Поиск повреждения кабеля — метод петли Мюррея как альтернатива рефлектометру (TDR)

Гид по рефлектометру (TDR) рассматривает, как рефлектометр определяет расстояние до повреждения кабеля по времени прохождения отражённого импульса — с оговоркой, что рефлектометр не всегда надёжно видит повреждение с относительно высоким переходным сопротивлением. Метод петли Мюррея, классическая техника мостового измерения сопротивления, родственная мосту Уитстона, в такой ситуации предлагает альтернативу: вместо измерения отражённого импульса место повреждения рассчитывается по соотношению сопротивлений.

Схема измерения

Метод петли Мюррея требует, помимо повреждённой жилы, исправной жилы идентичного сечения и длины — например, неиспользуемой жилы в том же многожильном кабеле или временно проложенного рядом испытательного проводника такой же длины. На дальнем конце исправная жила соединяется с повреждённой, образуя замкнутую петлю общей длиной 2L (туда по повреждённой жиле до места повреждения, затем обратно по оставшейся части повреждённой жилы и по исправной жиле). На стороне измерения эта петля включается в мостовую схему с двумя регулируемыми плечами сопротивления (P и Q), последовательно с гальванометром/нуль- индикатором.

Формула баланса

Изменяя P и Q до достижения баланса моста (отсутствие отклонения на нуль-индикаторе), расстояние до повреждения получают из:

Lx = 2PL / (P + Q)

где Lx — расстояние от точки измерения до повреждения, L — общая (известная) длина кабеля, а P/Q — значения сопротивлений двух плеч моста при балансе. Поскольку сопротивление проводника на единицу длины сокращается в этом соотношении, для расчёта не требуется точное знание удельного сопротивления материала проводника — только общая длина кабеля L и соотношение баланса P/Q.

Когда этот метод даёт результат там, где рефлектометр не справляется

• Более высокое переходное сопротивление повреждения — метод петли Мюррея основан на измерении сопротивления постоянному току через само повреждение, и поэтому способен находить повреждения, которые для рефлектометра (зависящего от достаточно резкого скачка импеданса) выглядят слишком "мягкими".
• Длинные кабельные трассы, где разрешающая способность рефлектометра ограничена — на длинных трассах небольшая неопределённость в принятой скорости распространения сигнала у рефлектометра может дать большую абсолютную погрешность в вычисленном расстоянии; метод петли Мюррея менее чувствителен к этому при условии точного знания L.

Ограничения

Метод требует исправной жилы идентичного сечения и длины для образования петли — для одножильного кабеля без резервного проводника этот метод напрямую неприменим без прокладки временного параллельного испытательного проводника. Кроме того, повреждение должно быть достаточно проводящим, чтобы через мост протекал измеримый ток: полный обрыв (отсутствие какого-либо проводящего пути) этим методом локализовать нельзя, для этого нужна другая техника (например, рефлектометр, который как раз при обрыве даёт чёткое отражение).

Практическая значимость

Когда первое измерение рефлектометром не даёт чёткого или последовательного результата по повреждению кабеля — например, из-за высокого переходного сопротивления повреждения — метод петли Мюррея можно применить как вторую, независимую технику, при условии наличия исправной жилы соответствующего сечения и длины. Для многожильных питающих кабелей с неиспользуемой резервной жилой это часто легко реализуемо; для одножильных кабелей сначала нужно подготовить подходящую схему измерения.

Частые ошибки

1. Использование исправной жилы другого сечения или длины — формула баланса предполагает одинаковое сопротивление на метр для обеих жил петли; расхождение здесь вносит систематическую погрешность в вычисленное расстояние.
2. Применение метода к полному обрыву — без какого-либо проводящего пути через повреждение нет тока, способного уравновесить мост; здесь более подходящей техникой является рефлектометр.
3. Оценка общей длины кабеля L "на глаз" вместо измерения или получения из документации — точность Lx напрямую зависит от точности L.
4. Игнорирование влияния температуры на сопротивление проводника при значительной разнице температур между исправной и повреждённой жилой (например, когда одна жила находится на солнце, а другая в тени) — это может повлиять на соотношение сопротивлений и, соответственно, на вычисленное расстояние.

Связанные материалы

• Поиск повреждения кабеля — TDR против измерения сопротивления изоляции
• Измерение сопротивления изоляции
• Измерение переходного сопротивления — микроомметр для соединений