AT139041B - Verfahren zur Fehlerbestimmung in elektrischen Leitungssystemen mit Adernvertauschung. - Google Patents

Verfahren zur Fehlerbestimmung in elektrischen Leitungssystemen mit Adernvertauschung.

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AT139041B
AT139041B AT139041DA AT139041B AT 139041 B AT139041 B AT 139041B AT 139041D A AT139041D A AT 139041DA AT 139041 B AT139041 B AT 139041B
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Siemens Schuckertwerke Wien
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   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Feblerbestimmung in elektrischen Leitungssystemen mit   Ademvertausebung.   



   In elektrischen Leitungssystemen mit mehreren parallel geführten Leitungsadern, besonders bei vieladrigen Fernspreehkabeln, besteht die Gefahr, dass zwei verschiedenen Stromkreisen angehörende Adern an den Verbindungsstellen benachbarter Leitungslängen miteinander vertauscht werden. Eine solche fehlerhafte Adernverkreuzung kann entweder einfach oder mehrfach auftreten und die Feststellung des Fehlers ist besonders schwierig, wenn die verkreuzten Adern an einer andern Stelle der Leitung rückgekreuzt sind. Zur Ermittlung solcher Fehler wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, die die infolge der Adernverkreuzung auftretenden Kapazitätsänderungen oder die gegenseitige Induktion zwischen den einander störenden Stromkreisen feststellen und hieraus Schlüsse auf die Länge der verkreuzten Strecke und ihren Schwerpunkt ziehen lassen.

   Die bisher bekannten Verfahren dieser Art haben aber den Nachteil, dass sie teils durch zufällige äussere Einflüsse, z. B.   Induktionsstörungen,   oder durch Teilkapazitäten nicht fehlerhafter Stromkreise desselben Kabels u. dgl. zu falschen Ergebnissen führen können. 



  Es wurde erkannt, dass man, um die Fehlerstellen hinreichend genau zu bestimmen, alle das Messergebnis beeinträchtigenden Fehlerquellen   ausschliessen   muss. Erfindungsgemäss werden daher für die Messungen grundsätzlich nur Nullpunktsmethoden   (Brücken-oder Kompensationsmethoden) benützt   und ausser den Leitern der fehlerhaften Stromkreise keine weiteren   Kabeladern   des Leitungssystems herangezogen. 



  D ; e Nullpunktsmethoden sind nicht nur an sich genauer als andere Methoden zur Kapazitätsbestimmung u. dgl., sondern sie unterliegen auch viel weniger störenden äusseren Einflüssen. Die Beschränkung der Messungen auf die durch Verkreuzung unmittelbar betroffenen Stromkreise verkleinert weiter den Einfluss äusserer Fehlerquellen und   ermöglicht   erst, die Genauigkeit der angewendeten Nullpunktsmethoden voll auszunützen. 



   Bei dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt ähnlich wie bei den bekannten Verfahren ein Vergleich elektrischer Eigenschaften von Adern der Leitungsanlagen, u. zw. erfindungsgemäss in einer sich auf die Adern der fehlerhaften Stromkreise   beschränkenden Brücken- oder Kompensationsschaltung   bzw.   Djfferentialmethode.   Wie im folgenden näher beschrieben wird, kann auch innerhalb dieser Stromkreise die zur Bestimmung der unbekannten Grössen nötige Zahl verschiedenen Messungen entnommen werden. Als Messstrompuelle wird eine Wechselstromquelle von höherer Tonfrequenz bevorzugt, doch können auch in   Brücken-oder Kompensationsschaltungen   Messungen mit reinem oder intermittierendem Gleichstrom   durchgeführt   werden.

   Diese setzen sich, wie an sich bekannt, im allgemeinen Fall rückgekreuzter Leitungsadern aus drei verschiedenen Untersuchungen zusammen :
1. Feststellung der Verkreuzungsart,
2. Bestimmung der Länge der verkreuzten Kabelstrecke und
3. Ortsbestimmung des Schwerpunktes der verkreuzten Strecke. 



