DE1030450B

DE1030450B - Arrangement for determining the location of faults on electrical lines from the transit time of traveling waves

Info

Publication number: DE1030450B
Application number: DEH21109A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Konrad Bauer
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1954-08-10
Filing date: 1954-08-10
Publication date: 1958-05-22

Description

Anordnung zur Fehlerortsbestimmung an elektrischen Leitungen aus der Laufzeit von Wanderwellen Es ist bekannt, den Fehlerort an elektrischen Leitungen aus der Laufzeit von Wanderwellen dadurch zu bestimmen, daß die Dauer des Hin- und Rücklaufs der Welle mittels eines elektrischen Kurzzeitmeßgerätes gemessen wird, wobei in diesem nur während der zu messenden Zeit, in welcher der von der Meßstelle ausgesandte Meßimpuls über die mit Fehler behaftete Leitung zum Fehlerort hin und vom Fehlerort zur Meßstelle zurückläuft, ein Strom fließt, der konstant gehalten wird. Die das Anzeigegerät (ballistisches oder Kriechgalvanometer) durchfließende Elektrizitätsmenge ist dann ein Maß für die Zeit und damit für die Fehlerortsentfernung. Dieses bekannte Kurzzeitmeßgerät besitzt nur einen Meßeingang, und die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß an diesem sowohl der von der Meßstelle ausgesandten Impuls als auch der von der Fehlerstelle zum Meßort zurückkehrende Impuls erscheint. Dabei hat man auch bereits als Kurzzeitmeßgerät eine Anordnung mit gittergesteuerten Elektronenröhren und ein Anzeigegerät in deren Ausgangskreis verwendet, wobei der Anodenstrom im Ausgangskreis außerhalb der Meßzeit durch eine entsprechende Gittervorspannung gesperrt ist, während der Meßzeit jedoch fließen kann, im übrigen aber von der Höhe der zu steuernden Spannung unabhängig bleibt. Es hat sich herausgestellt, daß diese bekannte, mit einer Diodeneingangsschaltung ausgerüstete Anordnung zur Kurzzeitmessung kein eindeutiges Meßergebnis liefert, da jede Mehrfachreflexion in das Meßergebnis eingeht.Arrangement for determining the location of faults on electrical lines from the Travel time of traveling waves It is known the fault location on electrical lines to determine from the travel time of traveling waves that the duration of the back and forth The return of the shaft is measured by means of an electrical short-term measuring device, in this only during the time to be measured, in which the from the measuring point transmitted measuring pulse over the faulty line to the fault location and runs back from the fault location to the measuring point, a current flows that is kept constant will. The one flowing through the indicator (ballistic or creeping galvanometer) The amount of electricity is then a measure of the time and thus of the distance to the fault location. This known short-term measuring device has only one measuring input and the arrangement is made in such a way that at this both the sent from the measuring point The pulse as well as the pulse returning from the fault location to the measurement location appear. A short-term measuring device is also available with a grid-controlled arrangement Electron tubes and a display device are used in their output circuit, the Anode current in the output circuit outside the measuring time by means of a corresponding grid bias is blocked, but can flow during the measurement time, but otherwise from the height remains independent of the voltage to be controlled. It turned out that this known, equipped with a diode input circuit arrangement for short-term measurement does not provide a clear measurement result, since each multiple reflection in the measurement result comes in.

