Файл: Специальные измерения в устройствах связи, автоматики и телемеханики..pdf

1. Сделать вывод формул:

1

2

Рн,, + т ln

Z ~ ''

= ^ +

— P„ss 4- 2 ln Zс>

М ЕСТА П О В Р Е Ж Д Е Н И Я Л И Н И Й С В Я З И И

Н А Х О Ж Д Е Н И Е

Т РА С С Ы К А Б Е Л Я

§

77. О пределение

р а с с т о я н и я до м еста

п о в р е ж д е н и я

линии связи по

кр и вой в х о д н о го с о п р о т и в л е н и я

П ри

некоторы х ви д ах

повреж дений м етоды

и зм ерен и й п о с т о я н ­

Z.,

м ер,

н евозм ож н о

с

п ом ощ ью

п о ­

сто ян н о го

то к а

о п р е д ел и ть

м есто

п овр еж д ен и я

цеп и

при

п е р е м е н ­

ном

переходн ом

с о п р о т и в л е н и и

м еж д у п ровод ам и

и л и п ровод ом

и

«землей»,

если

нет

в с п о м о га те л ь ­

ного и с п р а в н о го

п р о во д а;

м ето д о м

п о сто ян н о го т о к а

н ев о зм о ж н о

н а й ­

ти р а с ст о я н и е д о

м еста о б р ы в а п р о ­

вода,

когд а

п р о во д

им еет н и зк у ю

и зо л яц и ю . М етоды и зм ер е н и й

п е р е ­

менны м

ток ом

я в л я ю т с я

б о л ее

с о ­

верш енны м и, х о тя и они в н ек о то р ы х

с л у ч а я х

не л и ш е н ы

н е д о с т а т ­

к о в , п рисущ их

и зм ерен и ям

п остоян н ы м

током .

О пределение

р а ссто ян и я

д о м еста

п о в р е ж д е н и я л и н и и

с в я з и

по

этого со п р о ти в л ен и я,

если ц еп ь

н а г р у ж е н а н а с о п р о ти в л е н и е ,

не

равн ое ее х ар ак тер и сти ч еск о м у

со п р о ти в л ен и ю . В х о д н о е

с о п р о т и в ­

л ен и е равн о частном у

о т д ел ен и я н а п р я ж е н и я н а в е л и ч и н у

т о к а ,

и з ­

входного со п р о ти вл ен и я б у д ет им еть

в о л н о о б р азн ы й

ви д

(ри с.

127).

Э то происходит по той п ри чи н е, что

о тр а ж е н н ы е во

л н ы

т о к а

и н а ­

гр а ф и к е б п о к азан а

ч астотн ая зависим ость входного соп ротивления

этой ж е цепи с н агр у зк о й ,

не равной

характери сти ческом у

сопро­

ти вл ен и ю

ли н и и .

О д н ородную двухп роводную повреж денную цепь, в которой про­

вода на расстоян и и

1Х от н ач ал а линии

зам кнуты через переходное

со п р о ти в л ен и е R x

(рис. 128), м ож но рассм атри вать к ак цепь д л и ­

ной 1Х, к о то р ая в

точ ках

х имеет н агр у зк у ,

не соответствую щ ую

х ар актер и сти ч еско м у

сопротивлению

цепи.

Естественно,

что в

то ч к а х х

часть эн ергии

в виде волн н ап р яж ен и я и тока будет отра -

Рис. 128

ж е н а

к

н а ч а л у л и н и и ,

а

часть

будет

восп ри н ята правы м

отрезком

л и н и и ,

рассм атриваем ы м

по отнош ению к участку 1Х как

н агрузка .

С двиг ф аз

м еж ду падаю щ им и

и

отраж енны м и волнами можно вы­

р а зи ть

в

гр ад у сах ,

р ад и ан ах

или через длину волны . Т ак, сдвигу

ф аз

в

360° соответствует

п о л н ая

длина

волны

X;

сдвигу

фаз в

180°

соответствует

0,5

X

и т. д .,

где X — длина

волны .