   1. Feststellung der Verkreuzungsart. 



   Es kommt hiezu vor allem auf die Bestimmung der relativen Lage der Adern zueinander an. Die Betriebskapazitätswerte von nicht miteinander verdrillten Adern sind kleiner als jene von Adern, die gänzlich oder teilweise miteinander verdrillt sind. Fig. 1 zeigt eine einfache Brückenanordnung, die zur Messung der relativen Betriebskapazitätswerte dient. Darin bedeuten 1, 2,3, 4 die Adern der beiden gestörten Stromkreise I und II, Ri und   R2   die Vergleichswiderstände, T den Messfernhörer und   w   die Wechselstromquelle. 

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   2. Bestimmung der Länge der verkreuzten Kabelstrecke. 



   Die Aufteilung der Teilkapazitäten ist aus Fig. 2 und Fig. 3 zu entnehmen, wobei die Teilerdkapazitäten in üblicher Weise in die   Teilkapazitäten   einbezogen sind. a, b, c sind die durch die Verkreuzungsstellen getrennten Längenabschnitte der Leitungen und   I   deren Gesamtlänge. Die Teilkapazitäten C zwischen Adern desselben Stromkreises und jene K zwischen Adern verschiedener Stromkreise werden im folgenden durch Zeiger a, b, c und l auf die betreffenden Leitungslängen bezogen. 



   Es werden zwei verschiedene Verfahren beschrieben, je nachdem die Kapazitäten der Brückenschaltung rein aus Teilkapazitätskombinationen der Leitungsadern oder aus solchen und Zusatzkondensatoren gebildet werden. 



   Verfahren 1. 



   Bei diesem enthalten zwei Brüekenzweige die Widerstände      und R2, die andern zwei Brückenzweige   lediglich Kapazitäten   der Kabeladern. Es sind drei Messungen erforderlich. 



   Messung 1. 



   Die Messanordnung zeigt Fig. 4. Die Adern   113 und 114 sind   an beiden Kabelenden kurzgeschlossen und liegen am veränderlichen widerstand R1. Die Ader I2 liegt am festen Widerstand R2. 



   Bei Tonminimum besteht die Beziehung 
 EMI2.1 
 Messung   2.   
 EMI2.2 
 
 EMI2.3 
 
 EMI2.4 
 
 EMI2.5 
 Die Auswertung der drei Gleichungen führt zum Ergebnis 
 EMI2.6 
 
Der Vorteil dieses Messverfahrens besteht demnach besonders darin, dass mit Hilfe einer einfachen Widerstandsbrücke unter Verwendung eines Fernhörers und einer beliebigen Wechselstromquelle, etwa einer   Magnetsumnierschaltung,   exakte   Messergebnisse   erzielt werden. Bei längeren Kabelstrecken mit   grösseren   Leitungswiderständen ist es zweckmässig, zur Erzielung eines reinen Tonminimums veränderliche Kapazitäten parallel zu einer der Widerstandsseiten der Brücke oder veränderliche Widerstände in geeigneter Weise in Serie in die Zuleitungen zu den Kabeladern zu schalten. 



   Verfahren IL 
 EMI2.7 
 ersichtlichen Art angeordnet werden. Es wird auf Tonminimum eingestellt, wobei darauf zu achten ist, dass die Werte der beiden Kondensatoren K1 und K'l gleich gross gehalten werden. Die Kondensatoren können miteinander mechanisch gekuppelt sein. Es sind zwei Messungen erforderlich. 



   Messung 1. 