Andererseits sind Kurzzeitmesser mit eingangsseitig vorgesehenen gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen (Thyratrons) bekannt, welche einen konstanten Stromfluß zwischen den beiden die zu messende Zeit begrenzenden Meßimpulsen aufrechterhalten. Durch diese Entladungsgefäße wird erreicht, daß nach Beginn der Messung einlaufende Störspannungen das Gitter der Entladungsröhren und somit die Kurzzeitmessung nicht mehr beeinflussen können. Diese Kurzzeitmesser besitzen jedoch zwei Meßeingänge, von denen der eine denjenigen Impuls aufnimmt, der den Anfang der Meßzeit bestimmt, während der andere Eingang demjenigen Impuls zugeordnet ist, welcher für das Ende der Meßzeit maßgebend ist. Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, einen für den eingangs bestimmten Zweck gedachten und mit nur einem Meßeingang versehenen Kurzzeitmesser mit einer Thyratron-Eingangsschaltung zu versehen, welche die Durchführung von Kurzzeitmessungen für Fehlerortsbestimmungen an elektrischen Leitungen gestattet, ohne daß jedoch unerwünschte Reflexionen das Meßergebnis beeinträchtigen. On the other hand, short-time meters are provided on the input side Gas- or vapor-filled discharge vessels (thyratrons) known, which have a constant Maintain current flow between the two measuring pulses that limit the time to be measured. Through these discharge vessels it is achieved that after the start of the measurement, incoming Interference voltages do not affect the grid of the discharge tubes and thus the short-term measurement can influence more. However, these timers have two measurement inputs, one of which picks up the impulse that determines the beginning of the measuring time, while the other input is assigned to the pulse that is used for the end the measuring time is decisive. The invention is concerned with the object of a for intended for the purpose intended at the beginning and provided with only one measuring input To provide timer with a thyratron input circuit, which the implementation of short-term measurements to determine the location of faults on electrical lines are permitted, However, without undesired reflections affecting the measurement result.

Die Erfindung schlägt hierzu vor, daß bei Verwendung eines an sich bekannten Kurzzeitmessers mit zwei eingangsseitig vorgesehenen gittergesteuerten gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen (Thyratrons) zur Begrenzung der Meßdauer das eine Entladungsgefäß unter Vermittlung eines Differenziergliedes und das andere direkt an den Eingang des Kurzzeitmessers angeschlossen ist und dieser Eingang mittels eines zur Umpolung des auszusendenden Impulses dienenden Umschalters in der Weise umschaltbar ist, daß in beiden Umschalterstellungen zur Steuerung der Entladungsgefäße eine Eingangsspannung am Kurzzeitmesser auftritt, die jeweils bei vorlaufendem und jeweils bei rücklaufendem Meßimpuls gleiche Polarität aufweist, d. h. bei Vorlauf negative und bei Rücklauf positive. Diesem Lösungsweg liegt folgende technische überlegung zugrunde: Die Fehlerortsbestimmung im Falle eines Leitungskurzschlusses oder eines Leitungsbruches muß bekanntlich mit unterschiedlich gepolten Ausgangsimpulsen erfolgen, und zwar gelangt im allgemeinen zur Feststellung eines Leitungskurzschlusses ein negativer Ausgangsimpuls und zur Feststellung eines Leitungsbruches ein positiver Ausgangsimpuls zur Anwendung. Die Umschaltung der Impulspolarität erfolgt mit Hilfe eines Umschalters, der zugleich eine im Außenkreis des Impulsgerätes liegende Widerstandskombination in der Weise umschaltet, daß in beiden Umschalterstellungen zur Steuerung der Entladungsgefäße eine Eingangsspannung am Kurzzeitmesser erhalten wird, die jeweils bei vorlaufendem Meßimpuls negative Polarität und jeweils bei rücklaufendem Meßimpuls positive Polarität aufweist. Da allerdings unter der Einwirkung eines vorlaufenden negativen Impulses das diesem Impuls zugeordnete Thyratron I (Abb. 1) nicht zünden kann, so wird die Polarität des vorlaufenden Impulses mit Hilfe einer Differenziereinrichtung umgekehrt, welche zwischen Eingang dieses Thyratrons und Eingang des Kurzzeitmessers vorgesehen ist. Bei vorlaufendem negativem Impuls spricht also das diesem zugeordnete Thyratron durch den von der Differenziereinrichtung gelieferten positiven Stromwert an, während das dem rücklaufenden Impuls zugeordnete Thyratron II (Abb. 1) zu gleicher Zeit gesperrt bleibt. Kommt beispielsweise als Folge eines Leitungskurzschlusses ein positiver Impuls zurück, so zündet das dem rücklaufenden Impuls zugeordnete Thyratron II, welches die Kurzzeitmessung dadurch beendet, daß dieses Thyratron das Löschen des vom vorlaufenden Meßimpuls gesteuerten Thyratrons 1 besorgt. Diese Überlegung gilt sowohl bei der Betrachtung des Leitungskurzschlusses als auch des Leitungsleerlaufes. The invention proposes that when using a per se known timer with two grid-controlled provided on the input side Gas or vapor-filled discharge vessels (thyratrons) to limit the duration of the measurement the one discharge vessel underneath Mediation of a differentiator and the other is connected directly to the input of the timer and this input by means of a changeover switch serving to reverse the polarity of the pulse to be transmitted in the manner It is switchable that in both switch positions to control the discharge vessels an input voltage occurs at the timer, which occurs in each case with leading and has the same polarity in each case with the returning measuring pulse, d. H. at advance negative and positive on return. This approach is based on the following technical aspects Consideration based on: Determining the location of the fault in the event of a line short circuit or a line break must, as is well known, with differently polarized output pulses take place, and in general leads to the detection of a line short circuit a negative output pulse and a positive one to detect a line break Output pulse for application. The switching of the pulse polarity is done with the help a changeover switch, which is also a resistor combination located in the outer circuit of the pulse device switches in such a way that in both switch positions to control the discharge vessels an input voltage is obtained at the timer, each with leading Measuring pulse negative polarity and positive polarity when the measuring pulse returns having. Since, however, under the influence of a leading negative impulse the thyratron I (Fig. 1) assigned to this pulse cannot ignite, the The polarity of the leading pulse is reversed with the help of a differentiator, which is provided between the input of this thyratron and the input of the timer is. In the case of a leading negative impulse, the thyratron assigned to it speaks by the one supplied by the differentiator positive Current value, while the thyratron II assigned to the returning pulse (Fig. 1) remains blocked at the same time. Occurs, for example, as a result of a line short circuit a positive pulse back, ignites the one associated with the returning pulse Thyratron II, which ends the short-term measurement by the fact that this thyratron the deletion of the thyratron 1 controlled by the leading measuring pulse. These Consideration applies to both the line short circuit and the Line idle.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Abb. 1 bis 3 und der Beschreibung näher erläutert. Further details of the invention can be found in FIGS. 1 to 3 and the description explained in more detail.

