Измеритель расстояния до места повреждения изоляции кабеля Советский патент 1979 года по МПК G01R31/08 

Изобретение касается измерений Б технике связи. Оно может использоваться для поиска мест повреждения изоляции кабельных линий связи. Известны устройства для определения мест повреждения изоляции кабельных линий связи. Одно из известных устройств содер жит два источника постоянного напряжения, два регулируемых резистора, два вольтметра и два амперметра. Расстояние до места повреждения изоляции определяется по значению сопротивления участка жилы от начала линии до места повреждения по значениям показаний амперметров и вольтметров 1. Однако такое устройство не позволяет проводить измерения на олном конце линии. Кроме того, его использование требует применения двух одинаковых комплектов аппаратуры. Другое из известных устройств пред ставляет собой мостовую схему с посто янным отношением плеч.Оно содержит ис точник постоянного напряжения,нулъ-кн дикатор,два опорных резистора,регулируемое сопротивление,три входных клем мы, к которым подключается кабель 2 Такое устройство позволяет проводить измерения на одной стороне кабеля, однако результат, по.пучаемый после балансировки моста,не соответствует однозначно значению измеряемого расстояния, д.чк его расчета необходимо знать обцую длину кабеля и сопротивления 1.члейфа или километрическое сопротивление жилы. Кроме того, результат измерения зависит от нестабильности параметров кабепьных .пиний связи при измерении условий окружающей среды, а также отомической асимметрии жил кабеля. Недостатком такого устройства является также большое время измерения. Наиболее близко к предлагаемому изобретению устройство, представляющее собой мост с переменным отношением плеч. Устройство содержит источник постоянного напряжения, два регулируемых сопротивления, нуль-индикатор, три входных клем1 5Ы,. первая из которых предназначена для подключения к выводу исправной жилы, соединенной на противоположном исправном конце линии с первой поврежденной жилой, вторая - для подключения к выводу первой поврежденной жилы, третья для подключения к выводу второй поврежденной жилы, при этом один полю источника постоянного йапряжения по ключен к третьей входной , а другой его полюс - к точке соединения выводов двух peгyлиpye tы : сопро тивлений. Другой первого регулируемого сопротивления соединен с первым полюсом нуль-индикатора и первой входной клеммой, а второй выход второго регулируемого сопротивления подключен к BTOpoN-iy полюсу нуль-индикатора и второй входной клемме. Такое устройство позволяет определять расстояние до места повреждения изоляции независимо от нестабильности значенип сопротивлений жил, вызванной изменени внешних условий, при этом измерени проводятся на .одной стороне линии Недостатком этого устройства является большое время измерения, которое обусловлено необходимостью использования в качестве регулируемых сопротивлений многоступенчатых магазинов сопротивлений для обеспечения данной точности измерений. Кроме того, омическая асимметрия жи искажает результат измерений. Цель изобретения - повышение быстродействи я. Это достигается тем, что в измеритель расстояния до места поврек.дения изоляции кабеля, содержащий источник постоянного напряжения, тр входных клеммы, первая из которых подключена к выводу исправной жилы, соединенной на противоположном конце линии с первой поврежденной жилой, вторая подключена к выводу первой поврежденной килы, третья - к выводу второй поврежденной жилы, и опорный резистор, первый вывод которого под ключен к nepBOf.iy полюсу источника постоянного напряжения, а второй - к второй входной клемме, введены интегратор тока, преобразователь отношения напряжений в частоту, блок измерения частоты и переключатель. Выход переключателя подключен к одно му входу преобразователя отношения напряжений в частоту, а первый вход переключателя соединен с первой вход ной клеммой и вторым полюсом источника постоянного напряжения. Первый полюс источника постоянного напряже ния подключен к второму входу переключателя, второй вывод,опорного резистора соединен с входом интегратора тока, выход которого подключен к третьей входной клемме и другому входу преобразователя отношения напряжений в частоту, а выход последнего подключен к входу блока измерения частоты. Такое устройство обеспечивает автоматическое измерение расстояния до места повреждения кабеля с высоким быстродействием. При этом резуль тат измерений не зависит от омической асимметрии жил. На чертеже дана функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, интегратор тока, опорный резистор 3, преобразователь 4 отношения напряжений в частоту, переключатель и блок 6 измерения частот1з1. Устро-.ство имеет три входных клемьчы, первая из которых (клемма а) подключена к исправной жиле (аа) кабеля, вторая клемма (в) предназначена для подключения к первой поврежденной жиле (вв} кабеля,третья клеглма (с) подключена к второй поврежденной .жиле (ее ), связанной с первой врез сопротивление утечки Rv)7 . Если переключатель 5 находится в положении D , то производится измерение отношения сопротивления RX Участка поврежденной жилы от вывода до места повреждения к сопротивлению шлейфа. ЕСЛИ переключатель 5 находится в положении Е, то устройство измеряет значение R, или 6j . В первом режиме, когда переключатель 5 находится в положении D, образуется два самостоятельных электрических контура. Первый контур образован источником 1 постоянного напряжения, сопротивлением шлейфа R щд (сопротивлением жил опорным резистором 3, в этом контуре определяется где и - выходное напряжение источника постойного напряжения. Второй контур образован интегратором 2 тока, сопротивлением R поврежденной жилы ее , сопротивлением R.J, поврежR.| и сопротивлением утечки у , денной жилы аа . В этом контуре действуют два напряжения: выходное напряжение интегратора тока U rt падение напряжения на сопротивлении R., , создаваемое током 3с Напряжение на входе интегратора тока благодаря его физическим свойствам близко к нулю. Падение напряжения наТ равно .и --з„в. Ток во втором контуре после окончания переходных процессов в схеме определяется так UH-IO ; где входное сопротивление интегратора 2 тока; -Bbixif выходное сопротивление интегратора 2 тока. После окончания перераспределения токов в схеме выходное напряжение 5 интегратора 2 тока постоянно, мто 53ОЗМОЖНО только при рав1-нстве нулю его входного тока, т.е. при tJ 0. П этом , . Это напряжение поступает на один вх преобразователя 4 отношения напряж ний в частоту. На второй его вход поступает напряжение, пропорционал ное сопротивлению шлейфа о Частота выходного сигнала преобра .вателп 4 отношения напряжений в ча тоту пропорциональна отношению В случае, если переключатель 5 на ходится в положении Е, работа уст ройства аналогична рассмотренной, то на другой вход преобразователя 4 отношения напряжений в частоту пос пает падение напряжения на опорном резисторе 3 . где RO значение сопротивления опор ного резистора 3. Выходная частота преобразователя 4 отношения напряжений в частоту пр порциональна значению Ux Если RO пропорционально километрическому сопротивлению жилы кабеля, то fx определяется значением расст ния 2 у; до места повреждения. В бло 6 измерения частоты происходит пр