   Der Hörer liegt an   11   und   12, die   Stromquelle an   113   und   114   (Fig. 7). Bei Tonminimum gilt 
 EMI2.8 
 Messung 2. 
 EMI2.9 
 
 EMI2.10 
 Die Auswertung beider Gleichungen ergibt 
 EMI2.11 
 
Bei weniger grossen Ansprüchen an die Messgenauigkeit genügt die Verwendung von einem Zusatzkondensator, wobei die Ungenauigkeit der Messung um so weniger ins Gewicht fällt, je kleiner der Unter- 

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 schied der Kapazitätswerte C und K ist. Bei längeren Kabelstrecken gelten bezüglich der Drehung der Ausgleichsvektoren   zur schärferen Einstellung   des   Tonminimums     ähnliche   Überlegungen wie bei Verfahren 
3. Ortsbestimmung des Schwerpunktes der verkreuzten Strecke. 



   Das an sich bekannte Prinzip dieser   Schwerpunktb@stimmung   beruht darauf, dass die magnetischen Kopplungen zwischen den fehlerhaften Stromkreisen je nach der Lage der verkreuzten Strecke verschieden sind. Es wurde bisher noch nicht in Verbindung mit Nullpunktmethoden angewendet. Fig. 8 zeigt das   Ersatzscherna   der Prinzipschaltung. Die induktiv aufgedruckte Spannung e erzeugt im Abschlusswiderstand Rt des Stromkreises den Strom 
 EMI3.1 
 Hierin bedeutet   C'= Ci   +   O2   die Gesamtbetriebskapazität des Stromkreises,   R = R1   +   R2   der Gesamtwiderstand des Stromkreises. 



   Wenn R, gross ist gegenüber Rundbei elektriseh kurzen   Kabelstücken   gilt für mittlere Frequenzen der Ausdruck 
 EMI3.2 
 Aus Fig. 9 ersieht man den Stromverlauf bei kurzgeschlossenem Sende-und offenem Empfangskreis. 



  Fig. 12 gibt einen Überblick über die Verteilung der den einzelnen Abschnitten des Empfangskreises zugeordneten bezogenen Betriebskapazitäts- und Gegeninduktivitätswerte. Die im Abschnitt dx induzierte Teilspannung ist jw. Ma.   . J',   wenn unter J'der konstant gehaltene Strom im Sendekreis und unter Ma der Koeffizient der gegenseitigen Induktion im Längenabschnitt a verstanden wird. Die Teilspannung ruft im Widerstand Rt den Teilstrom 
 EMI3.3 
 hervor.

   Durch Integration über den Abschnitt a erhält man den sich auf den Abschnitt a beziehenden Gesamtstrom in   RI'   
 EMI3.4 
 In gleicher Weise erfolgen die Berechnungen für die Abschnitte   bund c.   Man erhält   schliesslich   für den Gesamtstrom in R, (Hörer) den Ausdruck 
 EMI3.5 
 D ; e Zeiger bezeichnen bei dcn nachstehenden Formeln diejenigen Adern, an welchen der Hörer liegt, während die beiden andern Adern an die Stromquelle geschaltet und am fernen Ende kurzgeschlossen 
 EMI3.6 
 
 EMI3.7 
 
 EMI3.8 
 
 EMI3.9 
 Daraus ergibt sich auch die Beziehung 
 EMI3.10 
 
Eine entsprechende Kompensationsschaltung ist in Fig. 13 dargestellt.

   In dieser wird die eine Stromkomponente durch induktive Einwirkung eines aus Adein der fehlerhaften Stromkreise gebildeten 
 EMI3.11 
 

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 EMI4.1 
 Stromkreis und muss bei den einzelnen Messungen konstant bleiben. 



   Bei Tonminimum im Hörer T besteht die Beziehung 
 EMI4.2 
 Die bei den früher angeführten Schaltungen (Fig. 9,10, 11) erhaltenen Werte r23, r12 und r13 beziehen sich 
 EMI4.3 
 Als Kontrolle dient die Beziehung 
 EMI4.4 
 Den Abstand d des Verkreuzungsschwerpunktes vom fernen Kabelende entnimmt man der Gleichung 
 EMI4.5 
 Man erhält schliesslich für d 
 EMI4.6 
 l ist die Länge des Kabels, b die Länge der verkreuzten Strecke. Es ist zweckmässig, die Messungen von beiden Kabelenden durchzuführen und die erhaltenen Werte von d auf Grund der gegebenen Gesamtlänge des Kabels zu korrigieren. 