In Abb. 1 bedeutet A das Impulsgerät und B das Zeitmeßgerät, die durch die gestrichelte Trennungslinie markiert sind. Das Impulsgerät A besteht aus einem Speicherkondensator C1, der von einem Gleichstromnetz aufgeladen wird. Die negative Belegung dieses Kondensators ist mit einer schwenkbaren Kugelelektrode K1 verbunden, die an zwei ortsfesten Kugelelektroden K2, K3 entgegen der von der Rückstellfeder F gelieferten Rückstellkraft vorbeibewegt werden kann. Die ortsfeste Kugelelektrode K2 liegt im Ladekreis und die andere K3 im Entladekreis des Impulsgerätes. Im Entladekreis ist ferner ein zweipoliger Umschalter X vorgesehen, der die Aussendung eines negativen oder positiven Meßimpulses über die zu messende Leitung L (Freileitung oder Kabel) erlaubt. Im ersten Fall wird die positive Belegung des Kondensators C1 an Erde gelegt und die ortsfeste Kugelelektrode K3 unmittelbar mit der zu prüfenden Leitung L verbunden. Im zweiten Fall ist die positive Belegung des Kondensators C1 von der Erde abgetrennt und wird nun ihrerseits unmittelbar mit der Leitung L verbunden. In Fig. 1, A is the pulse device and B is the timing device, the are marked by the dashed dividing line. The pulse device A consists of a storage capacitor C1, which is charged by a direct current network. the negative coverage of this capacitor is with a swiveling ball electrode K1 connected to the two stationary ball electrodes K2, K3 opposite to that of the Return spring F supplied return force can be moved past. The fixed one Ball electrode K2 is in the charging circuit and the other K3 is in the discharging circuit of the pulse device. A two-pole changeover switch X is also provided in the discharge circuit, which controls the transmission a negative or positive measuring pulse via the line to be measured L (overhead line or cable) allowed. In the first case, the positive assignment of the capacitor C1 is connected to earth and the stationary ball electrode K3 directly to the one to be tested Line L connected. In the second case is the positive assignment of the capacitor C1 is separated from the earth and is now in turn directly connected to the line L. tied together.

