Zjišťování místa izolační poruchy v kabelu nebo ve venkovním vedení

a) Zjišťování místa poruchy můstkem
K měření se používá různě upravených můstků se zdrojem stejnosměr­ného nebo střídavého proudu. Jedním z nich je můstek Metra, typ MGK (obrázek 1), kterým se kromě určování místa poruchy mohou měřit také činné odpory až do 11MΩ, odpory kapalin střídavým proudem, odpory zemničů apod.


Nalezení místa poruchy nemusí být vždy jednoznačné, je často dosti obtížné a vždy nepostačí jedna měřicí metoda. Měření také může ovlivnit rušení od průmyslového kmitočtu ze sousedních kabelů. Při měření potře­bujeme znát přesnou délku kabelu, a proto si při pokládce nových kabelů nebo jejich výměně zaznamenáváme v situačním plánku trasu, délku s přes­ností na centimetry, průřezy vodičů, hloubku uložení, místa spojek a od­boček. Měření je třeba udělat na kabelech bez napětí.

Při malém přechodovém odporu v místě chyby, několik desítek ohmů, je měření můstkem úspěšné a místo poruchy se dá určit s dostatečnou přes­ností. Při velkém odporu je můstek málo citlivý. V takovém případě je třeba zmenšit odpor propalovacím přístrojem na velikost asi 20 až 60Ω nebo na přímý zkrat, popř. na zemní spojení. K propálení se nedá použít vysokého na­pětí z rozvodné sítě. Jednak je to nebezpečné a jednak by se propalované místo znovu zalilo izolační nebo impreg­nační hmotou. Uhlíková cesta v místě poruchy je velmi la­bilní a snadno se hrubým zá­sahem zcela přeruší. K propá­lení je třeba použít k tomu účelu vyráběný propalovací přístroj, který má malý výkon a citlivou regulaci. Propalovací přístroje jsou buď na principu rázových generátorů — místo chyby se propaluje výbojem kondenzátoru, nebo se využívá rezonančního účinku vysokonapěťové cívky s kapacitou zkoušeného kabelu (obr. 2).

Před měřením určíme druh chyby, tj. jde-li o zkrat mezi fázemi, mezi některým vodičem a zemí nebo o přerušení některého vodiče. K tomu použijeme Megmet nebo Terromet, u kterého spojíme svorky 1 a 2 nakrátko, a tím jej uzpůsobíme na ohmmetr.



Měření podle Murraye (čti Mareje)
Zapojení můstku je vyznačeno na obrázku 3a. Vadná žíla se na konci ka­belu řádně spojí s některou zdravou žílou. Aby výsledek měření nebyl ovlivněn připojovacími vodiči k můstku, je třeba použít vodičů co nejkratších a s průřezem pokud možno shodným s průřezem žil kabelu. Vodič s izolační chybou se zapojí na svorku X₂ a vodič s neporušenou izolací na svorku X_1. Při měření jsou svorky Z₁ a Z₂ spojeny nakrátko a kombinační přepínač se přepne na polohu M=1000 nebo 100, popř. 10. Po stlačení tlačítek B (baterie) a G (galvanometr) se vyrovná můstek na nulu zařazením
vhodného odporu li na srovnávací dekádě. Po vyrovnání můstku bude vzdálenost chyby od místa měření


Nejsou-li průřezy obou vodičů stejné, uděláme přepočet na průřez vad­ného vodiče. Bude-li průřez zdravé (pomocné) žíly např. 35 mm² a vadné 25 mm², dosadí se místo délky zdravé žíly délka l_a1=la. S_b/S_a = l_a . 25/35.

Vliv přívodů k můstku se vyloučí, provedeme-li měření z obou stran kabelu.



Při zkratu dvou vodičů se udělá měření podle zapojení na obrázek 3b. Pro výpočet místa poruchy platí stejný vzorec jako při průrazu jedné žíly na zem.

