ブラビエ試験 | ミューレイループ試験 | バーリーループ試験 | フィッシャーループ試験

ブレヴィエ試験は、地中ケーブルの接地故障位置を見つけるために使用されます。図1に示すように、故障したケーブルの両端を送信側と遠隔側と呼んでいます。この試験では、送信側のケーブルは開けられ、絶縁され、遠隔側が接地から切り離された状態で、送信側と接地点間の抵抗値を測定します。その後、故障したケーブルの遠隔側を接地に短絡させた状態で再度測定します。
例えば、これらの2つの測定において、それぞれR1とR2という抵抗値を得るとします。故障位置では、導体が接地にショートしているため、このショート回路には一部抵抗があり、これをgとします。

ブレヴィエ試験では、全線の抵抗値をLとして、送信側から故障位置までの抵抗値をx、故障位置から遠隔側までの抵抗値をyとします。
したがって、全抵抗Lはxとyの抵抗値の合計です。

次に、xとgのループの全抵抗は、遠隔側を開いた状態で送信側と接地との間の導体抵抗R1となります。

上記回路の全ループ抵抗は、遠隔側を接地した状態で送信側と接地との間の導体抵抗R2となります。

上記3つの式を解いてgとyを消去すると

この式は、送信側から故障位置までの抵抗値を与えます。対応する距離は、ケーブルの単位長さあたりの既知の抵抗値を使用して計算されます。ブレヴィエ試験における実際的な問題は、接地抵抗gがケーブル内の湿気量や故障時の電流の影響を受け変動することです。また、抵抗gが非常に高い場合、遠隔側を接地することでyと並列に接続してもほとんど分流作用がありません。

マリー・ループ試験

この試験は、地下ケーブルの故障位置を見つけるために使用され、一つのウィートストン橋を作成し、抵抗値を比較することで故障位置を見つけます。ただし、この実験ではケーブルの既知の長さを使用する必要があります。マリー・ループ試験の必要な接続は図2と図3に示されています。図2は接地故障が発生した場合の回路接続を示しており、図3はショート回路故障が発生した場合の回路接続を示しています。

この試験では、故障したケーブルは健全なケーブルと低抵抗ワイヤーで接続され、その抵抗はケーブル全体の抵抗に影響を与えないようになっています。また、ブリッジ回路に損失なくループ電流を循環させることが可能です。
可変抵抗器R1とR2は比率アームを形成します。ブリッジのバランスは可変抵抗器を調整することで達成されます。Gは平衡を示すガルバノメーターです。[R3 + RX]は健全なケーブルと故障したケーブルによって形成される全ループ抵抗です。バランス条件では

健全なケーブルと故障したケーブルの断面積が等しい場合、導体の抵抗はその長さに比例します。したがって、LXが故障したケーブルの試験端から故障端までの長さを表し、Lが両ケーブルの全長を表す場合、LXの式は以下の通りです。

上記試験はケーブルの長さが既知の場合にのみ有効です。マリー・ループ試験では、故障抵抗は固定されており、変動しません。また、ブリッジをバランスさせるのは困難です。したがって、故障位置の決定は正確ではありません。さらに、高電圧または高電流によるケーブルの温度上昇が起こり、抵抗が温度に応じて変化するとバランスが崩れます。そのため、この回路には低い電圧または低い電流を適用する必要があります。

ヴァーリー・ループ試験

この試験は、地下ケーブルの故障位置を見つけるために使用され、一つのウィートストン橋を作成し、抵抗値を比較することで故障位置を見つけます。ケーブルの既知の長さから計算するのではなく、抵抗値を比較することで故障位置を見つけます。ヴァーリー・ループ試験の必要な接続は図4と図5に示されています。図4は接地故障が発生した場合の回路接続を示しており、図5はショート回路故障が発生した場合の回路接続を示しています。

この試験では、故障したケーブルは健全なケーブルと低抵抗ワイヤーで接続され、その抵抗はケーブル全体の抵抗に影響を与えないようになっています。また、ブリッジ回路に損失なくループ電流を循環させることが可能です。単極二重スイッチSがこの回路に使用されます。また、動作中にブリッジ回路をバランスさせるための可変抵抗Rがあります。
スイッチSが位置1にある場合、可変抵抗Rを調整して回路をバランスさせます。現在のR値をRS1と仮定します。この位置での式は以下の通りです。

この式は[R3 + RX]の値を与えます。R1、R2およびRS1が既知の場合。
スイッチSが位置2にある場合、再び可変抵抗Rを調整してブリッジ回路をバランスさせます。新しいR値をRS2と仮定します。この位置での式は以下の通りです。

方程式(1)と(2)を解くと

したがって、未知の抵抗RXは

ヴァーリー・ループ試験は、ループ全体でケーブルセクションが均一である場合にのみ有効です。ケーブルを通過する電流により温度効果が発生し、ケーブルの抵抗が変化します。そのため、この回路には少ない電流を適用して実験を行う必要があります。

フィッシャー・ループ試験

フィッシャー・ループ試験では、故障したケーブルと同じ長さと断面積を持つ2本の健全なケーブルが必要です。図6と図7の回路図に従って、すべての3本のケーブルは低抵抗ワイヤーで接続されます。

図6の回路接続では、ブリッジ接続が接地に接続されています。ここで、ブリッジアームはRA、RB、RXおよび[RS1 + RY]です。図7の回路接続では、ブリッジ接続が「健全なケーブル2」に接続されています。

ここで、ブリッジアームはRA‘、R