Slovenská technická univerzita v Bratislave
Fakulta elektrotechniky a informatiky
Katedra telekomunikácii

Poruchové merania na vedeniach

           2004/2005                 					                 Peter Lukáč                                                                                                                                        	 letný semester                                                                                 krúžok č.7
Zadanie:

1. Na predloženom modely homogénneho vedenia dĺžky l=2000m zamerajte miesto poruchy izolácie metódou 
a)	Murrayova 
b)	Varleyova 
c)	Kűpfműllerova

2. Oboznámte sa s meracím prístrojom L140 a pomocou neho zistite potrebné údaje pre ostatné úlohy, prípadne si vyskúšajte jednu z metód pomocou tohoto prístroja. Zoznámte sa s impulzným meracím prístrojom RFT 80018

3. Na predloženom modely homogénneho vedenia pre striedavé metódy zmerajte miesto prerušenia žily ak je k dispozícii jeden neporušený pár. Dĺžka vedenia je l=1800m. Meranie vykonajte pri frekvencii: 0,8; 1,5; 2; 2,4; 3; 3,4 kHz

Teoretický úvod:

Pod poruchou na vedení rozumieme taký stav, ktorý znehodnocuje a znižuje kvalitu prenášaného signálu. Porucha môže byť na žile alebo izolácii vedenia. Na zistenie vzdialenosti poruchy sa používajú rôzne metódy merania. Pri poruche izolácii na jednom vodiči sa používa metóda Murrayova a Varleyova. Ak sú poškodené na vedení obidva vodiče používame metódu Kupfmullerovú. 
Pre striedavé metódy možno použiť mostíkovú metódu, ak je prerušená žila. Na lokalizovanie poruchy možno použiť aj  meracím prístroj L140, ktorý ma už zabudovaný mostík v sebe. 
Veľké použitie  má impulzný merací prístroj RFT 80018, ktorý na základe odrazov v dôsledku zmeny vlnovej impedancie v mieste poruchy vie toto miesto lokalizovať. Ak do vedenia s poruchou privedieme krátky impulz v mieste poruchy nastáva úplný, alebo čiastočný odraz impulzu. Úplný odraz nastane ak je úplný skrat, alebo prerušený vodič. Tento (polo)odrazený impulz sa vracia späť a na základe rýchlosti a času trvania impulzu vieme určiť vzdialenosť poruchy lx=t.v/2    

Popis metód a ich zapojenie:

Murrayová metóda:

Táto metóda je vhodná, ak je aspoň jedna žila neporušená.
Pre vyrovnaný mostík platí: 	a	
Varleyová metóda:

Táto metóda je vhodná, ak je aspoň jedna žila neporušená. Pomer odporov Ra, Rb sa volí konštantný. Do série s poškodenou žilou sa zapája odporová dekáda Ro.

Pre vyrovnaný mostík platí: 	    a 	

Kűpfműllerova metóda:

Metóda sa používa na zameranie miesta porušenia izolácie pri zlých izolačných pomeroch na všetkých žilách. Na meranie použijeme dve žily s rovnakým odporom, ale rôznym odporom izolačným. Pomer izolačných odporov má byť 1:2. Žila s horšou izoláciou sa pripája na svorku x2. Pri vyrovnanom mostíku odčítame odpor Rk (zapojenie výstupu nakrátko) a Rp (naprázdno). Pomocou pomerov a Kirchhoffových zákonov dostaneme konečný vzťah pre Rx a vzdialenosť poruchy lx.
	a	
  
Zameriavanie miesta prerušenia žily mostíkovou metódou:

Metóda sa používa na zameranie miesta porušenia žily, ak máme k dispozícii dobrý pár rovnakej konštrukcie, ako pár s prerušenou žilou.

