Ликбез: замокание кабелей
Проникновение в кабель воды является наиболее частой причиной повреждения кабелей.
Кабели, в которые попала вода, можно условно разделить на два типа: влажные и замокшие. Кабели магистрального участка абонентской телефонной сети чаще оказываются влажными, поскольку они содержатся под избыточным воздушным давлением, которое препятствует проникновению воды в воздушный сердечник кабеля. Вместе с тем, через участки негерметичности кабеля влажный воздух может беспрепятственно проникать в воздушный сердечник кабеля. Замокают же обычно распределительные кабели, которые не содержатся под избыточным воздушным давлением.
В кабелях подземной прокладки вода может скапливаться в существующих пустотах , а в кабелях воздушной подвески — в нижней точке их провисания . В теплую погоду вода испаряется, а в холодную — снова конденсируется. В результате жилы, и особенно сростки жил, подвергаются коррозии, что приводит к повышению их сопротивления. (OSP Profiler)
К сожалению, это повышение сопротивления трудно обнаружить, поскольку оно происходит очень медленно. Последствия замокания кабеля зависят от типа изоляции. В кабелях с бумажной изоляцией проникшая вода почти сразу же повышает, во – первых, ёмкость между жилами витой пары, поскольку относительная диэлектрическая проницаемость воды существенно выше относительной диэлектрической проницаемости бумаги, и, во – вторых, проводимость между жилами витых пар. Итогом этих процессов является существенное увеличение затухания АЛ.
В кабелях с полиэтиленовой изоляцией с гидрофобным заполнением и без него замокание кабеля проявляется более медленно.
Достаточно часто изоляция проводников имеет трещины. При наличии таких трещин и воды в кабеле возникает электролиз между имеющими разные потенциалы проводниками витых пар и экраном кабеля. Итогом этого процесса является появление емкостной асимметрии и асиммтричных высокомных утечек между проводниками витых пар и экраном (землёй).
Оба указанных фактора резко повышают переходные помехи АЛ и взаимное влияние между ними.
В итоге абонент телефонной сети будет слышать разговоры других абонентов (так называемые внятные переходные влияния), а пользователь услуги DSL почувствует замедление скорости работы канала данных, а в худшем случае и полный его отказ.
Емкостная асимметрия пары будет особенно значительной, если один из её проводников оказался в воде, а другой остался сухим. Если такое повреждение не устранить, то с течением времени абонент перестанет получать сигнал ответа станции.
Существует по крайней мере два способа обнаружения замокания кабеля.
В основе первого способа лежит сравнение длины АЛ по результатам измерения сопротивления шлейфа жил АЛ с помощью моста постоянного тока и ёмкости между жилами АЛ с помощью моста переменного тока. При наличии воды в сердечнике кабеля оба результата измерений его длины могут отличаться в несколько раз. Причем первый мост будет показывать реальную длину, а второй – существенно увеличенную длину за счет изменения погонной емкости кабеля.
Другим недостатком первого способа является то, что он позволяет только обнаружить замокание кабеля, но не локализовать участок замокания.
Вторым способом, который позволяет не только обнаружить присутствие воды в кабеле, но и найти участок замокания, является рефлектометр (TDR).
Ниже показана типовая рефлектограмма замокшего кабеля.
Она имеет три характерных области.
Первой из них является спад рефлектограммы в начале участка кабеля, который представляет собой отражённый импульс отрицательной полярности, возникший за счёт неоднородности на стыке сухого и нмокшего участков кабеля.
Вторая характерная область рефлектограммы рис. .. совпадает с самим замокшим участком кабеля, который имеет некоторую волнистость за счёт неравномерности импеданса. И, наконец, третьей характерной областью рефлектограммы является её подъём на выходе нмокшего участка кабеля, который представляет собой отражённый импульс положительной полярности, возникший за счёт неоднородности на стыке нмокшего и сухого участков кабеля.
Такой характер первой и третьей областей рефлектограммы рис… можно объяснить в первом приближении следующим образом. Известно, что характеристическое сопротивление витой пары на частотах выше 50 кГц
Zc = √(L/C).
Обозначим характеристические сопротивления сухого и нмокшего участков кабеля через Zcс и Zcз соответственно. Удельная ёмкость нмокшего участка больше удельной ёмкости сухого кабеля за счёт существенно более высокой относительной диелектрической постоянной воды по сравнению с полиэтиленом , откуда следует , что Zcс > Zcз.
Поэтому коэффициент отражения на входе нмокшего участка (т.е., стыке сухого и нмокшего участков)
pсз = (Zcз ─ Zcс)/(Zcз + Zcс) < 0,
и отражённый импульс будет иметь отрицательную полярность.
На выходе же нмокшего участка (т.е., на стыке нмокшего и сухого участков)
pсз = (Zcс ─ Zcз)/(Zcз + Zcс) > 0,
и, следовательно, импульс отразится от неоднородности без изменения знака, т.е., будет иметь положительную полярность.
На реальной рефлектограмме нмокшего кабеля не всегда отчётливо видны все три характерные области. Чтобы картину сделать более чёткой, следует увеличить усиление приёмника рефлектометра.
При повышенном усилении становятся заметными все три характерные области типовой рефлектограммы замокшего кабеля ─ и классический спад рефлектограммы после кабельной муфты, и “волнистый” участок рефлектограммы в пределах замокшего участка кабеля, и, наконец, подъём рефлектограммы в конце замокшего участка кабеля. Кроме того, на рефлектограмме достаточно четко виден конец кабеля.
Если на реальной рефлектограмме трасса кабеля видна полностью, то длину замокшего участка можно измерить с помощью курсора, зная полную длину кабельной трассы.
Из рисунка следует, что длина замокшего участка кабеля L2 = Lкабеля – (L1 + L3), где L — известная длина кабеля, а L1 и L3 — сухие участки.
Однако, реальная рефлектограмма может значительно отличаться от типовой рефлектограммы.
Поскольку замокание кабеля может существенно увеличить затухание АЛ, то при большой длине замокшего участка кабеля и конец АЛ на рефлектограмме может отсутствовать. Кроме того, очень часто граница замокшего участка начинается слишком близко от точки подключения рефлектометра. В этом случае прибор не обнаружит наличие воды в кабеле . Поэтому в обоих указанных случаях кабель необходимо проверять с двух сторон.
Следует отметить, что обнаружение поврежденной пары на замокшем участке кабеля затруднено маскирующим действием воды. В этом случае особенно эффективен дифференциальный режим рефлектометра с использованием исправной пары.
Как следует из рисунка, в дифференцальном режиме на дисплей рефлектометра выводится разностная рефлектограмма исправной и повреждённой пар, которая показывает, что имеет место частичный обрыв витой пары, и по которой легко определить расстояние до места повреждения.
Кроме рефлектометра присутствие воды в кабеле можно определить также ещё тремя следующими способами:
1. С помощью теста Stress Leakage, который покажет эффект повторяющихся разрядов, связанный с водой.
2. С помощью теста Resistive Fault Location (RFL), который точно покажет место повреждённой секции.
3. С помощью теста Resistance-to-Ground, который покажет ток утечки, вызванный водой.
Опыт показывает, что повреждения витых пар могут проявляться через несколько месяцев после замокания кабеля.
23.07.2012
«
»
|
