Исследование импульсного метода измерений параметров двухпроводных цепей

• Автор: Былина, Мария Сергеевна
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 162 с. : ил. + Прил. (148 с. : ил.)

1. Импульсный метод измерения параметров кабельных цепей

1.1. Принцип импульсных измерений

1.1.1. Общие сведения

1.1.2. Распространение импульсов по двухпроводным цепям

1.1.3. Отражение от различных типов неоднородностей

1.2. Обзор существующих импульсных приборов

1.2.1. Общие положения

1.2.2. Аналоговые импульсные приборы

1.2.3. Цифровые импульсные приборы

Выводы по первой главе

2. Математическая модель обратного потока неоднородной линии

2.1 Параметры выходной цепи импульсного прибора
2.2 Обратный поток неоднородной линии в частотной области
2.3 Обратный поток неоднородной линии во временной области на входе УС
2.3.1 Импульсная характеристика неоднородной линии
2.3.2 Рефлектограмма неоднородной линии
2.4 Анализ сигналов, отраженных от резистивных и стыковых неоднородностей
2.5 Анализ сигналов, отраженных от кабельных вставок
Выводы по второй главе
3. Моделирование сигналов, отраженных от поперечных емкостных неоднородностей
3.1 Первый подход к моделированию поперечной емкостной неоднородности. Виртуальная кабельная вставка
3.2 Второй подход к моделированию поперечной емкостной неоднородности. Эквивалентная схема емкостной неоднородности
3.3 Моделирование поперечной емкостной неоднородности,
находящейся на конце линии
Выводы по третьей главе
4. Методы обработки сигнала обратного потока
4.1 Простая аналоговая регистрация сигнала обратного потока в реальном масштабе времени
4.2 Использование цифровой фильтрации
4.3 Использование биимпульсных сигналов
4.4 Повышение точности определения расстояний до одиночных неоднородностей
4.5 Возможность повышения разрешающей способности импульсного метода
4.5.1 Использование простого импульсного зондирующего сигнала
4.5.2 Использование фильтрации для повышения разрешающей способности
4.5.3 Использование биимпульсных зондирующих сигналов для повышения разрешающей способности
4.5.4 Сравнение использования различных методов повышения разрешающей способности
4.6 Амплитудная коррекция рефлектограмм
4.7 Рекомендации по использованию результатов диссертационной
работы
Выводы по четвертой главе
Заключение
Список литературы

Актуальность
Импульсный метод измерения параметров двухпроводных цепей, включающих воздушные линии связи, симметричные и коаксиальные кабели, уже давно (более 60 лет) используется для профилактических и аварийных измерений [1-11]. Широко используется импульсный метод для определения расстояний до повреждений в воздушных и кабельных линиях электропередач [12-17]. Спецификой его использования в энергетике является сочетание импульсного метода с прожиганием поврежденной изоляции высоким напряжением.
В настоящее время требования к точности измерений, обнаружительной способности импульсного метода, функциональным возможностям импульсных приборов сильно возросли. Это обусловлено внедрением новых методов модуляции и кодирования на традиционных направляющих системах связи, которые предъявляют повышенные требования к однородности линий связи [18, 19]. Несмотря на колоссальные преимущества волоконно-оптических линий связи традиционные электрические кабели связи еще долгие годы будут использоваться на местных сетях связи. Они стареют и для сохранения их параметров, своевременного проведения ремонтных работ необходимо постоянно контролировать неоднородности кабельных цепей, а единственным реальным методом такого контроля является импульсный метод.
Расширение функциональных возможностей импульсных приборов, улучшение их метрологических характеристик является важной и актуальной задачей. Эта задача в данной работе решается на основе более точного описания сложных процессов формирования обратного потока в неоднородных двухпроводных линиях связи и сравнения теоретических моделей с экспериментальными исследованиями.
В последние десятилетия значительный вклад в теорию процессов распространения импульсных сигналов, формирования обратного потока в неоднородных цепях внесли отечественные ученые В.А. Андреев [20], Э.Л.
Для однократных отражений коэффициент передачи на определенной частоте для обратного потока неоднородной линии, состоящей из К однородных участков, составляет

Г' ]Г

= К2+К1К3'£

Г;+ П (1-Г +)(1-Г:_)ехр

21 (г Л)
V 7
(2.13)

при /=7 П (1 - г + )(1 - г, ) = 1,

где у} = ау- + у'Ду- - постоянная распространения у участка цепи на
определенной частоте,
а,, Д - коэффициенты затухания и фазы) участка цепи,
/С - коэффициент передачи от ГИ к исследуемой ЛС,
К2 - коэффициент передачи от ГИ к УС,
К3 - коэффициент передачи от ЛС к УС,
г7+. О- ■" коэффициенты отражения от стыкау+7 и у участков для прямого и обратного потоков,
Для трехкратных отражений коэффициент передачи для обратного потока от неоднородной линии, состоящей из К однородных участков, составляет

к /-1 К * 1 '
п+г 1Ё Ё г г Г ' т-'п+х гпп ехр
/=1 т=0 п=т+ ( 7=1 5=т+1 у
где Г,. =П(1-Г/+Х1-Г/_) 7
(2.14)
(2.15)
- коэффициент пропускания г-7 стыков неоднородной цепи для прямого и обратного потоков,

г„=
5=т+1
(2.16)
- коэффициент пропускания всех стыков на участке от /и-стыка до п-стыка цепи для прямого и обратного потоков,
При п-1<т+1 произведение Гтп равно 1.