AGH Metrologia Laboratorium					Grupa D: Piotr Strzelec Marcin Szybowski Grzegorz Skubisz
^wydział EAIiE	^rok akademicki 2001/2002		^rok studiów II
Temat : Lokalizacja uszkodzeń linii kablowych.
^data wykonania 07.03.2002		^data zaliczenia 14.03.2002		^ocena

1. Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami techniczną i mostkową lokalizacji

miejsc uszkodzeń w kablach.

Wstęp teoretyczny :

Podczas eksploatacji kabli energetycznych i teletechnicznych mogą wystąpić

w nich stany awaryjne , które prowadzą do uszkodzeń. Dzielimy je na proste i złożone .

Do uszkodzeń prostych zaliczamy :

• przebicie izolacji jednej żyły do ziemi lub powłoki metalowej ( ekranu ) ,

• przebicie izolacji między dwiema żyłami ,

• przerwa w jednej żyle .

Uszkodzenia złożone są kombinacjami kilku uszkodzeń prostych w jednym lub kilku miejscach kabla .

Przebieg ćwiczenia :

2 . Określenie rodzaju uszkodzenia :

W celu określenia rodzaju uszkodzenia kabla przeprowadziliśmy pomiary za pomocą megaomomierza induktorowego na podstawie , których stwierdziliśmy , że w

czteroprzewodowym szarym kablu zwarte są trzecia i druga żyła , a w czarnym przerwa

występuje w drugiej żyle .

3. Lokalizacja miejsca zwarcia :

1) Metoda techniczna:

Metoda ta polega na porównaniu napięć występujących na odcinkach linii po obu stronach miejsca uszkodzenia, przy możliwie dużym natężeniu prądu przepływającego przez miejsce uszkodzenia. Aby to uzyskać rezystancja miejsca uszkodzenia powinna być możliwie mała ( do 100 Ω ).

Schematy układów pomiarowych : l

a)

b)

c)

Przyjmując oznaczenia:
Otrzymaliśmy zależność:

Uzyskane wyniki pomiarów :

Ia = 658,1 mA Ua = 0,979 V

Ib = 538,1 mA Ub = 0,406 V

Ic = 555,5 mA Uc = 1,247 V

l = 2130 ± 5 cm

Wszystkie pomiary były wykonywane multimetrami V560 o błędach pomiaru:
- dla napięcia stałego 0,1 % wartości mierzonej oraz 0,05 % zakresu pomiarowego dla zakresu 1 V, oraz 0,2 % wartości mierzonej i 0,05 % wartości zakresu dla zakresu 10V
- dla prądu stałego 0,5 % wartości mierzonej oraz 0,05 % zakresu pomiarowego

Tabela błędów :

ΔIa	ΔIb	ΔIc	ΔUa	ΔUb	ΔUc
0,004 [A]	0,004 [A]	0,004 [A]	0,002 [V]	0,002 [V]	0,007 [V]
0,6 [%]	0,6 [%]	0,6 [%]	0,2 [%]	0,5 [%]	0,6 [%]

Obliczenia :

2. 
   
   
   Metoda mostkowa z jedną żyłą pomocniczą

( metoda pętli Murraya )

Schemat układu pomiarowego :

Wartości otrzymane w czasie pomiarów :

a) R2 = 5 kΩ R1 = 10,9 kΩ

l = 2130 ± 5 cm

Obliczenia :

gdzie : l - długość kabla

R₁,R₂-wartość rezystorów w mostku zrównoważonym

3. Metoda mostkowa z dwiema żyłami pomocniczymi

( metoda Heinzelmanna )

Schemat układu pomiarowego :

Wartości odczytane w czasie pomiarów :

a) R2 = 5 kΩ R1 = 10,9 kΩ

b) R2 = 9 kΩ R1 = 10,2 kΩ

3. Wyznaczania miejsca przerwy

a) metoda techniczna :

Obliczeń dokonujemy na podstawie wzorów:

Ua [V]	Ub [V]	Ia [mA]	Ib [mA]	lx
5,06	5,04	161	320	50,1 %

Metoda ta jest rzadko stosowana ze względu na dużą niedokładność (rzędu 5% - 10%) .

Wnioski :

Pomiary odległości miejsc uszkodzeń w kablach są podstawą eksploatacji linii kablowych. Bez nich jakakolwiek naprawa uszkodzonego kabla jest utrudniona i ekonomicznie nieuzasadniona (należałoby wtedy odkopać cały kabel i szukać miejsca uszkodzenia, co wcale nie jest proste, zwłaszcza przy zwarciach między żyłowych).

Pomiary te pozwalają odnaleźć miejsce uszkodzenia kabla z wystarczającą dokładnością, by móc natychmiast przystąpić do jego naprawy.

Na podstawie wykonanych pomiarów odległości miejsca uszkodzenia kabla wnioskujemy , że dużo dokładniejszymi pomiarami są metody mostkowe ponieważ błędy przy ich użyciu są o rząd wielkości mniejsze od błędów popełnionych przy pomiarach dokonanych za pomocą metody technicznej .

Metoda techniczna jest bardzo niedokładnym sposobem określenia odległości uszkodzenia kabla ponieważ błąd pomiaru rzędu jednego procenta całkowitej długości linii przy długości linii jednego kilometra daje błąd 10 m . Dlatego w miarę możliwości powinniśmy stosować do określenia miejsca uszkodzenia linii metody mostkowe lub reflektometrycznej .

Przy wykonaniu ćwiczenia posłużyliśmy się następującymi przyrządami :

• woltomierz cyfrowy V 560 ,

• amperomierz cyfrowy V 560 ,

• galwanometr ,

• opornik dekadowy 2 x D14 , klasa 0,1

• opornik dekadowy DR4b-16 , klasa 0,1

• regulator czułości galwanometru ,

1

5

V

R

R_z

A

W

u

l_x

V

R

R_z

A

W

V

R

R_z

A

W

u

l_x

R_d

R₂

R₁

R_t

G

R

R_z

A

W

u

l

l

u

W

A

R_z

R

G

R_t

R₁

R₂

R_d

l_x

a

b

---