Im Außenkreis des Impulsgerätes liegt eine Widerstandskombination, bestehend aus dem Festwiderstand R1 und dem Potentiometer a. Jede der beiden Klemmen des Widerstandes R1 ist an je eine freie Klemme des Umschalters X hingeführt. Von dem Abgriff des Potentiometers a, dessen eine Klemme geerdet ist, wird die Eingangsspannung für den Kurzzeitmesser B abgegriffen. In the outer circle of the pulse device there is a combination of resistors, consisting of the fixed resistor R1 and the potentiometer a. Each of the two clamps of the resistor R1 is led to a free terminal of the switch X each. from the tap of the potentiometer a, one terminal of which is grounded, is the input voltage tapped for the timer B.

In der ersten der vorerwähnten Umschalterstellungen speist sowohl der ausgehende Meßimpuls als auch der Rücklaufimpuls die Reihenschaltung von Widerstand R und Potentiometer a einerseits und den Wellenwiderstand der Leitung L andererseits. In beiden Fällen liegt eine Kondensatorbelegung mit der äußeren Klemme des Potentiometers an Erde. In the first of the aforementioned switch positions both feeds the outgoing measuring pulse as well as the return pulse the series connection of resistance R and potentiometer a on the one hand and the characteristic impedance of line L on the other. In both cases there is a capacitor assignment with the outer terminal of the potentiometer on earth.

Im Gegensatz dazu speist in der zweiten der vorerwähnten Umschalterstellungen der vorlaufende Meßimpuls den Widerstand R1 direkt und parallel dazu die Reihenschaltung von Wellenwiderstand der Leitung L und Potentiometer a. Der rücklaufende Impuls speist in Abweichung hiervon den Wellenwiderstand direkt und parallel dazu die Reihenschaltung von Widerstand R und Potentiometer a. In beiden letzterwähnten Fällen liegt immer eine der Kondensatorbelegungen über Potentiometer a an Erde. In contrast, feeds in the second of the aforementioned switch positions the leading measuring pulse directly crosses the resistor R1 and parallel to it the series circuit of characteristic impedance of line L and potentiometer a. The returning impulse In contrast to this, it feeds the wave impedance directly and in parallel to the series circuit of resistor R and potentiometer a. In both of the last-mentioned cases there is always one of the capacitor assignments via potentiometer a to earth.

Der Kurzzeitmesser besteht aus den Eingangsthyratrons TI und TII, der evakuierten Schirmgitterröhre SR, dem ballistischen Galvanometer G und dem Strommesser D zur Einstellung der Meßstromstärke J sowie aus einem weiteren Thyratron TIII, welches einen Teil einer Schutzschaltung für das Galvanometer bildet. Zur Steuerung des Eingangsthyratrons TI dient das aus dem Kondensator C2 und dem ohmschen Widerstand R2 gebildete Differenzierglied b. Die Außenklemmen des Differenziergliedes liegen parallel zum Abgriff des Potentiometers a und Erde. Die Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator C2 und dem Widerstand R2 ist zum Gitter des Thyratrons TI hingeführt. An Stelle des dargestellten RC-Gliedes kann auch ein LC-Glied verwendet werden, ohne daß sich an der später erläuterten Wirkungsweise Grundsätzliches ändert. The timer consists of the input thyratrons TI and TII, the evacuated screen grid tube SR, the ballistic galvanometer G and the ammeter D for setting the measuring current intensity J as well as from another thyratron TIII, which forms part of a protective circuit for the galvanometer. For controlling of the input thyratron TI is used by the capacitor C2 and the ohmic resistor Differentiator formed by R2 b. The outer clamps of the differentiating element are located parallel to the tap of the potentiometer a and earth. The junction between the capacitor C2 and the resistor R2 is led to the grid of the thyratron TI. Instead of the shown RC element, an LC element can also be used can be used without that fundamental changes in the mode of operation explained later.

