В помощ на инсталатора

Локализиране на дефекти в кабела чрез рефлектометър Откриването на грешки в кабелните системи е важно за непрекъсната работа на приложенията. Специализираните уреди за тази задача са два вида — мостове и импулсни локатори. При тестването на кабелни системи има два подхода — при постоянно и при променливо напрежение. Във втория случай тестването се прави чрез измерване на параметрите на падащата или отразената вълна. Методът за измерване на отразения сигнал в някои случаи дава по-точни резултати: при определяне местата на прекъсване на кабелите, разплитане на кабела и търсене на “плаващи” неизправности. Освен това той позволява да се идентифицира наличието на няколко повреди при тяхното наслагване, както и да се определи разстояние до всяка от тях. Измервателният уред, в който се ползва този метод, се нарича рефлектометър. Принцип на действие Рефлектометърът показва нееднородности в линията (в частност, на усукана симетрична двойка) чрез измерване на отразения тях сигнал. За целта в проверявания чифт се подават кратки електрически импулси постоянен ток. Ако в кабела има нееднородност, енергията на импулса напълно или частично се отразява обратно в уреда. Както изпратения импулс, така и отражението му се показва на дисплей. Нееднородност на импеданса може да възникне вследствие на различни причини, всяка от които съответства на характерно само за нея отражение. Именно благодарение на това обстоятелство се удава по формата и положението на отразения на дисплея импулс да се определи не само мястото, но и характерът на повредата. Описаният принцип за определяне състоянието на чифта на базата на параметрите на отразения импулс се нарича рефлектометрия във времева област (Time Domain Reflectometry, TDR). По своята същност той е идентичен на използвания в радиосистемите принцип на радиолокация. Методът за измерване на сигнала на изхода на тестваната линия (наречен също метод на падащата вълна) дава само интегрална оценка за състоянието на линията и изисква наличие на два уреда — генератор в предаващата страна и измерител на сигнала в приемната. От друга страна, методът рефлектометрия, първо позволява определяне на състоянието на линията във всяка нейна точка, и второ, измервателният уред е нужен само в единия край на линията. Именно последната особеност обяснява широката популярност на рефлектометрите TDR при тестване на свързващи линии.
 За определяне на разстоянието до мястото на повредата в кабела или нееднородността на импеданса е необходимо просто да се зададе коефициент на разпространение и границите на измерването. Установяването на коефициент на разпространение се изисква, за да “знае” рефлектометърът колко бързо се разпространява електрическия импулс по кабел от определен тип. След фиксиране на импулса уредът автоматично изпълнява всички сметки и изобразява разстоянието до мястото на повредата. Преди да разгледаме ключовите параметри и възможности на рефлектометрите, да опишем накратко основните особености на усуканата двойка, доколкото те имат непосредствено отношение към работата на уреда. Всяка симетрична двойка представлява двупроводна електрическа линия, състояща се от верига от последователно включени елементарни участъци. Всеки такъв участък е симетричен четириполюсник от четири елемента: активно съпротивление R, индуктивност L, капацитет C и активна проводимост G.
 При разпространение по усукан чифт на хармоничен сигнал отношението на напрежението и тока във всяка негова точка се нарича входно съпротивление на усуканата двойка. Ако в нейния край тя се натовари със съпротивление, равно на Zc = ё(R + jwL)/(G + jwC), където w = 2pf, то входното съпротивление на чифта във всяка негова точка ще бъде еднакво и равно на Zc. Това типично за всяка усукана двойка входно съпротивление се нарича нейно вълново или характерно съпротивление. В такава идеална линия сигналът достигат до неговия край и напълно се поглъща от съпротивлението Zc. Обикновено подобни свойства имат т.нар. кабели със строителна дължина, в чийто единици се измерва кабелната продукция на завода – производител. Ако усуканата двойка е натоварена със съпротивление ZL, различно от Zc, то в тази нейна точка част от енергията на сондиращия импулс ще бъде погълната от товара, а част, променяйки посоката си, ще започне да се разпространява обратно към източника на сигнала. Относителната мярка на мощността на отразения сигнал е т.нар. коефициент на отражение p = (ZL – Zc)/ (ZL + Zc).
