Yeraltı kablo arıza yeri tespiti için aşağıdaki sıra izlenir.

 

1-    Kablonun her iki ucu bağlı bulunduğu şalter yada sigorta grubundan sökülür. Kabloya irtibatlı herhangi bir alıcı bulunmamalıdır. Kablonun damarları her hangi bir yere deymeyecek şekilde birbirinden ayrılmalıdır. Bu aşamadan sonra test yapılabilir.

2-    Kablolara 2 ayrı test uygulanır.

a)    İZOLASYON TESTİ: Bu test için megger denilen cihazlar kullanılır. Megger DC gerilim üreten bir cihazdır. Aşağıda, kabloya bağlantı şekli verilmiştir. Megger sayesinde kablonun damarları arasındaki izolasyon direnci ölçülür. Her damar, diğer damarla kıyaslanacak şekilde sırasıyla test edilerek kablonun damarları arasındaki arıza olup, olmadığı saptanır. Aynı test yöntemi, damarlarla toprak (koruma toprağı) arasına da uygulanmalıdır. Zira, damarlar arasında herhangi bir kısa devre olmamasına rağmen, damarlardan birinin izolesi hasarlı olup, toprağa deyebilir. Bu durumda toprağa bir kaçak akım akabilir.

 

 

Meggerle uygulanan test gerilimi, kablonun TS standartlarında belirtilen test geriliminden büyük olmamalıdır. Örneğin 1 kV’luk kabloya 10 kV’luk test gerilimi uygulanmaz. Aksi halde kabloya hasar vermiş oluruz. Pratikte, kV başına 1 megaohm direnç okunmalıdır. Sağlam bir kabloda damarlar arasında okunan izolasyon dirençleri birbirine eşit yada yakın olmalıdır. (İzolasyon testi başlı başına bir ihtisas alanı olup, testler konusunda ayrıntılı izah edilmiştir.)

b) KOPUKLUK TESTİ: Bu test için basit bir ohmmetre yeterlidir. Kablonun bir ucundaki (sonundaki) damarlar kendi aralarında kısa devre edilir.  Diğer uca bağlanan ohmmetre sayesinde damarlar arasındaki direnç olçülür. Direnç okunamıyorsa kablonun iletkenleri kopuk anlamına gelebilir.

Yukarıdaki testler sonucu arızalı olduğu saptanan kabloya sırasıyla aşağıdaki işlemler uygulanır.

 

3-    ARIZA NOKTASININ ÖN TESPİTİ: Arıza noktasının metre cinsinden tespiti zorunludur. Bunun için kablonun bir ucuna Kablo Sonu Modülatör cihazı (Teleflex, TDR vb) bağlanır. Bu cihazlar ekranı nedeniyle osiloskop cihazlarına benzemektedir. Çalışma prensibi ise radar’a yakındır.

Bu prensip aşağıdaki şekille açıklanmaya çalışılmıştır.

 

Radar tarafından üretilen ve gökyüzüne gönderilen manyetik dalgalar, çarptığı cisimden (uçaktan) geriye doğru yansıyarak radarın alıcısı tarafından algılanır. Bu dalgaların gidiş ve geliş süresi (sn.) saptanır. Elektromanyetik dalgaların hızı ışık hızına 300.000 km/sn) yakındır. Bu sayede uçağın radara göre hangi mesafede olduğu aşağıdaki formülle hesap edilir.

(Uçağın radara olan mesafesi) L = t/2 x v (300.000 km/sn)

Formüldeki t, radarın ölçtüğü gidiş dönüş süresidir.

 

Kablo sonu modülatör cihazları da aynı mantıkla çalışır. Bu cihazların yabancı dillerdeki ismi Time Domain Reflectometre (TDR) olarak geçer. Ancak bu cihazların kabloya enjekte ettiği frekans dalgalarının hızı her kablo cinsi için ayrı ayrıdır.

Örneğin; 1 kV’luk PVC izoleli kabloların yayılma hızı 150 m/µsn iken 35 kV’luk XLPE kablolarda bu hız 180 m/µsn’civarındadır.

 

TDR cihazı, kablo damarlarına değişik frekanslarda sinyaller enjekte eder. Bu sinyaller kablo boyunca hareket eder ve kablonun hasarlı olduğu noktadan yansıyarak ekranda değişik grafikler oluştururlar.

Bu şekilde yapılan ölçüm metoduna Yansıyan Dalga Metodu (Pulse Reflection) denir.

 

a)Eğer kablonun damarları arasında bir kısa devre var ise ekrandaki grafik aşağıdaki sekilde oluşur.

 

b)Eğer kablonun damarları arasında bir kopuklu var ise ekrandaki grafik aşağıdaki sekilde oluşur.