Im Anodenkreis des Thyratrons T1 liegt die Schirmgitterröhre SR, welche die Anodenspannung vorbereitend an das Thyratron TI anlegt. In Reihe mit beiden Röhren liegt das ballistische Galvanometer G und der Strommesser D. Parallel zum Galvanometer ist ein mit g bezeichnetes RC-Glied vorgesehen. Die Betriebsspannung für den Kurzzeitmesser wird von einer Gleichspannungsquelle geliefert. The screen grid tube SR is located in the anode circle of the thyratron T1, which prepares the anode voltage on the Thyratron TI. In series with Both tubes have the ballistic galvanometer G and the ammeter D in parallel An RC element labeled g is provided for the galvanometer. The operating voltage for the timer is supplied by a DC voltage source.

Der Abgriff des Potentiometers a ist ferner zu dem Gitter des Eingangsthyratrons TII geführt. Die Kathodenkreise der Röhren TI und TII führen über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand e. Das Thyratron TIII, dessen Kathode mit den Kathoden der Thyratrons TI und verbunden ist, kann über einen in seinem Gitterkreis liegenden Endkontakt z des ballistischen Galvanometers G an eine positive Gleichspannungsquelle angeschaltet werden. The tap of the potentiometer a is also to the grid of the input thyratron TII led. The cathode circles of the tubes TI and TII lead over a joint Cathode resistance e. The thyratron TIII, its cathode with the cathodes of the thyratrons TI and is connected, can have an end contact lying in its grid circle z of the ballistic galvanometer G is connected to a positive DC voltage source will.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Berühren, wie dargestellt, die Kugelelektroden K1 und K2 des Impulsgerätes A einander, so wird dessen Kondensator C1 aus dem Gleichspannungsnetz ausgeladen. Es sei angenommen, daß der Umschalter X diejenige Stellung habe, in der die positive Belegung des Kondensators C1 geerdet und die negative Elektrode dieses Kondensators über die Kugelelektrode K1 an die Leitung L anschließbar ist. Diese Umschalterstellung ist erforderlich bei einem Leitungskurzschluß an der Fehlerstelle. Wird nunmehr die mit der negativen Elektrode des Kondensators C1 verbundene Kugelelektrode K1 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles der Kugelelektrode K3 genähert, so findet eine Entladung des Kondensators C1 statt. Es tritt hierbei ferner nur eine einmalige Entladung bei jeder Annäherung der schwenkbaren Kugelelektrode K an die Kugelelektrode K3 auf. Gleichzeitig mit der Aussendung des negativen Meßimpulses, der als negative Wanderwelle in die Leitung L einzieht, entsteht am Abgriff des Potentiometers a infolge Erdung des positiven Pols des Kondensators C1 ein negativer Spannungsimpuls von dem in Abb. 2 dargestellten Verlauf U = f (t). Dieser Spannungsimpuls liegt zugleich am Differenzierglied b an. Der durch Differentiation dU dieser Kurve erhaltene Stromverlauf s = C2 ddt ist durch die Kurve i= f (t) wiedergegeben. Da nämlich im ersten Augenblick die Spannungskurve U = f (t) ihren steilsten Anstieg ins Negative hat, so ist der entdU sprechende Differentialquotient dt und somit der Stromwert der Kurve i = f (t) am größten. Mit rascher Annäherung an die negative Spannungskuppe nimmt die Steilheit der Spannungskurve bis auf den Wert Null ab, so daß der zugeordnete Stromwert ebenfalls rasch dem Wert Null zustrebt. Bei abnehmenden negativen Spannungswerten U kehrt der Differentialquotient und somit auch der Strom seine Richtung um. Entsprechend der langsameren Abnahme der negativen Werte des Spannungsimpulses klingt der Strom entsprechend langsam ab. Der Strom hat also zunächst eine negative, steil verlaufende Stromkuppe, der eine langsamer abklingende, positive Stromkuppe folgt. Wird statt des Differenziergliedes ein LC-Schwingungskreis benutzt, der eine sehr hohe Eigenfrequenz hat, so wird der Schwingkreisstrom infolge der Anregung des Schwingkreises durch den negativen Spannungsimpuls U auch negativ an- und dann durch den Wert Null ins Positive schwingen [s. den Stromverlauf i = f (t) des in Abb. 2b dargestellten Diagramms]. In beiden Fällen wird die positive Stromkuppe zum Zünden des Thyratrons TI ausgenutzt. Hat diese Röhre gezündet, so ist sie durch Gittersteuerung nicht mehr beeinflußbar. Gleichzeitig damit beginnt der Strom J über die Schirmgitterröhre SR und über die beiden Instrumente G und D zu fließen. Die Röhre T11 wird nicht zum Zünden gebracht, weil die vom Schleifer des Potentiometers a abgegriffene, negative Spannung in voller Höhe unmittelbar am Gitter dieser Röhre anliegt und diese verriegelt. This device works as follows: Touch, like shown, the ball electrodes K1 and K2 of the pulse device A each other, so will whose capacitor C1 is discharged from the DC voltage network. Suppose that the changeover switch X has that position in which the positive assignment of the capacitor C1 grounded and the negative electrode of this capacitor via the ball electrode K1 can be connected to line L. This switch position is required in the event of a line short circuit at the point of failure. Will now be the one with the negative Electrode of the capacitor C1 connected spherical electrode K1 in the sense of the drawn When the arrow approaches the spherical electrode K3, the capacitor is discharged C1 instead. Furthermore, there is only a single discharge with each approach the pivotable ball electrode K to the ball electrode K3. At the same time with the emission of the negative measuring pulse, which acts as a negative traveling wave in the line L moves in, arises at the tap of the potentiometer a as a result of earthing the positive Poles of capacitor C1 a negative voltage pulse from that shown in Fig. 2 Course U = f (t). This voltage pulse is also applied to the differentiating element b at. The current curve s = C2 ddt obtained by differentiating dU of this curve is represented by the curve i = f (t). Because in the first moment the Voltage curve U = f (t) has its steepest negative rise, then the entdU speaking differential quotient dt and thus the current value of the curve i = f (t) am biggest. With a rapid approach to the negative tension crest, the steepness increases of the voltage curve down to the value zero, so that the assigned current value also quickly tends to zero. With decreasing negative voltage values U returns the differential quotient and thus also the current reverses its direction. Corresponding the slower decrease in the negative values of the voltage pulse does the current sound correspondingly slowly. So the current initially has a negative, steep gradient Stromkuppe, which is followed by a more slowly decaying, positive Stromkuppe. Will take place of the differentiating element uses an LC oscillation circuit, which has a very high natural frequency has, the resonant circuit current is due to the excitation of the resonant circuit through the negative voltage pulse U also negatively and then through the value zero ins Positive swing [s. the current curve i = f (t) of the diagram shown in Fig. 2b]. In both cases, the positive current tip is used to ignite the thyratron TI. Has if this tube is ignited, it is not by grid control more influenceable. Simultaneously with this, the current J begins via the screen grid tube SR and to flow through the two instruments G and D. The T11 tube will not caused to ignite because the negative Voltage is applied in full directly to the grid of this tube and this locks.