разование значения в код и индикация этого числа. При этом результат измерения определяется значением RX. Сопротивление Rшд не влияет на результат измерения. Это обеспечивает независимость результата измерения от значения омической асимметрии между жилами аа и вв .

Сравнительные испытания предлагаемого измерителя с известными показали, что быстродействие устройства на несколько порядков выше быстродействия мостовых схем при одинаковой точности и помехоустойчивости сравниваемых устройств.

При реализации в предлагаемом устройстве интегратора тока на операционном усилителе с емкостной обратной связью погрешность не превышает 0,1% при значении ,01A и напряжении смещения интегратора ±20 мкВ

измерения частоты и переключатель, выход которого подключен к одному входу преобразователя отношения напряжений в частоту, при этом первый вход

50 переключателя соединен с первой входной клеммой и вторым полюсом источника постоянного напряжения, первый полюс которого подключен к второму входу переключателя, причем второй вывод опорного резистора соединен с

55 входом интегратора тока, а выход последнего подключен к третьей входной клемме и другому входу преобразователя отношения напряжений в частоту, а выход последнего подклйчен к входу

60 блока измерения частоты.

Исгочникии информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кушнир Ф.В., Савенко В.Г., Верник С.М, Измерение в технике связи. М., Связь, 1976, с. 388-390. 5 в широком диапазоне температур. Помехоустойчивость измерителя является высокой за счет применения двукратного интегрирования - аналогового в интеграторе тока и дискретного за счет использования преобразователя частота - код в блоке б измерения частоты. Важным преимуществом предлагаемого устройства является возможность его автоматизации при простой схемной реализации. Автоматизация мостовых схем аналохичного назначения нецелесообразна, так как точные автоматические мосты с контактными переключателями имеют недопустимые для переносного прибора габариты, вес и сложность, а использование кодоуправляемых сопротивлений с переключателями на бесконтактных элементах затруднительно в условиях интенсивных помех, напряжения которых на отдельных элементах мостовой схемы могут достигать высоких значений. Предлагаемый измеритель может использоваться в качестве переносного прибора, а также в системах контроля параметров кабельных линий связи. Формула изобретения Измеритель расстояния до места повреждения изоляции кабеля, содержащий источник постоянного напряжения, три входных клеммы, первая из которых подключена к выводу исправной хсилы, соединенной на противоположном конце линии с первой поврежденной жилой, вторая подключена к выводу первой поврежденной жилы, третья - к выводу второй поврежденной жилы, и опорный резистор, первый вывод которого подключен к первому полюсу источника постоянного напряжения, а второй - к второй входной клемме, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены интегратор тока, преобразователь отношения напряжений в частоту, блок

2. Шварцман В.О. Электрические измерения междугородных, городских и сельских линий связи. М., Связь, 1972, с, 168-171,

3„ Шварцман В.О. Электрические измерения междугородных, городских и сельских линий связи. М., Связь, 1972, с, 163-164.

rs

llCK/isSyenbiu кабель

IZZb