее широко используются устройства, реализующие мостовые н баллистические методы, при ро которых измеряются емкости проводов .относительно земли ипи соседних проводов, а для определения места повреждения используется прямая зависимость между емкостью и длиной BpoBog& ° 15

Известно устройство для измерения расстояния до места обрыва, основанное на из= мерении емкостей с помощью баллистического га льванометра 1) .

Недостатком его является сложность, р0 связанная с применением баллистического гальванометра, которые в настоящее время ,обладают недостаточно хорошими эксплуатационными свойствами и малопригодны для ,приборов переносного типа. 25

Известно устройство для определения места обрыва кабеля, представляющее собой мостовую схему(2). Устройство содержит три входных клеммы, первая из которых предназначена для подключения к поврежденной жиле, вторая — для подключения к исправной жиле, третья — к оболочке кабеля)перед началом работы исправная и поврежденная жилы должны быть соединены ня противоположном конце линии; устройство содержит также источник опорного напряжения,переключатель, управляемый от схемы управления, два резистора, нуль-индикаторисФочник постоянного напряжения ! подключается к одному выводу переключателя. Пульсирующий ток создается за счет периодического перевода переключателя из .одного положения в другое с помощью схемы управления. При измерении создается мост иэ емкостей Сх > С резисторов.С помощью регулировки значения еопротнвления регулируемого резистора схема уравновешивается. При этом в момент подключения источника постояцного напряжения стрелка нуль-индикатора ие будет отклоняться от

602888 нуля. Дпя уравновешенного моста справедливо, равенство

RI C X

Н ь И zE — g здесь К „- значение сопротивления первого реэ::стора:

R y - значение сопротивпеиия второго (регупируемого)резистора: длина пинии;

Х -измеряемое расстояние.

Недостатком устройства является большое время измерения, связанное с необходимостью витания Моста пупьсирующим током низкой частоты и спедовательно с применением инерционных нупь-индикаторов с большим временем нарастания колебаний.

Это усложняет балансировку моста и увеличивает время измерения.

Дпя обеспечения оперативного устранения 5 повреждений кабеля необходимо устройство иозвопяюшсе определить места повреждений с высоким быстродействием и достагочной

-.î÷íîñòüþ.

Пенью изобретения яэпяется повышение О бы" тродействия устройства.

Поставленная цепь достигается тем, что в устройство, -одержащее три входных клем-. мы, первая из которых подключена к выводу поврежденной жилы кабеля, вторая — к у выводу исправной жипы кабеля, третья — к обопочке кабеля, схему управпения и источник постоянного напряжения, соединенньгй

GgltHM полюсом с третьей входной кпеммой, введены резистор, усилитель переменного 4п тока, амипитудный. детектор H четыре ключа, при этом управляющие входы первого, второго и третьего ключей соединены с одним выходом схемы управления, другой выход которой подключен к управляющему 45 входу четвертого ключа, входы первого и второго ключей соединены со второй входной клеммой, выхрд первого ключа подкпючен к выходу амплитудного детектора, а выход второго ключа соединен со входом 5О четвертого ключа, первой входной кпеммой и выходом третьего ключа, вход которого соединен с другим полюсом источника пос гоянного напряжения, причем выход четвертого ключа соединен со входом усилитепя пере- б менного тока и с одним выводом резистора, второй вывод которого подключен к третьей входной клемме, а выход усилителя переменного тока подключен ко входу амплитудного детекторе. 60

Не фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, иа фиг. 2 — временные диаг раммы, поясняющие работу.

Устройство содержит три Bxojlebfx KHeMмы 1,2 и 3. Первая клемма 1 предназначена дпя подключения к выводу поврежденной жилы, вторая кпемма 2 предназначена для подключения к выводу исправной жилы, третья кпемма 3 — дпя подключения к обопечке кабеля. Устройство содержит также источник 4 постоянного напряжения, резистор

5, усилитель 6 переменного напряжения, амппитудный детектор 7, четыре ключа 811 (именуемые в дальнейшем первый, второй„

) третий и четвертый соответственно) исхему

12 управления, . выходные сигналы которой управляют работой ключей. Каждый ключ имеет управляющий вход, входы 8-1, 9-1, 10-1, 11-1, а выходьг, соответственно, 8-2, 9-2, 10-2, 1 1-2.

