sercel400型采集链的线性关系研究

sercel400型采集链的线性关系研究

0电缆维修设备sercel400系列地面采集设备的结构为管道连接。以设备型号408-3FDU为例,一条完整的带站采集链(Link)通常由两根边线、两根中线和三个采集站(FDU)组成。在电缆维修的过程中,一般不将站体拆除,所以每段中线不能单独量其通断,这种维修方法容易导致维修结果出现不准确的可能,对中线通断情况的判断存在一定的疑点和隐患。本文从400系列采集链的内部结构入手,找到了一种准确判断采集链是否断线及断点位置的方法——通过数字表测量整根Link全长阻值R(采集链两端插头针到孔间的阻值),再根据全长阻值和边线、中线阻值的大小、差异,对Link边线、中线是否存在有内伤断路故障进行具体解析。140多根采集链站缆内部连接结构在Sercel400系列地面采集设备中,鬼对技术的应用不再像SN388那样,使用单独的电源线来进行电源传输,而是直接通过大线的数传线对来完成48V直流电源的传输。400系列地震电缆内部有四根绝缘铜质线芯,组成两对鬼对数传线对,承载着电源和数据信号的传输工作。采集链上的电源传输途径如下:LAU将内部升压后的±24V电源,通过大线的数传线对利用鬼对技术,将其输送给排列上的采集站(一对数传线对传输+24V直流电,另一对数传线对传输-24V直流电),如图1所示。采集站被±24V电源唤醒,开始工作,FDU通过其内部电源电路将±24V电源变压产生6.3V和2.7V的电压,分别提供给FDU内部的模拟电路和数字电路,同时将±24V电源各自通过FDU内部的一对直通数传变压器(T1-T3;T2-T4)传送给下一段大线的鬼对数传线,继而将±24V电源输送到下一个采集站,如图2所示。从电源传输途径可分析出,整根采集链上数传线对通过采集站内的变压器相互连通,且每对鬼对数传线借助两端的FDU内部数传变压器形成一定的并联关系。408UL采集链将采集站和大线有机地结合在一起,我们通过上述的鬼对传输原理分析出如图3所示的单根408-3FDU采集链站缆内部的连接结构,并根据结构图绘制出了如图4所示的站缆连接简易图。将408UL电缆的四根内芯分别编号为A、B、C、D,它们的颜色分别为:蓝、黄、棕、灰。一根完整的采集链两端的两个插头外观相同,均由两个插针、两个插孔组成。图3、图4中,代表插针,○代表插孔(下同);R边、R中均为缆内单根线芯的阻值。由其内部结构图可以看出:(1)408UL单根采集链边线的连通情况:插头处两根数传线对通过站体内部变压器将a端的AC相连、BD相连,b端的DB、CA相连,即两个插头分别与两针相通、两孔相通。(2)408UL单根采集链整根的连通情况:a端的任意一针都与b端任意一孔相通,b端任意一针也与a端任意一孔相通。两端的针孔相通时各走两个独立的传输通道,每个传输通道通过电缆边线部分时走其内部的一根数传线芯;中线部分则走其内部的两根鬼对数传线芯,且两根鬼对线芯通过站内变压器相并联,从而形成两对并联鬼对线。2采集链内部阻值下面以55m道距的408UL电缆为例,具体分析400系列采集链常见断路问题——通过采集链全长阻值R来判断整根采集链是否存在内伤断点,并判断出内伤断点所在的位置(如在中线或边线上)。正常情况下,一根408-3FDU采集链各部分的理论阻值(图4)如下:(1)边线阻值R边=1.2Ω左右(一般情况下阻值的浮动范围在±0.2Ω之间,以下其它测量出的阻值的浮动范围也如此);(2)中线阻值R中=2.4Ω左右;(3)根据采集链内部结构分析可知:任意一端(以a端为例),两插针之间的电阻RAC等于两插孔之间电阻RBD,即RAC=RBD=2R边=2.4Ω左右;(4)全长阻值R=2(R边+R中/2)=4.8Ω左右(其中信号传输到中线时走的是相并联的两根鬼对数传线芯,两根鬼对数传线芯并联后的阻值为R中/2)。