О т р а ж е н н а я волн а,

верн увш аяся

от

точки х

к

началу

линии,

п р о х о д и т

р ассто ян и е 21х . Н а

этом

расстоянии

дли н а волны уло-

ж е т с я 2 lx: X р а з . И з

теории связи известно, что разность

ф аз

меж ду

чины

со п р о ти в л ен и я,

на

которое

зам к н у та

л и н и я . Если

сдвиг ф аз

м еж ду

падаю щ ей

и

о тр аж ен н о й

волнам и

в точке х вы разить через

д л и н у

волны величиной р ,

тогда

в

н ачал е

линии общий сдвиг фаз

м еж д у у к азан н ы м и волн ам и о к аж ется равны м 2 lx: (X

р). С ум м ар­

ны й

то к

в н ач ал е

ли н и и

будет

иметь

м иним альную

величину,

а сл ед о в ател ьн о ,

входное сопротивление будет иметь м аксим альное

зн а ч е н и е

в тех

с л у ч а я х ,

когда

о тр аж ен н ая

волна

то к а, возвра ­

ти в ш а я с я

к н а ч а л у

цепи,

будет сдви н ута

по

отнош ению падающей

вол н ы то к а на у гол

180°,

или в переводе на

дли н у

волны на вели­

чи н у

0 ,5

X. Т ак о е ж е

явл ен и е будет

иметь

место, если

указан н ы й

сд ви г

со стави т нечетное число р аз,

кратн ое

0,5

X, т. е. будет

0 ,5 X;

1,5Х;

2,5Х

и т. д .

П у сть

при н еко то р о й

ч асто те

f lt

которой

соответствует

д лина

волн ы

Х1г

сдвиг

ф аз

в н ач ал е линии

будет

равен

■ j ^ + p

=

0 ,5 ,

(21)

a при

ч асто те f2 и

д л и н е

во л н ы

Я2

э то т

САВИГ

Фа з б у д ет

р а в е н

т

^

+

Р = 1 , 5 .

(22)

В ы читая (21)

из

Л2

за м е н я я

д л и н у

вол н ы

ч е р е з с к о р о с т ь

(22) и

ее расп ростран ен и я

и ч асто ту ,

п о л у ч и м

х +

' , - ( х

+ р Ь

'• 5 - ° ’5 = i

или

2U

t

21x h

_

I

Р еш ая это у р авн ен и е

о тн о си тел ьн о

1Х,

н ах о д и м

.

v-i v2

г

к м -

ijc — ~n~tt—

—

х

2 ( f 2 v 1 — f 1 v2)

Д л я ц ветны х воздуш ны х

ц епей

п р а к ти ч е с к и

м о ж н о с ч и т а т ь ,

что

Oj ^

v2 ~

V =

295 000

к м /с е к ,

поэтому

V

КМ.

(23)

Б о л ее

точно

м ож но

оп р ед ел и ть

р а с ст о я н и е

1Х,

есл и

вм есто

частоты

/ 2 вто р о го

п и к а

вход н о го

с о п р о ти в л ен и я

(см .

р и с .

127)

взять

ч астоту n -го

п и к а .

В

это м

сл у ч ае ф о р м у л а

п р и м ет

в и д

V (п —

1)

км .

(24)

2 4 . - h

)

О писанны й

м етод

и зм ерений

не

д а е т

то ч н о го

о п р е д ел е н и я

м еста

п овреж д ен и я

цепи,

если

п ер ех о д н о е

с о п р о т и в л е н и е

R x м е­

ж ду

проводам и

им еет

перем енную

в ел и ч и н у ,

т а к

к а к

в

это м

сл учае сл агаем ое р ,

зави сящ ее

от

R x,

то ж е

б у д ет

п ер ем ен н ы м ,

а вы воды , на ко то р ы х

п остроены

ф орм улы , д е й ст в и т ел ь н ы

т о л ь к о

при стаб и л ьн ой

вели чи н е

р .

Ф орм улам и

(23)

и

(24) м ож н о

п о л ь зо в а т ь с я

не

т о л ь к о в с л у ч а е

н али чи я

переходного со п р о ти в л ен и я

м еж д у

ц е п я м и ,

но

и

в с л у ч а я х

обры ва одного и ли

обоих п ровод ов,

а т а к ж е п ри

н а л и ч и и

аси м м ет ­

рии,

вы званной

п лохой

сп ай ко й ,

т а к

к а к

эти

п о в р е ж д е н и я

т о ж е

ведут к вол н ооб разн ом у

изм енению

в х о д н о го

с о п р о ти в л е н и я л и н и и

при изм енении

частоты .