Предположим, что в исходном состоянии ключи 8 и 10 открыты, а ключи 9 и 11

:закрыты (как показано на фиг. 1). B этом состоянии емкость С8 заряжается до выходного напряжения Q амплитудного детектора 7, а емкость Сх заряжается до выходного напряжения U> источника 4 посгоянного напряжения. По сигналу со схемы 12 управления ключи 8, 10 закрываются, ключ

9 открывается, 8 ключ il закрыт. При этом происходит перезаряд емкостей С g u Cg

Иэ условия баланса зарядов запишем ,;х(с„"e.)=ц,с, u„c, (Ц где hU напряжение на входе ключа 8 (т.е, в общей точке параллельно соединенных емкостей С х и Ct ) после окончания перезарядя. емкостей С и СЕ;

Далее по сигналу со схемы 12 управления открывается ключ 11, а ключи 8,9, 10 остаются в прежнем состоянии, При .этом параллельно ссединенные через ключ 9 емкости Сх и С1разряжаются на резисторе 5. На выходе усилителя 6 переменного напряжения в этом случае генерируется им— пульс, амплитуда которого pBBHQ AU ° Этот импупьс усиливается, и амплитуда усипенно,"о импульса фиксируется амплитудным детек тором 7. Учитывая, что U =- >U К,.где коэффициент усиления усилителя 6 переменного гдка, иэ вьгражения(1)определим х О х J <с +С ) — С х е 6

rlPH Кх О С1

602888

U U Cx

Х Ос, 15

45 т.е. выходное напряжение устройства опре-. деляется отношением расстояния до места обрыва к длине пинии:

U) о

Устройство может быть использовано для измерения абсолютного значения рассто яния до места обрыва. В этом случае ко входным клеммам 2 и 3 нужно подключить опорный конденсатор емкостью Со. При этом

Если значение С ц пропорционально емкости единицы длины жилы,то напряжение Ux пропорционально значению расстояния до места обрыва

Время Т преобразования значения С в напряжение определяется значением периода следования импульсов, поступающих со схемы 12 управления на управпчющие входы ключей 8, 9, 10.

Реактивные параметры исспедуемой линии опредегяют частоту пульсирующего тока в устройстве прототипа и частоту коммутации в предлагаемом устройстве. При этом ЗО время t,íåoáõoäèìîå для достижения установившегося режима, в обоих устройствах имеет один порядок, так как определяется в свою очередь, периодом коммутации ключей ипи периодом пульсирующего тока. Одна-З- ко если в предлагаемом устройстве время .Т преобразования значения С » в напряжение U» определяется интервалом ф, то в устройстве прототипа. время измерения

T1=- С„ где 7) . число ступеней уравновешивания, которое определяется количеством декад многоступенчатого резистора в известном устройстве.

Таким образом, при заданной точности

17 получается выигрыш в быстродействии более 100 раз, т.е. быстродействие предлагаемого устройства значительно выше, чем в устройстве прототипа.

На основе предлагаемого устройства может быть построен цифровой прибор для измерения расстояния Во места обрыва кабеля. При этом время аналого-цифрового преобразования напряжения U» значительно меньше, чем t, следовательно, быстродействие прибора может быть достаточно высоким.

Формула изобретения

Устройство дпя измерения расстояния до места обрыва кабеля, содержащее три входных клеммы, первая из которых подключена к выводу поврежденной жилы кабепч, вторая - к выводу исправной жилы, третьяк оболочке кабеля, схему управления и источник постоянного напряжения, соединенный одним полюсом с третьей входной клеммой, отличающееся тем,что, сцелью повышения быстродействия, в него введены с резистор, усилитель переменного тока, ампплитудный детектор и четыре ключа, при этом управляющие входы первого, второго и третьего ключей соединены с одним выхс дом схемы управления, другой выход которой подключен к управпякхцему входу четвертого ключа, входы первого и второго ключей соединены со второй входной клеммой, выход первого ключа подключен к выходу амплитудного детектора, а выход второго ключа соединен со входом четвертого ключа первой входной клеммой и выходом третьего ключа, вход которого соединен с другим полюсом источника постоянного напряжения, причем выход четвертого ключа соединен со входом усилителя переменного тока и с одним выводом резистора, второй вывод хоторогэ,подключен к третьей входной клемме, а выход усилителя переменного тока подключен ко входу амглитудного детектора.

Источники информации, принятые во «нимание при экспертизе:

1. Кушнир Ф. B., Савенко В. Г., Верник С.=М, Измерения в технике связи, Связь, М., 1970.,с. 455-457, рис. 15-7.

2. Кушнир Ф. В., Савенко В. Г., Верник С.М.

Измерения в технике связи, Связь, М., 1970., с. 455-457, рис. 15-6.