   Die geschilderten Messverfahren lassen sich an sich mit Hilfe von üblichen Gleichstrommessschaltungen durchführen, bei denen die Widerstände bifilar gewickelt und die Brückenpunkte zu besondern Klemmen geführt sind. Das schematische Schaltbild einer eigens für Verkreuzungsmessungen gebauten Brückenschaltung zeigt Bild 14. S1 und S2 sind Umschalter. Mit A bis M sind Klemmen bezeichnet. 



   U und U' sind symmetrische Übertrager mit   dem Übersetzungsverhältnis 1   : 1. U1 ist ein Differential- übertrager. Der Kondensator Ch kann mittels des Umschalters S3 parallel zu den Brückenzweigen R1 oder   R   geschaltet werden und gestattet bei den Messungen 1 und 2 die Einstellung eines schärferen Minimums. Ein   Trennstecker     T,,   erlaubt die bedarfsweise Einschaltung eines Widerstandes, um die Stromstärke des induzierenden Kreises bei der Schwerpunktmessung regeln zu können. Für die Messungen 1,   21   und 3 sind bei dieser Anordnung folgende Beschaltungen durchzuführen : 
 EMI4.7 
 hörer an    J - K,   die Schalter   81     und 82 auf   Stellung II. 



   2. Bestimmung der Länge der verkreuzten Strecke. Wie unter 1. 



   3. Ortsbestimmung des Schwerpunktes der verkreuzten Strecke. Die kurzgeschlossenen Kabel- 
 EMI4.8 
 



  Zwecks Einstellung des Tonminimums müssen fallweise die Pole bei J-K vertauscht werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Fehlerbestimmung in elektrischen Leitungssystemen mit Adervertauschung durch Feststellung der Länge und (oder) des Schwerpunktes der verkreuzten bzw. rückgekreuzten Strecke, vorzugsweise in Fernsprechkabeln, dadurch gekennzeichnet, dass zu den hiefür notwendigen Messungen Nullpunktmethoden benützt und ausser den Leitern der fehlerhaften Stromkreise keine weiteren Adern des Leitungssystemes herangezogen werden.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Längen-oder SehwerpunktsfeststeIIung der Vertauschungsstrecke elektrische Eigenschaften der Leitungsadern miteinander verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich in einer Brücken-oder Kompensationsschaltung bzw. nach einer Differentialmethode vorgenommen wird und sich ausschliesslich auf Adern der fehlerhaften Stromkreise erstreckt.
    3. Verfahren nach den Ansprüchen l und 2, - dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Länge der verkreuzten Strecke mittels einer Brückenschaltung das Verhältnis der Kapazität zwischen zwei Adern zur Kapazität zwischen einer davon und zwei kurzgeschlossenen andern Adern der fehlerhaften Stromkreise in verschiedenen Kombinationen gemessen wird.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Länge der verkreuzten Strecke eine Brüekenschaltung dient, in deren Eckpunkten die vier Adern der beiden fehlerhaften Stromkreise liegen und deren Gleichgewicht durch Zuschalten von vorzugsweise einem oder zwei Zusatzkondensatoren hergestellt wird, <Desc/Clms Page number 5> 5.
    Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Schwerpunktes der verkreuzten Strecke durch eine Kompensationssehaltung erfolgt, worin die eine Stromkomponente durch induktive Einwirkung eines aus Adern der fehlerhaften Stromkreise gebildeten kurzgeschlossenen Störstromkreises auf einen aus andern dieser Adern gebildeten, am fernen Ende offenen Stromkreis entsteht, während die zweite Stromkomponente in einem kapazitiv oder induktiv veränderbaren Stromkreis erzeugt wird. EMI5.1
AT139041D 1933-07-15 1933-07-15 Verfahren zur Fehlerbestimmung in elektrischen Leitungssystemen mit Adernvertauschung. AT139041B (de)

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