Рефлектометр для силовых линий TDR-TA4.7

Назначение и методы измерения

Импульсный рефлектометр TDR-TA4.7 реализует следующие методы измерений:

• Импульсный метод (англ. Time Domain Reflectometry – TDR)
• Импульсно-Дуговой Метод* (англ. Arc Reflection Method – ARM )
• Метод Колебательного Разряда по току* (англ. Impulse Current Method – ICE)
• Метод Колебательного Разряда по напряжению* (англ. DECAY  travelling wave method )

Импульсный метод (англ. Time Domain Reflectometry – TDR)

наиболее точный и безопасный режим – эффективен для диагностики низкоомных повреждений (менее 1 кОм) и коротких замыканий, поиска обрывов кабельной линии. 

Метод позволяет выполнять следующие работы:

• измерение длин кабелей
• измерение расстояний до неоднородностей волнового сопротивления или повреждений
• измерение коэффициента укорочения линии при известной ее длине
• определение характера повреждений

Метод импульсной рефлектометрии основывается на явлении частичного отражения электромагнитных волн в местах изменения волнового сопротивления линии. При измерениях импульсным методом в линию посылают прямоугольный зондирующий импульс, который, частично отражаясь от неоднородностей, возвращается обратно. Отраженные импульсы возвращаются в прибор через некоторое время с момента посылки зондирующего импульса. Зная скорость распространения электромагнитной волны в линии и время задержки отраженного сигнала, можно рассчитать расстояние до неоднородности волнового сопротивления. Отражения от зондирующего импульса наблюдаются на экране, масштабируемом по дальности, и по их виду судят о характере неоднородности линии.

Неоднородности волнового сопротивления являются следствием нарушения технологии производства кабелей, а также следствием механических и электрических повреждений при строительстве и эксплуатации линий. Неоднородность также возникает в местах подключения к линии каких-либо устройств (муфта, отвод, сростка кабеля, катушка Пупина и т.д.), либо в местах неисправностей (обрыв, короткое замыкание, намокание сердечника кабеля, утечка на землю, утечка на соседний провод, разбитость пар и т.д.). Метод импульсной рефлектометрии позволяет фиксировать множественные неоднородности, как дискретные, так и протяженные, в зависимости от соотношения их длины и минимальной длины волны спектра зондирующего импульса.

Примеры рефлектограмм кабельной линии:

Рефлектограмма КЛ снятая рефлектометром TDR-TA4.7 , длительность импульса 10 нс, СТАНДАРТНАЯ амплитуда U1 (18 В). Неоднородности на дальнем конце КЛ практически не видны на фоне шумов.

Рефлектограмма КЛ снятая рефлектометром TDR-TA4.7 , длительность импульса 10 нс, ПОВЫШЕННАЯ амплитуда U2 (86В). Неоднородности на дальнем конце КЛ хорошо различаются на фоне шумов.

Детальный просмотр рефлектограммы на дальнем конце КЛ с помощью горизонтальной растяжки в области курсора.

Импульсно-Дуговой Метод* (англ. Arc Reflection Method – ARM )

Локализация замыканий с высоким сопротивлением в месте дефекта обычно затруднительна при использовании низковольтного импульсного метода измерений.  Одним из способов локализации таких дефектов на силовых кабелях является импульсно-дуговой метод.

Сущность импульсно-дугового метода заключается в том, что с помощью  ГВИ в месте повреждения кабеля создается кратковременная электрическая дуга, низкое сопротивление которой отражает зондирующий импульс рефлектометра.

Метод не требует предварительного прожига изоляции и особенно эффективен при работе на кабелях с полиэтиленовой оболочкой.

Пример рефлектограммы КЛ полученной импульсно дуговым методом:

Локализация высокоомных повреждений импульсно-дуговым методом TDR-TA4.7. Бирюзовым цветом выведена рефлектограмма КЛ полученная обычным импульсным методом. Видим КЛ до конца, высокоомный дефект не определен. Синим цветом выведена рефлектограмма зафиксированная рефлектометром во время кратковременного пробоя в месте дефекта. Сигнал отражен с отрицательной полярностью от низкого сопротивления электрической дуги.