Kommt nun der ausgesandte negative Impuls durch Reflexion an der Fehlerstelle als positive Wanderwelle wieder zurück - dies ist bei Kurzschluß am Fehlerort der Fall so wird vom Schleifer des Potentiometers a ein positiver Spannungswert gegen Erde abgegriffen, unter dessen Einfluß die Röhre TII zündet. Dabei wird der Kathodenwiderstand e außer vom Anodenstrom der Röhre TI auch vom Anodenstrom der Röhre TII durchflossen, der das 10- bis 50fache des Anodenstromes der Röhre TI haben kann. Dadurch wird die Kathode der Röhre TI auf ein weit höheres Potential angehoben als dasjenige ihrer Anode, so daß die Röhre TI erlischt und damit den Strom in ihrem Anodenkreis sperrt. Die Röhre TII erlischt noch nicht, da deren Anodenpotential höher ist als dasjenige der Röhre TI, auf welche infolge ihrer Hintereinanderschaltung mit der Schirmgitterröhre SR als Anodenspannung ein weit geringerer Spannungsanteil fällt. Die Röhre TII erlischt erst aus folgendem Grunde: Der von der Anode dieser Röhre abzweigende Kondensator f ist stets so lange aufgeladen, als das Rohr TI1 gesperrt ist. Beim Öffnen der Röhre TII entlädt sich jedoch dieser Kondensator, wodurch die Anodenspannung der Röhre TII auf einen Wert unterhalb ihrer Brennspannung sinkt und damit das Rohr T11 erlöschen läßt. Nun kann sich der Kondensator f erneut aufladen. Now comes the negative impulse sent out by reflection at the Defect point back as a positive traveling wave - this is in the event of a short circuit on If the fault is the case, a positive voltage value is generated by the wiper of the potentiometer a tapped against earth, under the influence of which the tube TII ignites. The Cathode resistance e apart from the anode current of the tube TI also from the anode current of the Tube TII flowed through, which have 10 to 50 times the anode current of tube TI can. This raises the cathode of the tube TI to a much higher potential than that of its anode, so that the tube TI goes out and with it the current in its Anode circuit blocks. The tube TII does not go out because its anode potential is higher than that of the tube TI, on which as a result of being connected in series with the screen grid tube SR as the anode voltage, a far lower voltage component falls. The tube TII only goes out for the following reason: The one from the anode of this Tube branching capacitor f is always charged as long as the tube TI1 Is blocked. When the tube TII is opened, however, this capacitor discharges, whereby the anode voltage of the tube TII to a value below its burning voltage drops and thus the tube T11 extinguishes. Now the capacitor f can again charge.