 

Bu sayede ekran üzerinde oluşan grafiğin aykırı noktası ile kablo başlangıç noktası arasındaki süre ölçülür. Kablo içinde hareket eden dalganın hızı ile çarpıldığında arıza yerinin mesafesi (Gidiş-dönüş = 2 kat) metre olarak hesaplanabilir. Hesaplanan bu mesafe ikiye bölündüğünde arıza yerinin başlangıca göre mesafesi bulunmuş olur.

Günümüzde geliştirilen bu tür cihazlarda hesaplama yapmaya gerek duyulmamaktadır. Cihaz arıza noktasının mesafesini otomatikman hesaplayabilmektedir.

Bu cihazın kullanılması ve üzerinde oluşan grafiklerin yorumlanması tecrübeyi gerektirir. Zira kablo üzerinde daha önce yapılmış olan onarımlara ait (ek muflar) görüntüler de ekrana yansır. Bu görüntüler ile asıl arıza noktasının görüntüleri birbirine karıştırılmamalıdır.

Bu tür yöntemle; arıza noktasının 100 ohm’dan küçük olması halinde başarı sağlanabilir.

Arıza noktasındaki direncin 100 ohm’dan büyük olması halinde başka yöntemler denenir.

Kablonun arıza noktasındaki arıza direnci her zaman istenildiği ölçüde olmaz. Bazen bu nokta, yüksek dirençli olabilir. Bu durumda arıza noktası direncini küçültmek gerekebilir.

Bunun için geliştirilmiş cihazlar vardır. Bu cihazlar kablo arıza noktasında yanma ve tutuşma sağlayarak karbonlaşma oluştururlar. Karbonlaştırılan bu noktanın direnci eski duruma göre daha küçük olur. Bu işlem, direncin 100 ohm’a kadar inmesine kadar sürdürülür. Bu sayede TDR cihazının ölçme kapasitesine ulaşılması sağlanır. Bu yönteme Yakma Metodu denir.

Cihazın basit şeması aşağıda gösterilmiştir.

AG tarafındaki varyak sayesinde gerilim artırılır ve Doğru Gerilime çevrilir. Kabloya uygulanan bu akım sayesinde arıza noktasında ark meydana getirilir. Arkın sonucu ısınan kablo yanmaya başlar. Yakılan bu noktadaki meteryaller karbonlaşmak suretiyle direncin küçülmesine yol açar. Yakma işlemini yapan kişi, voltmetre ve ampermetre sayesinde arıza noktasında ne kadar bir kısa devre oluşturduğunu izleyerek çalışır. Arıza noktadaki direncin tam kısa devre olması istenilmez. TDR cihazının ölçü sahasına hadar indirmek (< 100 ohm) yeterlidir. Aksi halde noktasal tespitte zorluk çekilir.

Bazen arıza noktasının sulu ortam olması nedeniyle yakma işlemi uzun sürer. Tutuşma işlemi su nedeniyle gecikir. Bu gibi durumlarda istenilen direnç elde edilemez.

Yakma metodundan verim alınamamsı yada arıza direncinin çok büyük olması durumlarında diğer metodlar denenir. Bunlar;

 

ARC REFLECTİON METODU: Bu metodla, arıza noktasındaki yüksek dirençli arızaların TDR cihazının ekranında görülebilir olması amaç edinmiştir. Bunun için kabloya Darbe ŞOK Cihazı ile (bir anlık) depolanmış yüksek gerilim enjekte edilir. Depolanan bu enerji arıza noktasında ark oluşmasını sağlar. Ark süresinin uzatılması için de ark adaptörü kullanılır. Bu sayede arıza noktasındaki arkın daha uzun süreli olması ve kıza devrenin belli bir direncin altına inmesi sağlanmış olur. Bu sırada TDR cihazı da kabloya ayrı bir filitre ile bağlıdır ve o da aynı anda (arkın oluştuğu anda) kabloya kendi sinyallerini gönderir. Şayet TDR cihazı kabloya direkt bağlı olsaydı, Darbe şok cihazının kabloya enjekte ettiği yüksek gerilimden etkilenerek hasarlanacaktı. Dolayısıyla her iki cihazın birlikte çalışması sonucunda arıza noktasında bir anlık oluşturulan ark ve bunun neticesinde de oluşan kısa devre direnci TDR cihazının ekranında değişen grafik şekline dönüşür. Değişen görüntü hafızaya alınıp, incelendiğinde; arıza noktasının bu andaki görüntüsü irdelenebilir duruma gelir. Bu  metod aşağıdaki şekil ile açıklanmaya çalışılmıştır.

 

 

Ekranda görünen bu nokta tıpkı pulse reflection metodundaki ölçme metoduyla metre olarak ölçülür. Arıza mesafesi tespit edilmiş olur.