Měření podle Grafa
Metoda je vhodná pro měření na silových kabelech. Dává přesnější vý­sledky, protože nejsou rozhodující průřezy ani délky pomocných vodičů i přívodu. Pomocnými vodiči mohou být buď zdravé žíly kabelu, nebo při­ložený vodič libovolného průřezu. Zapojení je vyznačeno na obrázek 4. Při měření přepínáme přepínač P postupně do poloh 1—2 a 3 a v každé pře­čteme polohu jezdce R (při stálé hodnotě M) při vyrovnaném můstku, tj. hodnoty a₁, a₂ a a₃. Vzdále­nost místa chyby se vypočítá ze vzorce




Měření kapacitním můstkem
Přerušení žíly kabelu zjistíme nejsnáze kapacitním můstkem. Výsledky měření jsou přesné i při méně dobré izolaci kabelu. V ka­pacitním můstku je baterie nahra­zena zdrojem střídavého proudu a galvanometr sluchátkem. Na obrázku 5 je nakresleno zapojení můstku. Změří se kapacita C₁ délky l_x proti zemi a kapacita C₂ úseku (2L— l_x), taktéž proti zemi. Délky vodičů jsou úměrné kapaci­tám. Vzdálenost místa poruchy se vypočítá




b) Impulsní, indukční a rázové měřicí přístroje
Měřicí metody na vyhledání poruchového místa v kabelu nebo ve ven­kovním vedení, které nejsou založeny na odporovém můstku, lze zhruba rozdělit do tří skupin:

• a) impulsní metoda (odrazu impulsů),
• b) indukční metoda (magnetického pole),
• c) rázová metoda (akustická).

Uvedené metody většinou vyžadují převést poruchu s velkým činným odporem na hodnotu asi 20 až 60Ω nebo na přímý zkrat, případně zemní spojení. K vytvoření a rozšíření vodivé cesty použijeme propalovací pří­stroj.

Metoda odrazu impulsů
Do měřeného kabelu se vysílají krátkodobé impulsy přesného tvaru a trvání. Tvar a délka impulsů má vliv na přesnost měření. Impulsy se strmým čelem umožňují rozlišení nepravidelnosti v kabelu. Do kabelu se vysílá pravidelný sled impulsů s takovým časovým rozestupem, aby každý impuls dozněl před vysláním impulsu dalšího. Doba následujících impulsů je řádově milisekunda. Impulsy se na každé nepravidelnosti kabelu částečně nebo úplně odrážejí. Ze změřené doby průběhu impulsu se dá určit vzdálenost nepravidelnosti (poruchy) od místa měření. K měření doby průběhu impulsů slouží katodový osciloskop se zpožďovacím zařízením, kterým se dá na stínítku nastavit libovolný výsek z celkového obrazu, např. jednotlivé úseky, kde vzniká odraz. Každý druh nepravidelnosti způsobuje vertikální výchylku světelného bodu, přičemž tvar výchylek je typicky různý, je jiný pro odraz ve spojce, odbočce, v místě poruchy apod. Místo poruchy se dá zjistit s přesností kolem 5m. Impulsní metoda se dá použít i k pravidel­ným revizím kabelů a zjištění jejich zhoršujícího se stavu.



Indukční metoda
Měřený kabel se napájí střídavým proudem. Aby se vyloučily vlivy prů­myslového kmitočtu, používá se při měření tónového generátoru s vysokým kmitočtem v rozmezí 800 až 10.000Hz. Kolem vodiče vznikne střídavé magnetické pole, které indukuje v hledači cívce napětí, jež se čte na stupnici měřidla nebo se snímá sluchátkem (obrázek 6). K vybuzení co nej­silnějšího pole je třeba vytvořit zkrat s malým odporem propalovacím pří­strojem. Při přerušení žíly kabelu nebo při zkratu s velkým odporem se místo poruchy hledá obtížně. Indukční metoda umožňuje přesné zjištění tras kabelů a také kovových potrubí, jejich hloubku, místo poškození, rozlišeni kabelů ve svazku, vyhledání uzemnění apod.

Rázová metoda
Používá se tam, kde se nedá zmenšit velikost odporu poruchy propálením nebo kde jsou žíly přerušeny. Principem této metody je vybíjení kondenzá­tem přes jiskřiště do vadného kabelu (obrázek 7). Rázová vlna způsobí v místě poruchy přeskok, který je provázen zvukovou explozí. Hluk se snímá přiloženým zemním mikrofonem a po zesílení se pře­vádí do sluchátek nebo do indikátoru impulsů.