 При ZL = Zc коефициентът на отражение е равен на 0, т.е. отражение липсва. В този случай се казва, че линията е съгласувана с товара идеално. При наличие на нееднородност или дефекта в произволна точка от линията «х», като Zx № Zc, коефициентът на отражение p = (Zx — Zc)/(Zx + Zc) ще бъде различен от нула, и, следователно, част от енергията на сондиращия импулс ще се отрази. При това са възможни два гранични случая — прекъсване на усуканата двойка или късо съединение на нейното жило. При прекъсване на чифта Zx има безкрайно голяма стойност и р = (Ґ – Zc)/(Ґ+ Zc) ї Ґ/ Ґ = 1. В този случай сондиращият импулс напълно се отразява от точката на прекъсване без изменение на неговата фаза и се връща на входа на приемника на рефлектометъра със същия поляритет. Ако в точка X има късо съединение, то Zx = 0. Тогава р = (0 — Zc)/(0 + Zc) = = –Zc/+Zc = –1. Сондиращият импулс също напълно се отразява от точката на късото съединение. Но неговата фаза ще се промени на 180о. Затова отразеният импулс ще се върне на входа на приемника на рефлектометъра с противоположен поляритет.
 При междинно състояние на усуканата двойка, когато има място, да кажем, с частично отворен ход (partial open) или частично късо съединение (partial short), картината на отразения сигнал е по-сложна в сравнение с рефлектограмите за случаите на пълно прекъсване или пълно късо съединение на кабела. Безусловно, дешифрирането на всяка рефлектограма изисква внимание от опитен специалист. Нерядко ситуацията се облекчава от съществуващия типов набор възможни комбинации от повреди на усуканата двойка. Точното определяне на мястото на нееднородността или дефекта в чифта изцяло зависи от точността на задаване на скоростта на разпространение на сигнала в усуканата двойка. Електромагнитната енергия се разпространява по симетрична двойка с определена крайна скорост, която се явява функция от параметрите на кабела и честотата на сигнала. Както е известно, абсолютната скорост на разпространение на сигнала в кабела се определя по формулата: V = w/b, като w = 2pf, а b представлява коефициент на фазата — функция от първичните параметри на усуканата двойка. Скоростта V се увеличава с нарастване на честотата, макар че винаги е по-ниска от скоростта на светлината.
 Количественото измерване на скоростта на разпространение (Velocity of Propagation, VoP) на сигнала е т.нар. VOP фактор, а неговата числова стойност е равна на отношението “скорост на разпространение на сигнала в електрическа верига” към скоростта на разпространение на светлината във вакуум. Стойността на VOP фактора за симетрична двойка се определя от диаметъра на жилото, разстоянието между жилата и типа диелектрик, а освен това, тя зависи от температурата на обкръжаващата средa и може да се изменя при стареене на кабела. Допустимото отклонение на VOP от паспортните му данни е не повече от 3%. Общият принцип на работа на рефлектометъра е прост: с генератора чрез насочен приемник в кабела се подава сондиращ импулс, който частично (или напълно) се отразява от нееднородности в импеданса в част от кабела. Отразеният импулс постъпва на входа на уреда и чрез насочения приемник попада в приемния блок. Там се преобразува в цифров вид и се изобразява на дисплея като рефлектограма, чието формиране лесно се проследява по диаграмите. Нееднородността на импеданса може да бъде предизвикана от различни повреди в кабела или външни причини, например лошо съединение. За успешно директно търсене на повредата важно значение имат два параметъра. Първо, максималното разстояние до мястото на повредата. И второ, точността на показване на съответния дефект. За съжаление, на всеки производител е трудно да отговори за относителните характеристики, тъй като рефлектометрите могат да се ползват за проверка на голям брой различни типове кабели, при това предимно в реални полеви условия, а не в изпитателна лаборатория. Затова обикновено инструкциите към устройствата съдържат само основни технически параметри. Ключови параметри, от които зависят възможностите на рефлектометъра от гледна точка максимална дължина на откриване и точност на показване на повредата, са амплитудата и продължителността на импулса, както и чувствителността на усилвателя. ИМПУЛС Повечето рефлектометри имат възможност да подават в кабела импулси с различна продължителност: кратките позволяват откриване на повреди, намиращи се близо до точката на включване на рефлектометъра, а освен това, осигуряват добра разрешаваща способност на търсенето, т.е. помагат да се покажат две повреди, разположени близо една до друга; по-продължителните способстват при търсене на отдалечени повреди — колкото по-продължителен е импулсът, толкова по-голяма енергия се предава в кабела, макар че разрешаващата способност на търсенето се намалява.