Burada, Darbe şok jeneratörü tarafından kabloya enjekte edilen yüksek gerilim enerjisinin büyüklüğü önem taşır. Zira, darbe şok jeneratöründe elde edilen enerji küçük ise, arıza noktasında ark meydana getirmez ve TDR cihazının ekranında değişik bir grafik oluşmaz.

Arıza noktasındaki direncin çok büyük olduğu durumlarda Arc Reflection metodu dışında metodlara da başvurulabilir. Bu gibi durumlar için Yürüyen Dalga Metodu kullanılmaktadır.

 

Kablo arıza yerinin metre olarak tespiti büyük kolaylık sağlıyorsa da; şayet kablonun hangi güzergahtan gittiği bilinmiyorsa bu mesafeyi bilmemiz bir şey ifade etmez. Çünkü nereyi kazacağımız bu aşamada belli değildir.

Bu nedenle kablonun hangi rotadan (güzergahtan) gittiğinin bilinmesine ihtiyaç vardır.

Kablo güzergah tespit cihazları, değişik frekanslar üreten bir verici (ton Frekans Jeneratörü) ile bu frekansları toprak üstünden algılayan dedektörden meydana gelir.

Ton frekans jeneratörleri tarafından üretilen sinüs karekterli frekanslar kablo damarına enjekte edildiğinde, toprak üzerinde, kablo boyunca manyetik dalgalar meydana getirir. Ton frekans jeneratörünün gücü önemlidir. Zira kablo enpedansını karşılamaz ise bu dalgalar bir süre sonra etkisini yitirerek, izlemeyi olanaksız hale getirir.

Bu jeneratörün ürettiği frekansların, yeryüzündeki diğer frekanslardan ayırt edilebilmesi için çok kullanılmayan frekanslardan seçilmesi zorunludur. Zira, alıcı dedektör, sadece bu jeneratörün uyguladığı frekansı takip etmelidir. Aksi halde, yeryüzündeki diğer vericilerin yaydığı frekanslar alıcının bir rota üzerinde yürümesine engel olur.

Bu nedenle vericiler için; 820 Hz - 980 Hz - 8,2 kHz – 9,8 kHz – 82 kHz frekansları yaygın olarak kullanılan frekanslardır.

Alıcı dedektörün de bu frekansları algılaması zorunludur.

Aşağıda bu cihazların kullanılmasını gösteren şekil verilmiştir.

 

 

Operatör, dedektörün algıladığı ve ses yada görüntüye çevirdiği frekansları takip ederek kablo boyunca yürür ve kablonun geçtiği yerleri toprak üstünden boyamak suretiyle işaretler.

Kablo derinliğini saptamak için ise alıcı dedektörü 45 derece eğerek, ikinci bir noktayı işaretler. Birinci nokta ile ikinci noktanın arasındaki mesafe kablo derinliğini verir. Yeni tip cihazlarda kablo derinliği otomatik olarak ölçülebilmektedir.

Bu yöntemle kablonun kopuk olduğu noktalar da saptanabilmektedir. Çünkü, ton frekans jeneratörü tarafından üretilen frekanslar kopuk yerden ileri gidemediği için, bu noktadan sonra alıcı dedektörden sinyal alınmaz. Dolayısıyla, sinyalin kesildiği noktanın kopuk nokta olması ihtimali büyüktür. Ancak kopuk yerin tespiti için daha düşük (< 1 kHz) frekansların kullanılması yararlı olur. Yüksek frekanslar kullanılması halinde, bu frekanslar kopuk olduğu noktadan karşı tarafa atlıyarak, devamını sağlar. Bu durum ise operatörü yanıltır.

Yüksek frekans kullanmanın diğer bir dezavantajı ise, güzergahı tespit edilecek kablonun yanından geçen metal borulara atlayarak, operatörü yanıltmasıdır. Bu durum, alıcı dedektörlerin algılamasında çok az bir değişikliğe yol açar. Bunu fark edemeyen kullanıcı yanlış bir rota üzerinden gidebilir.  Bu duruma düşülmemesi için bol deneyim gerekir.

 

Güzergahı bilinen ve arıza noktası metre olarak saptanan kablonun arıza yerine ulaşılabilmesi kolay gibi görünebilir. Elimize aldığımız bir metre ile kablo boyunca arızalı yeri işaretlemek ve işaretli yeri kazmak bazen sonuca ulaşmamıza yeterli olmaz.

