а — мостовая схема, б — схема измерения, в — эквивалентная схема линии с повреждением
Рис. 42. Петлевой метод определения места повреждения в линии:
Петлевой метод проверки кабельных и проводных линий, позволяющий определить расстояния до места дефекта, основан на мостовой схеме измерения сопротивлений (рис. 42,а), которая состоит из плечей 1—2, 2—3, 3—4, 1 и диагоналей-1—3 и 2—4. Плечи моста составляют три высокоточных резистора R2, R3, R4, сопротивления которых известны, и элемент R1, сопротивление которого надо определить. В одну из диагоналей моста включен источник питания, например гальванический элемент GB, а в другую — гальванометр Р.
Процесс измерения сопротивления посредством моста заключается в том, что изменением сопротивления одного из резисторов R2, R3 или R4 либо всех их добиваются отсутствия тока в диагонали моста с гальванометром Р. Сопротивления резисторов в этом случае связаны следующим соотношением:
Rl — R2R3/R4. (17)
Рис. 43. Поиск дефекта петлевым методом:
а — проверка кабеля двумя пробниками, б — определение длины кабеля, в —проверка жил пробником, г — определение сопротивления замыкания
При петлевом методе используют несколько измененную схему моста (рис. 42,6), к которой подключают один конец кабеля, а на другом конце устанавливают перемычку Е1. Мост образуется двумя резисторами R2 и R4 известного сопротивления и элементами Ra, Rfa, Rb, Rg, сопротивления которых соответственно равны сопротивлениям проводника от точки 2 до перемычки Е1, от перемычки Е1 до места замыкания и от места замыкания до точки 4, а также перемычки Е1 (рис. 42, в).
При использовании петлевого метода считают, что площадь сечения проводника неизменна в любой точке и его удельное сопротивление постоянно. Это вносит неизвестную погрешность в результат измерения и не позволяет точно определить место повреждения.
Изменяя сопротивление резисторов R2, R4, добиваются нулевого показания гальванометра, при котором расстояние до места повреждения
(18)
где L — длина линии.
Пример 35. Поиск дефекта в кабеле петлевым методом. Пусть при проверке многожильного кабеля способом заземления с использованием двух пробников (рис. 43, а) при подключении первого пробника Р на одном конце кабеля (поз. /) на другом его конце показания второго пробника как при подключении к жиле Г (поз. II), так и к жиле 2' (поз. III) аналогичны. При уточняющей проверке, выполненной непосредственным способом пробником Р, подключенным к жилам 1' и 2' (поз. IV), установлено, что между ними существует не предусмотренная схемой цепь.
Для устранения дефекта необходимо найти его местонахождение. Как 1Лы уже знаем [см. формулу (18)], для этого необходимо знать длину кабеля. В общем случае длину кабеля можно узнать из документации (наименее точные сведения) либо измерить ее, что не всегда возможно из-за недоступности трассы. Учитывая это, определим длину кабеля петлевым методом, включив любые две его исправные жилы по схеме, приведенной на рис. 43, б. Зная сопротивление жил кабеля R и пренебрегая сопротивлением перемычки Е1, находим длину кабеля
L = RS/2р. (19)
где S — площадь сечения жил кабеля; р — удельное сопротивление материала жилы.
Далее, зная длину кабеля L, можно петлевым методом определить расстояние 1Х до места дефекта.
В нашем примере после подключения поврежденных жил кабеля по схеме, показанной на рис. 42, б, при замыкании ключа 5 стрелка гальванометра Р не отклоняется. Для выявления причины этого еще раз проверим дефектные жилы, подключая пробник Р между ними (поз. / на рис. 43, в) и между каждой жилой и корпусом (поз. II и III на рис. 43, в). В первом случае пробник покажет наличие цепи, а в двух других — отсутствие. По- видимому, замыкание жил между собой произошло без замыкания на землю. Следовательно, применить схему петлевого метода, показанную на рис. 42, б, нельзя, так
как цепь батареи GB разорвана и поэтому стрелка гальванометра Р при замыкании ключа не отклоняется.
Можно ли в этом случае определить расстояние до места повреждения? Включив поврежденные жилы по схеме, показанной на рис. 43, б (роль перемычки Е1 в этом случае играет сопротивление замыкания, через которое соединены жилы 1 и 2 между собой), измерим сопротивление жил R' от конца кабеля до места повреждения и по формуле (19) находим расстояние 1Х до места повреждения.
Необходимо обратить внимание на значительные погрешности определения расстояния 1Х, увеличиваемые неизвестным сопротивлением замыкания между жилами. Тем не менее петлевой метод позволяет определить зону, в которой находится место повреждения, и избежать вскрытия всей трассы кабеля.
Сняв защитные листы в зоне повреждения, мы обнаружили, что для их крепления при сверлении отверстий были применены излишне длинные сверла, которые повредили оболочку кабеля и его жилы.
Анализируя рассмотренный пример, прежде всего следует обратить внимание на одну допущенную ошибку. При расчете расстояния до места повреждения не определялось сопротивление замыкания жилы на корпус. Поэтому, применяя петлевой метод, следует по схеме, показанной на рис. 43, г, обязательно измерить сопротивление замыкания R3. В зависимости от полученного результата выбирают напряжение батареи Uо, пользуясь следующими соотношениями:
Возможны случаи, когда после определения расстояния 1Х и вскрытия трассы при осмотре кабеля не удается обнаружить место повреждения. Тогда поиск места повреждения на вскрытом участке кабеля выполняют индукционным методом, позволяющим выявить такой дефект.
