Determinació de tipus i ubicacions de fallades de la línia de cable mitjançant OTDR

Un OTDR és un dispositiu basat en un microprocessador que permet determinar la distància a les ubicacions de fallades i irregularitats a les línies elèctriques, així com la naturalesa d'aquestes fallades i irregularitats.

El principi de funcionament del reflectòmetre es basa en la generació d'un pols de tensió de sondeig curt al nucli del cable i la recepció del pols reflectit des de la ubicació del dany (efecte de les ones incidents i reflectides en línies amb paràmetres distribuïts). El dispositiu determina la distància Lx a la falla durant l'interval de temps tx entre els polsos de sondeig i reflectits mitjançant la fórmula:

on V és la velocitat de propagació de l'ona al llarg de la línia; c és la velocitat de la llum; y és el factor de truncament; e és la constant dielèctrica relativa.

El factor d'escurçament y mostra quantes vegades la velocitat de propagació del pols a la línia és menor que la velocitat de la seva propagació a l'aire.

La precisió de la determinació de la distància fins a la ubicació del dany depèn del valor triat del factor d'escurçament.

Per a alguns tipus de cables, es coneix el valor del factor d'escurçament. En absència d'aquestes dades, es pot determinar experimentalment si es coneix la longitud del cable. El pols reflectit apareix en aquells llocs de la línia on la impedància característica es desvia del seu valor mitjà: als connectors, als llocs on canvia la secció transversal, als llocs on es comprimeix el cable, al punt de fuita, al punt de ruptura, al punt de curtcircuit, a l'extrem del cable i altres.

Als llocs on està connectat el dispositiu, també es produeixen reflexos de la impedància de sortida del generador d'impulsos de la sonda si no és igual a la impedància d'ona mitjana de la línia. Per tant, l'operació de fer coincidir la impedància de sortida del generador amb la impedància característica de la línia s'ha de realitzar sense problemes.

L'atenuació dels polsos de sondeig a la línia afecta significativament el senyal reflectit i depèn del seu disseny geomètric, material conductor i aïllament. La conseqüència d'això és una disminució de l'amplitud i un augment de la durada dels polsos reflectits i, en conseqüència, una disminució de la precisió de la determinació de la distància fins a la ubicació del dany.

Per eliminar la influència de l'atenuació, cal triar els paràmetres (amplitud i durada) del pols de la sonda de manera que l'amplitud del pols reflectit sigui màxima i la seva durada sigui mínima. L'absència d'un senyal reflectit indica la coincidència exacta del sistema amb la línia en termes d'impedància característica i l'absència de fallades.

En cas de trencament, el pols reflectit té la mateixa polaritat que la sonda. En el cas d'un curtcircuit, el pols reflectit inverteix la seva polaritat.

La dificultat més gran del mètode de reflectometria de polsos és separar el senyal útil del soroll.

Segons la proporció del senyal reflectit i els nivells d'interferència, el dany de la línia es pot dividir en simple i complex.

Una falla simple és una falla de la línia de cable on l'amplitud de la reflexió des de la ubicació de la falla és més gran que l'amplitud de la pertorbació.

Els danys complexos són aquells danys a una línia de cable on l'amplitud de reflexió des de la ubicació del dany és comparable a l'amplitud de la interferència.

Per regla general, les lesions complexes es produeixen molt més sovint que les simples. La vista externa del reflectòmetre REIS-105M1 es mostra a la fig. 1.

Arròs 1. Vista exterior del reflectòmetre REIS-105M1

Les principals funcions del dispositiu:

• introduir un factor d'escurçament;

• visualització de reflectogrames a la pantalla;

• calcular la distància al lloc de reflexió del pols de sondeig a la línia investigada d'acord amb la posició dels cursors establerta per l'usuari;

• guany de senyal programable;

• enregistrament de reflexogrames a la memòria;

• transmissió de reflectogrames a un ordinador mitjançant la interfície RS232.