Çünkü, kablo arıza yerini metre olarak ölçen TDR cihazlarının da bir hata payı vardır. Hata payının %2 olduğu bir cihazla yapacağımız ölçümlerde; 100 metre uzunluğundaki bir kabloda ± 2 metre hata, 1000 metrelik bir kabloda ise ± 20 metre hata olabilir. Bu durumda 2 x 20 = 40 metrelik bir kazı yapmalıyız ki, arıza noktasına % 100 ulaşabilelim. Bu mesafedeki bir kazı azımsanmıyacak kadar büyuk işçiliğe neden olur. Arıza yerinin noktasal tespiti mümkündür. Bunun için diğer başka yöntem ve cihazlara ihtiyaç vardır.

Arıza yerinin noktasal tespiti için yaygın olarak kullanılan yöntem, arıza noktasında patlama yaratma yöntemidir. Bu sayede kablonun arıza noktasında şiddetli sesler oluşur. Bu sesleri algılayabilen sismik mikrofonlar sayesinde, toprak üzerinde sesin en şiddetli geldiği nokta işaretlenir. İşaretlenen nokta kazılarak arızaya ulaşılabilir.

Bu yöntemde, arıza noktasında şiddetli patlama sesleri oluşturan Darbe Şok cihazı kullanılmaktadır.

DARBE ŞOK CİHAZI: Bu cihazlarla üretilen gerilim bir kondansatör üzerinde depolanır. Depolanan bu enerji, belirli aralıklarla arızalı kabloya enjekte edilir. Enerjinin kablo arıza noktasında yarattığı ses şiddeti, bu cihazın gücü ile doğru orantılıdır.

Cihazın ana şeması aşağıda verilmiştir.

 

NOT: Cihazın açık şeması bazı patent hakları nedeniyle verilmemiştir. İlgilenenlerin bizzat başvurusu halinde yardımcı olunur.

Cihazın gücü Joule cinsinden belirtilir. Kondansatör ünitelerinin kapasitesi gücü belirler.

Arızalı kabloya bağlanan bu cihaz sayesinde oluşturulan sesler aşağıdaki şekilde dinlenmek suretiyle aranır. Sesin en yüksek seviyede duyulduğu nokta, arıza noktasıdır.

 

Sesi algılayan cihazlar 3 parçadan meydana gelmiştir.

1-    Sismik mikrofon (bomi microphone): Yer altındaki patlama seslerini algılayarak, bu sesleri artıran yükselticiye gönderir. Her türlü hava koşullarında çalışabilmesi (ıslak ve yağmurlu ortamlarda) için iyi izole edilmeleri gerekir.

2-    Yükseltici (Ampflikator) :Sismik mikrofonun algıladığı sesleri filitre ederek, yan sesleri (ayak sesleri, taşıt sesleri vb.) en az duyulacak sese indirger. Patlama seslerini yükselterek duyulur hale getirir.

3-    Kulaklık (Headphone): Yükseltici tarafından yükseltilen sesleri kulağın duyabileceği şekle sokar.

Yukarıdaki yönteme rağmen, bazı kabloların çok derinde olması yada bir boru içinden geçmesi nedeniyle patlama sesleri kulakla algılanamaz.

Bu gibi durumlarda; arıza yerinde arkların oluşturduğu manyetik darbelerden faydalanır. Sismik mikrofonun içine yerleştirilen manyetik bobinler sayesinde, arkın atladığı noktadaki manyetik etkiler algılanır. Yine yükseltici içinde bulunan Ampf. Sayesinde bu etkiler yükseltilerek ses yada ışık şekline dönüştürülür. Bu etkilerin büyüklüğü kıyaslanarak, en yüksek algılandığı nokta arıza noktası olarak tayin edilir.

ADIM GERİLİMİ YÖNTEMİ: Bazı durumlarda kablonun damarları arasında kısa devre olmayabilir. Örneğin; kablo damarlarından bir tanesinin izolesi hasarlanarak, toprakla temas edebilir. Bu durumda arıza yerini tespit etmek güçtür.

Bu tür arıza yerlerini tespit etmek için adım gerilimi yöntemi kullanılır. Bunun için DC gerilim üreten bir kaynağa ihtiyacımız vardır. Cihazın (–) ucu kablo damarına, (+) ucu ise direkt toprağa irtibatlanır. Kabloya gerilim enjekte edilir. Kabloya uygulanan bu gerilim, izolenin bozuk olduğu noktadan toprağa akarak devresini tamamlar.

Bu özellik nedeniyle; akımın geri döndüğü noktanın, arıza noktası olacağı gerçeğinden yola çıkılarak, kablo boyunca bir gerilim farkını algılamak için 2 adet elektrot kullanılır. Elektrotların yardımı ile adım gerilimi arasındaki farklardan yola çıkılarak arıza noktası tespit edilir. Kablonun güzergahının beton yada asvalt olması durumunda bu yöntemden olumlu sonuç alınması zordur.