2.1rac、rbd、k-fd1内部有断点将数字表的电阻档位放置在200Ω档,其精度显示值为小数点后两位,分别量取Link一端(以a端为例)的两针之间、两孔之间的阻值,即RAC和RBD。若其中RAC=2.6Ω左右(理论上阻值为2.4Ω,而实际阻值会包含站体内变压器的内阻)、RBD=∞,即可断定a端边线线芯B-FDU1或D-FDU1内部有断点。然后采用常规方法,根据容值大小与断线长度成正比的原理来判断断点的具体位置,排除即可。反过来,若RAC=∞,RBD=2.6Ω,则可断定a端边线线芯A-FDU1或C-FDU1内部有断点。以上情况也有可能是站体不通或站缆连接处的插针接触不良造成的,本文讨论的前提是所有站体无故障且连接良好。2.2断点位于中心线内部断点位于中线上,也就是中线线芯内断(内断是指线芯内伤断线)有三种情况。2.2.1边界条件rab(1)一对并联鬼对线线芯内断用数字表量取Link两端插头针孔之间的全长阻值。若a端针到b端孔间(a端任意一插针A或C到b端的任意一插孔B或D)的阻值Rab=5.2Ω左右(理论值为4.8Ω,而实际上含有站体的数传变压器内阻,5.2Ω为一根Link全长的正常阻值),而从b端针到a端孔的阻值Rba=∞,则说明至少其中一段中线上有断点,且两根鬼对线芯同时断,如图5所示。(2)两对并联鬼对线线芯内断同理,若a、b两端针到孔之间的全长阻值均为无穷大,即Rab=∞、Rba=∞,则说明中线上有断点,且四根线芯(两对鬼对线)都有断点,如图6所示。当然两对鬼对线的断点也有可能不像图6所示的在同一段中线上。2.2.2不断下两线路同一断路(1)中线上一根线芯内断用数字表量取Link两端插头针孔之间的全长阻值R,若a端针到b端孔的阻值Rab=5.2Ω左右,而从b端针到a端孔阻值Rba=6.4Ω左右,Rba比正常阻值大1.2Ω,这种情况说明其中一段中线上的一根线芯断,如图7所示。中线断路一根时阻值增大1.2Ω的推断可以根据中线并联关系来得到——中线两根内芯并联后的电阻为R中/2=1.2Ω,若其中一根断路后,阻值变为R中=2.4Ω,可见断路一根后阻值增大2.4Ω-1.2Ω=1.2Ω。(2)中线上两根非并联鬼对线线芯内断同理,若a、b两端针孔之间的全长阻值R均为6.4Ω左右,则说明是中线上的线芯断,且断开的两根是非并联鬼对线芯,如图8所示。出现这种情况时断开的两根线芯不一定在同一段中线上,也就是说,断开的两根线芯也有可能不在同一段中线上,即有可能一个在中线FDU1-FDU2上,另一个在中线FDU2-FDU3上。2.2.3片段东北部线芯内断(1)两段中线上各有一根内断用数字表量取Link两端插头针孔之间的全长阻值R,若a端针到b端孔的阻值Rab=5.2Ω左右;而从b端针到a端孔的阻值Rba=7.6Ω左右,比正常阻值大2.4Ω(原理与“中线上一根线芯内断”中介绍的相同),则说明两段中线上均存在断点,且各断一根线芯,如图9所示。(2)两段中线上各有两根非并联鬼对线线芯内断同理,若a、b两端针到孔之间的全长阻值Rab、Rba均在7.6Ω左右(均比正常阻值大2.4Ω),则说明两段中线均有断点,且各断有两根非并联鬼对线芯,如图10所示。在400系列采集链中,无论道距多少,都可通过边线阻值R边,推算出整根Link的全长阻值R,然后根据两端的全长阻值大小的差异,判断出中线是否存在内部断路故障。3解决了采集链内部断裂的不确定性使用本文介绍的方法能够准确地判断出400系列带站采集链是否存在内部断路故障,使400系列采集链的维修得到进一步完善,排