次の文章は、マーレーループ法に関する記述である。
マーレーループ法はケーブル線路の故障点位置を標定するための方法である。この基本原理は (ア) ブリッジに基づいている。図に示すように、ケーブルAの一箇所においてその導体と遮へい層の間に地絡故障を生じているとする。この場合に故障点の位置標定を行うためには、マーレーループ装置を接続する箇所の逆側端部において、絶縁破壊を起こしたケーブルAと、これに並行する絶縁破壊を起こしていないケーブルBの (イ) どうしを接続して、ブリッジの平衡条件を求める。ケーブル線路長をL、マーレーループ装置を接続した端部側から故障点までの距離をx、ブリッジの全目盛を1000、ブリッジが平衡したときのケーブルAに接続されたブリッジ端子までの目盛の読みをaとしたときに、故障点までの距離は (ウ) で示される。
なお、この原理上、故障点の地絡抵抗が (エ) ことがよい位置標定精度を得るうえで必要である。
ただし、ケーブル A, Bは同一仕様、かつ、同一長とし、また、マーレーループ装置とケーブルの接続線、及びケーブルどうしの接続線のインピーダンスは無視するものとする。
上記の記述中の空白箇所 (ア)~(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(4)。マーレーループ法はホイートストンブリッジの原理でケーブル故障位置を標定する方法です。どのブリッジ原理か、どの抵抗比で距離が決まるかを押さえて判断します。
詳細解説
正解は(4)です。
マーレーループ法の原理と、故障点標定の考え方を確認する問題です。
・(ア) マーレーループ法はホイートストンブリッジの原理を利用している。
・(イ) 測定には帰路が必要なため、健全なケーブルBの導体と故障ケーブルAの導体を接続してループを作る。
・(ウ) ケーブルの全抵抗は長さに比例する。全ループ長は \(2L\)、故障点までの距離を \(x\) とすると、ブリッジの平衡条件より、
\[ \dfrac{x}{2L} = \dfrac{a}{1000} \implies x = \dfrac{2La}{1000} = \dfrac{aL}{500} \]
・(エ) 測定電流を流して検流計を作動させるため、故障点の地絡抵抗は十分低い必要がある(高いと測定不能や誤差の原因となる)。
以上より、選択肢(4)が正解です。