 Широко разпространена заблуда е, че намаляване продължителността на импулса задължително води до увеличаване на точността. Това невинаги е така. При използване на рефлектометъра измерването става по фронта на импулса. Затова, ако главната цел на проверката е откриване на първата повреда, дължината на импулса практически не оказва никакво влияние на точността, с която може да бъде измерен фронта на импулса. Основно преимущество на краткия импулс е стесняването в т.нар. “мъртва зона” след за предавания импулс и съответното подобрение на разрешаващата способност при откриване на неизправности. Ефектът “мъртва зона” се обяснява по-лесно с пример при търсене на две повреди, намиращи се близо една до друга. При това трябва да се сравняват резултатните характеристики в случай на импулси с различна продължителност. Очевидно е, че при използване на къс импулс и двете повреди ще се видят ясно. Но с увеличаване на продължителността на импулса няма да можем ясно да идентифицираме и двете повреди. Същото се получава и когато повредата се намира прекалено близо до точката на включване на уреда— предаваният импулс заради своята ширина ще маскира отразения от близката повреда. В някои рефлектометри за отстраняване на този проблем се използва регулиране на баланса. Тя позволява ефективно да се потисне предавания импулс и да се изобрази на дисплея само отразеното от повредата, разположена близо до прибора. По този начин, за откриване на близо разположени дефекти не е задължително използване на къси импулси. При това използването на импулси с достатъчно голяма дължина дава още едно преимущество. Проблемът с шумовете досега не се удало на никого, а съотношението на нивото на полезния сигнал и базовия шум има значителна роля.
 Ако във рефлектометъра няма възможност за подаване в кабела на кратки импулси и затова липсва функцията регулиране на баланса, то за откриване на повреди, намиращи се твърде близо до уреда, се препоръчва следният метод: между рефлектометъра и проверявания кабел може да се включи къс отрязък кабел — това позволява да се “отмести” мястото на повредата по-далече от прибора. Да се има предвид, че отрязъкът трябва да притежава същото пълно съпротивление, както проверявания кабел. А за минимизиране на паразитните отражения на сигнала пълното съпротивление на уреда трябва да съвпада със съпротивлението на удължаващия кабел. Още едно практическо съображение. В комплекта на рефлектометъра може да има кабели и преходници за включване на съответния тип проверявани кабели. Те трябва задължително да се ползват, т.е. към коаксиалния кабел се включва коаксиален преходник, към усуканата двойка — чифтов и т.н. Освен това, при проверка на сплетени двойки не е нужно да се разплитат: чифтовете могат да развити не повече от 13 мм. Оценявайки характеристиките на импулса, особено внимание трябва да обърне на следните данни, които се дават обикновено от производителя: амплитудата на импулса трябва да се указва за Zo, т.е. при пълно съпротивление на товара, равно на пълното изходно съпротивление на прибора. Амплитудата при работа на разкъсана верига се оказва двойно по-голяма (но в практическата работа това обстоятелство не може да бъде използвано!); амплитудата трябва да се привежда за всички импулси — често най-кратките импулси имат по-малка амплитуда от останалите; ако е възможно, за проверка продължителността и амплитудата на импулсите на изходите на рефлектометъра, е добре да ползваме осцилоскоп, особено за най-късите импулси.
 Трябва да добавим още, че усилвателят и системата за дискретизация на прибора не винаги са способни да покажат на дисплея много кратки импулси, макар че някои рефлектометри могат да ги генерират и подават на изхода. Това се проверява лесно. Към изхода на рефлектометъра трябва да включим резистор със съпротивление Zo, а после да измерим дължината на импулса при половин амплитуда с помощта на курсорите на рефлектометъра. Ако приборът има регулатор на баланса, може да се наложи да го ползваме, за да получим отчетлив импулс.

Последни новини

• Двуобхватен маршрутизатор от новата серия amplifi обяви D-Link
• D-Link вдига HD оборотите с нов двулентов високопроизводителен рутер DIR-857
• Мултимедийните системи Aastra 400 обслужват комуникациите на СМБ
• Aastra обявява виртуализирана мултимедийна централа
• Vivacom обяви нови двойни пакети, подсилващи фиксираната телефония.

Активни теми във форума

• » Супер Боб
• » въпрос:Как да изградя мрежа
• » Закони за успех във високите доходи.
• » Сайт за гледане на онлайн телевизия
• » Ето едно саийче, за пари!