Метод Колебательного Разряда по току и по напряжению* (англ. Impulse Current Method – ICE, DECAY  travelling wave method )

Локализация повреждений кабельной линии, вызванных заплывающим пробоем изоляции, обычно затруднительна при использовании низковольтного импульсного метода измерений. Одним из способов локализации таких дефектов на силовых кабелях является метод колебательного разряда.

Метод колебательного разряда (волновой) основан на измерении длительности периода колебательного процесса, возникающего при пробое заряженного кабеля.

Для создания колебательного процесса в кабеле используют два способа – создание волны напряжения или создание волны тока.

Для создания волны напряжения, ГВИ плавно поднимают напряжение в кабеле до состояния пробоя, но не выше значения, обусловленного нормами профилактических испытаний.

Для создания волны тока,  с помощью ГВИ заряжают встроенный высоковольтный конденсатор, а затем разряжают его в кабель.

Дефект изоляции вызывает пробой в месте повреждения, возникает искра, имеющая небольшое переходное сопротивление, и в кабеле происходит колебательный разряд. Зная скорость распространения электромагнитной волны по линии и период колебательного процесса, можно рассчитать расстояние до пробоя:

где:

Х – расстояние до заплывающего пробоя,

м v – скорость распространения  в линии электромагнитной волны,

м/µс tпп – время периода колебательного процесса,

µс с – скорость света, равная 300 м/µс,

КУ – значение коэффициента укорочения

Локализация TDR-TA4.7 высокоомных повреждений методом колебательного разряда. Расстояние до высокоомного дефекта определяется как период колебательного процесса возникающего при пробое КЛ.

Область применения

Импульсный рефлектометр TDR-TA4.7 применяется для контроля при прокладке и эксплуатации следующих типов кабельных линий:

• силовые кабели (АСБ, ВВГ, СИП и т.п.)
• воздушные кабельные линии
• медножильные кабели связи (ТПП, МКС и т.п.)
• кабели сигнализации и управления (СБПЗАВпШп и т.п.)
• компьютерные сети (СКС и т.п.)
• телевизионные и радиочастотные кабельные линии (РК-75 и т.п.)
• для определения длины кабеля при его производстве, складировании и торговле

Особенности прибора

• возможность применения самых современных методов диагностики и определения мест повреждения кабельных линий: импульсный метод, импульсно-дуговой метод, метод волны напряжения, метод волны тока;
• отображение рефлектограмм на цветном 10.4″ TFT-дисплее с разрешением 800х600 точек;
• максимальная дальность – 256 км;
• возможность зондирования импульсом повышенной амплитуды (U2 = 86 В в режиме х/x) для работы на длинных КЛ или КЛ с большим затуханием;
• двухкурсорная измерительная система;
• высокая точность измерения – до 0,025%;
• возможность детального рассмотрения любого участка рефлектограммы – функция многократной растяжки;
• подавление асинхронных помех;
• режим “Разность” – режим поточеченого вычитания рефлектограмм, позволяющий отображать только различия;
• режим “Захват” – режим выявления непостоянных во времени неоднородностей; встроенная таблица коэффициентов укорочения с возможностью ее пополнения;
• энергонезависимая память – не менее 1000 рефлектограмм с возможностью одновременного отображения до 3 из них для сравнения;
• возможность редактирования некоторых параметров (КУ и положение измерительных курсоров) в уже записанной в память рефлектограмме с последующей перезаписью. Позволяет быстро провести зондирование, а уточнение КУ и положения курсоров сделать позже, в “спокойной” обстановке;
• функция «Снимок экрана» позволяющая мгновенно сделать снимок текущего экрана прибора сохранить его в виде файла в формате JPG c указанием даты и времени; снимки записываются на внешний накопитель одновременно с файлами рефлектограмм и могут быть прочитаны любым графическим или текстовым редактором, что может быть полезно при составлении отчетов;
• USB-порт для быстрого и удобного обмена данными с ПК – прибор оснащен USB-портом для записи/чтения рефлектограмм и таблицы коэффициентов укорочения и “снимков” экрана на внешний USB-накопитель;
• расширяемая функциональность встроенного ПО – легкое и безопасное обновление встроенного ПО;
• брызгозащитное исполнение в корпусе с повышенной механической прочностью