Lokalizacja uszkodzeń linii kablowych

1. Określenie rodzaju uszkodzenia.

Kabel 4-żyłowy:

Kabel 2-żyłowy (z ekranem):

1 1'

2 2

E E'

Pomiary przy zwartych zaciskach 1',2', E' wykazały:

Za pomocą induktora stwierdziliśmy że obydwa badany kable mają pewne uszkodzenia . W przewodzie czarnym ( 2 żyły + ekran ) stwierdziliśmy przerwę w żyle nr 2 , natomiast w kablu szarym ( 4- żyłowym ) przewód nr2 zwarty był z przewodem nr3 .Wyniki naszych pomiarów stwierdziliśmy dla dwóch przypadków ; przy końcach kabla zwartych oraz rozwartych .Metoda pomiaru megaomomierzem induktowym pozwala jedynie określić rodzaj uszkodzenia (przerwa czy zwarcie).

2. Wyznaczenie miejsca zwarcia.

1. metoda techniczna

Gdzie: A - amperomierz (multimetr V560);

V - woltomierz (multimetr V560)

Z zależności:

Przyjmując oznaczenia:

Otrzymuje się zależność:

Pomiary:

Ua	1,353 [V]	0,057
Ia	901 [mA]	0,051
Ub	0,658 [V]	0,065
Ib	900 [mA]	0,051
Uc	2,039 [V]	0,055
Ic	900 [mA]	0,051

Błąd systematyczny pomiaru:

Metoda ta polega na porównaniu napięć występujących na odcinkach linii po obu stronach miejsca uszkodzenia .Metoda techniczna pomiaru miejsca zwarcia charakteryzuje się dość dużym błędem. Dokładność lokalizacji jest niewielka (około kilku procent). Duży błąd metody związany jest z techniczna metodą pomiaru rezystancji, natomiast błąd systematyczny pochodzący od dokładności użytych przyrządów jest w tym przypadku pomijalnie mały.

b) metoda mostkowa z jedną żyłą pomocniczą ( metoda pętli Murraya)

:

Schemat układu

Z warunków równowagi mostka wynika końcowa zależność:

R₁ = 9 [kΩ]

R₂ = 4250 [Ω]

I =3.3 [mA]

R_d = 1 [kΩ]

R_L =300 [Ω]

Metoda ta jest metodą mostkową wyniki okrweślane śą po zrównoważeniu mostka (min.kazanie wskażnika równowagi ) . Metoda pętli Murraya daje dużą dokładność (rzędu 0.1%) lokalizacji zwarcia przewodów.

3. metoda mostkowa z dwiema żyłami pomocniczymi (metoda Heinzelmanna).

Zależność końcowa:

R_1a = 6 [kΩ]

R_2a = 2830 [Ω]

R_1b = 7 [kΩ]

R_2b = 6430 [Ω]

Metoda ta polega na pomiarach rezystancji raz odcinka przerwanego , drugi raz na pomiarze rezystancji całego przewodu . Podobnie jak poprzednia metoda tak i ta daje nam bardzo dużą dokładność lokalizacji miejsca uszkodzenia kabla. 3. Wyznaczenie miejsca przerwy:

a) metoda techniczna.

Zależność końcowa:

gdzie:

Pomiary przy częstotliwości f = 800 [Hz]:

U_a = 33,78 [V] U_b = 33,78 [V]

I_a = 0,291 [mA] I_b = 0,595 [mA]

Metoda ta polega na pomiarze pojemności poszczególnych odcinków kabla . Metoda techniczna pomiaru miejsca przerwy jest obarczona kilku procentowym błędem. Pomimo użycia dokładnych przyrządów pomiarowych (multimetrów), wnoszących niewielki błąd systemowy, metoda ta może być użyta jedynie do oszacowania miejsca przerwy.

b) metoda mostkowa z żyłą pomocniczą (mostek Gotta),

Zależność końcowa:

R₁ = 3720 [Ω]

R₂ = 7600 [Ω]

W ćwiczeniu tym pomiar przerwy w przewodzie wykonujemy metodą pomiaru pojemności odcinków po zrównoważeniu mostka . Efekt zrównoważenia mostka obserwowany był na oscyloskopie. W tym pomiarze nie udało nam się całkowicie zrównoważyć mostka. Może to być powodem błędnego dobrania rezystancji.

c) metoda mostkowa bez żyły pomocniczej (mostekNernsta).

Zależność końcowa:

R_1p = 15 [kΩ] R_1k = 15 [kΩ]

R_2p = 390 [Ω] R_2k = 41 [Ω]

R_3p = 59 [kΩ] R_3k = 59 [kΩ]

C_3p = 70 [nF] C_3k = 70 [nF]

Wyniki pomiarów przeprowadzone metodą Gotta nie powinny odbiegać od wyników pomiarów metodą Nernsta. Znaczne różnice w wynikach przy użyciu tych metod mogą wynikać bezpośrednio z trudnościami w zrównoważeniu mostków. Metody te przy prawidłowych pomiarach pozwalają zlokalizować przerwę z dokładnością do około 0.5%.

Pomiar metodą mostkową bez żyły pomocniczej .

Odległość uszkodzenia od początku linii obliczamy proporcjonalnie , określając jaką część stanowi pojemność uszkodzonej żyły do pojemności żyły bez uszkodzeń .

Otrzymaliśmy :

Lx = 0,67 L

---