Pre vyrovnaný mostík platí: 			a potom 	

Postup riešenia :

Úloha č.1

a/ Murrayova metóda:
     
Vzorový výpočet:
Ra=1000Ω			Rb=289Ω	
	
lx= 2*l/(1+Ra/Rb)= 2*2000/(1+1000/289)= 896,8192 m

b/ Varleyova metóda:

 Vzorový výpočet:
(Ra/Rb)= 0,1		
 Rsl=220 Ω		            Ro=1600 Ω

Rx=(Rsl-(Ra/Rb)*Ro)/(1+(Ra/Rb))=(220 – 0,1*1600)/(1 + 0,1)= 54,5 Ω
lx=(2l/Rsl)*Rx=(2*2000/220)* 54,5 =991,7 m

c/ Kűpfműllerova metóda:

Pri oboch merania nakrátko i naprázdno sme nastavili konštantnú hodnotu odporu Ra=1000 Ω. 
Pre vyvážený mostík v stave naprázdno sme odmerali hodnotu odporu Rp=323 Ω a v stave na 
krátko Rk=740 Ω.

Ra=1000 Ω.   
Rp=323 Ω
Rk=740 Ω

lx=2*l*(Ra*(RK-RP))/((Ra+RK)*(Ra-RP))=4000(1000(740-323))/((1000+740)(1000-323))= =1415,983293m

Úloha č.2

Prístroj  RFT 80018 slúži k rýchlemu vymedzenie porúch na kábloch. Pracuje na princípe odrazu impulzu a tým umožňuje lokalizáciu všetkých poruchových miest, ktorá sa prejaví zmenou vlnového odporu. Určuje vzdialenosť poruchy od konca kábla. Jeho dosah je podľa káblového tlmenia až 20 km. Používa sa na káble vysokého a nízkeho napätia s odbočkami aj bez odbočiek, telefónne a telekomunikačné káble, symetrické a nesymetrické riadiace káble. Prístroj má široké uplatnenie v mobilných, meracích a montážnych službách. Prístroj pracuje na princípe odrazu impulzu a tým umožňuje lokalizáciu všetkých poruchových miest, ktoré sa prejavujú zmenou vlnového odporu.
Prednosti prístroja
•	malá hmotnosť
•	malé rozmery
•	ľahká ovládateľnosť
•	rýchla príprava k použitiu
•	prevádzka na sieť alebo externú batériu

Úloha č.3

Ra=1000Ω		Rb=239 Ω			f=800 Hz

lx= l*Rb/Ra = 1800*239/1000 = 430m
f[Hz]	800	1500	2000	2400	3000	3400	
Rb na začiatku[Ω]	239	240	239	240	239	240	
lx[m]	430	432	430	432	430	432	
Rb v strede[Ω]	449	450	449	450	448	448	
lx[m]	808,2	810	808,2	810	806,4	806,4	
Rb na konci[Ω]	630	630	629	631	630	629	
lx[m]	1134	1134	1132	1136	1134	1132	

Súpis prístrojov:
 
Úloha 1: UNI 21 744 L140, 
	Merací mostík
	model vedenia

Úloha 2: impulzný merací prístroj RFT 80018

Úloha 3: RC oscilátor BM344 DHMF 2116
	tranzistorový merač úrovne DHMF 2093
	káblový mostík DHMF 2062
	model vedenia

Záver :

         Merali sme poruchy na vedení, kde sme si zvolili na danom prípravku vzdialenosť poruchy. Merali sme tromi metódami .Prvou metódou: Murrayovou sme určili z nameraných hodnôt vzdialenosť poruchy na 896,819m. Varleyovou metódou sme zistili vzdialenosť 991,7m čo bol najhorší výsledok zo všetkých metód. Poslednou metódou: Kűpfműllerova , sme zistili vzdialenosť poruchy 724,6m čo je nalepší výsledok z daných metód. 
         V druhej úlohe sme sa oboznámili s impulzným prístrojom MFT 80018 , ktorého vlastnosti sme popísali vo vypracovaní. Taktiež sme sa oboznámili s meracím prístrojom L140.
         V tretej úlohe mala vzdialenosť poruchy stúpať v závislosti od vstupnej napäťovej frekvencie čo v našom prípade nebolo splnené. Pravdepodobne to bolo spôsobené nekvalitnými spojmi, lebo naša nameraná vzdialenosť v závislosti od frekvencie bola kolísavá.