О п ределение

частот,

при

к о то р ы х

вх о д н о е

со п р о ти в л е н и е

и м еет

пиковы е

(м аксим альн ы е) зн а ч е н и я ,

п р о и зв о д и тся

по

схем е,

п р е д л о ­

ж енной Г . И . П ервуш и н ы м (ри с.

129). П л а в н о

и зм е н я я ч асто ту

ге н е ­

ратора Г , наблю даю т з а п о к а за н и я м и

вы сокоом н ого

и н д и к а т о р а И

(во л ьтм етра

или

у к а за т е л я

у р о вн я) и ф иксирую т по

ш кал е ген ер а ­

то р а

частоты , при

которы х

и ндикатор

будет д авать

м аксим альны е

о тк л о н ен и я,

соответствую щ ие

м аксим альны м

зн ачен и ям

входного

с о п р о ти в л ен и я .

В ели ч и н а

акти вн ого

соп роти влен и я

R

прим ерно

р ав н а

1

000

ом .

Р ассм о трен н ы й

м етод

м ож но

прим енить

и

д л я

неоднородны х

со ставн ы х

линий

связи

(рис.

130). В

этом

случае,

п ол ьзуясь

ф о р м у л ой

(23),

п ер во н ач ал ьн о

ведут

расчет при скорости vK, со ­

о тветству ю щ ей

скорости

р асп р о стр ан ен и я

эл ектр ом агн и тн о й

волн ы

в

каб ел е; если

при

этом

получится

величина

1Х,

к о то р ая

о к а ж е т с я

м еньш е

длины

каб ел я

1К, то

место

повреж дения будет

н ах о д и ться

в каб ел е

на

расстоян и и

Ç

от

н ачал а

линии,

если

ж е

о к а ж е т с я ,

что / * > /,< ,

тогда очевидно,

что место

повреж де­

ния

н ах о д и тся

в

п ред елах

воздуш -

_______

________

н ого

у ч ас т к а

цепи

на

расстоянии

1Х =

/ к +

х,

ко то ро е больш е, чем

най ­

^_/1к

,*

д ен н ая

вел и ч и н а

п о ск о л ьк у

ск о ­

--------- /

р о сть

р асп р о стр ан ен и я

волны в

к а ­

б еле

t»K м еньш е

ско р о сти

р асп р о стр а -

Рис. 130

н ения

волны по воздуш ной линии ов.

Ф ак ти ч еск и

со

ск о р остью

vK волн а п рош ла

тол ько

уч асток

дли ­

ной

/к,

а р ассто ян и е

х

пройдено

со

скоростью vat

поэтом у

х —

оВ*

П о д с т а в л я я

это

вы раж ен и е в

преды дущ ую

ф орм улу,

находим

— К +

(^дг

§

78.

Н ахож д ен и е

трассы

подзем ного кабеля

О п ред ел ен и е трассы к аб ел я , на которую отсутствую т паспортны е

д ан н ы е,

п р о и зв о д ят с помощ ью

п ри бора,

именуемого

и скателем к а ­

б е л я . В

состав и ск ател я

(рис.

131) входит рам ка Р ,

уси литель

У и

телеф он Т . Д л я о ты скан и я трассы к аб ел я с одного конца

ж и л у кабе­

л я зазем л яю т, а

с д р у го го

кон ц а

к этой

ж и л е

присоединяю т

гене'

рато р зв у к о в о й

частоты , зазем лен н ы й одним полю сом . М еж ду кабе­

л ем

и

р ам к о й о б р азу ется

м агнитное поле, создаваем ое током,

про ­

к р ам к е

через у си л и тел ь,

слы ш ен зв у к по тон у,

соответствую щ ий

ч асто те

ген ер ато р а .

И з ри с. 131 видно, что

на. вход

у си л и тел я

подается разность

э . д . с .,

и н д укти рован н ы х

в

вер х н и х

и н и ж н и х

ви тках; поскольку

в е р х н и е

ви тки н ах о д я тся

в

более слабом

м агнитном поле, то эта

р азн о сть п ри в ер ти кал ьн о м расп олож ен и и

рам ки

всегда будет б ол ь ­

ш е н у л я . Я сн о , что

при вер ти кальн о м расп олож ении рам ки м ак си ­

м а л ь н а я

си л а з в у к а

в телеф оне будет тогд а, когд а р ам к а н ах о д и тся