Глава третья
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ
В настоящее время отсутствует общепринятая классификация методов определения места повреждения, использующих импульсные системы. В литературе США и Японии, например [Л. 32—35], применяют обозначения методов буквами латинского алфавита (А, В, С, D, Е, F, Р, К). Однако эти обозначения фактически соответствуют как различию в сущности методов, так и различию в практическом выполнении устройств, реализующих те же методы. Кроме того, в ряде случаев для подчеркивания отличия отдельных устройств к букве добавляется индекс (например, B1, В2 и В3) или вторая буква (например, Fh, FN).
Главный недостаток таких обозначений состоит не в том, что при большом разнообразии методов и устройств трудно запомнить, чему соответствует очередная буква латинского алфавита. Главное — в отсутствии четких признаков для классификации. Попытаемся устранить этот пробел. По существу весь комплекс методов отыскания повреждений на линиях, который рассматривается в настоящей работе, основан на измерении времени распространения электромагнитной энергии между теми или иными точками линии. Поэтому целесообразно было бы объединить такие методы под наименованием: «Определение мест повреждения линий на основе измерения временных интервалов».
Однако, поскольку реализация рассматриваемых методов требует применения средств импульсной техники, будем использовать термин «импульсные методы», тем более, чем он уже встречался в литературе [Л. 36, 37].
По признаку использования для отсчета времени распространения специально генерируемых импульсов или же возникающих в месте повреждения линии электромагнитных волн целесообразно разделить методы на локационные и волновые.
Рис. 3-1. Схема классификации методов определения места повреждения.
1 — методы определения расстояния до места повреждения линии на основе измерения интервалов времени; 2 — локационный метод; 3 — волновой метод; 4 — волновой метод односторонних измерений; 5 — волновой метод двусторонних измерений; 6 — волновой метод двусторонних измерений с предварительной посылкой хронирующих сигналов; 7 — волновой метод двусторонних измерений с последующей посылкой хронирующих сигналов.
В свою очередь по фиксации моментов прихода фронтов волн на обоих концах линии или на одном конце волновые методы надо разделить на двусторонние и односторонние.
Таблица 3-1
Классификации импульсных методов
Наименование по предлагаемой классификации | Наименование, применяемое в США и Японии | ||
Локационный | С. F, к | ||
Волновые методы | Односторонние измерения | А | |
Двусторонние измерения | с предварительной посылкой хронирующего сигнала | D, Р | |
с последующей посылкой хронирующего сигнала | В, Е | ||
При двусторонних измерениях необходима посылка «хронирующих» сигналов, обеспечивающих привязку к общему началу отсчета времени измерительных элементов на обеих сторонах линии.
По периоду посылки хронирующих сигналов двусторонние волновые измерения целесообразно разделить на методы с предварительным хронирующим сигналом и с последующим хронирующим сигналом.
Описанная классификация схематически показана на рис. 3-1. Из этого рисунка видно весьма простое распределение методов по предложенным признакам. Оно полностью охватывает все существенные различия между известными в настоящее время методами. Для удобства сопоставления рассмотренной классификации с употребляемой в США и Японии составлена сводная табл. 3-1.
Прежде чем перейти к поочередному рассмотрению методов, отметим один важный признак различия устройств. Независимо от реализуемого метода устройства могут быть неавтоматические и автоматические.
ЛОКАЦИОННЫЙ МЕТОД
Локационный метод [Л. 36—42] основан на измерении времени между моментом посылки в линию зондирующего электрического импульса и моментом прихода к началу линии импульса, отраженного от места повреждения.
Рис. 3-2. Трасса распространения импульсов и временные соотношения при локационном методе измерений.
1 — линия; 2 — место повреждения; 3 — трасса распространения импульса; 4 — зондирующий импульс; 5 — отраженный импульс.
Наименование «локационный» принято по аналогии с «радиолокацией». При радиолокации импульсы посылаются не по проводам, а в окружающую локатор среду в форме направленного излучения электромагнитной энергии. Однако также имеет место формирование зондирующих импульсов и прием отраженных импульсов с измерением временных соотношений.
Трасса распространения импульсов в поврежденной линии и временные соотношения при локационном методе показаны на рис. 3-2. Посылая в линию зондирующий импульс, измеряют интервал времени двойного пробега этого импульса до места повреждения и обратно (после отражения). Искомое расстояние до места повреждения I определяется:
где v — скорость распространения импульсов в линии.