Bei offener Leitung am Fehlerort muß der Schalter X umgelegt werden, wobei ein positiver Impuls auf die Leitung gelangt und ein ebensolcher vom Fehlerort zurückkehrt. In dieser Umschalterstellung wird der Widerstand R1 einerseits und die Hintereinanderschaltung aus Wellenwiderstand der Leitung L und Potentiometer a andererseits von dem positiven Meßimpuls gespeist. Die an Erde liegende Klemme des Potentiometers a hat dabei positiveres Potential als die gemeinsame Verbindungsklemme von R1 und a, so daß der Abgriffspunkt des Potentiometers gegenüber Erde negatives Potential hat. If the line is open at the fault location, switch X must be thrown, whereby a positive pulse arrives on the line and a similar one from the fault location returns. In this switch position, the resistor R1 on the one hand and the series connection of the characteristic impedance of the line L and the potentiometer a on the other hand fed by the positive measuring pulse. The terminal on earth of the potentiometer a has a more positive potential than the common connecting terminal of R1 and a, so that the tap point of the potentiometer is negative with respect to earth Has potential.

Da andererseits der rücklaufende positive Impuls den Wellenwiderstand der Leitung L direkt und parallel dazu die Reihenschaltung von R1 und a speist, so ist in diesem Fall das Potential des Potentiometerabgriffs ebenfalls positiv gegenüber Erde. Durch die aufgezeigten Schaltungsmaßnahmen treten am Gitter von TI und TI1 somit die gleichen Verhältnisse wie bei ausgesandten negativem Impuls - am Fehlerort Kurzschluß - auf, so daß der Kurzzeitmesser richtig mißt. On the other hand, the returning positive impulse has the characteristic impedance the line L directly and in parallel feeds the series connection of R1 and a, so in this case the potential of the potentiometer tap is also positive opposite earth. The circuit measures shown occur on the grid of TI and TI1 thus have the same conditions as when a negative pulse was sent - Short circuit at the fault location - so that the timer measures correctly.

Die Schirmgitterröhre SR dient in an sich bekannter Weise zur Einregelung des Meßstromes J im Kurzzeitmesser. Diese Regelung erfolgt mittels der Steuergitterspannung, die sich bei geöffnetem Thyratron TI am Kathodenwiderstand der Schirmgitterröhre einstellt. The screen grid tube SR is used for adjustment in a manner known per se of the measuring current J in the timer. This regulation takes place by means of the control grid voltage, which is located at the cathode resistance of the screen grid tube when the thyratron TI is open adjusts.

Darüber hinaus kann in Weiterbildung der Erfindung die Steuergitterspannung der Röhre SR zur Nullstromregelung, d. h. zur Unterdrückung des bei gesperrtem Thyratron TI noch auftretenden Reststromes benutzt werden. Bei entsprechender Wahl der Schirmgitter- und Anodenspannung (Usg 1> Ua) kann nämlich eine weitgehende Sperrung des Meßstromes J erreicht werden, der vom Thyratron TI bei Anliegen seiner Sperrspannung nur unvollständig unterdrückt wird. Auf diese Weise kann der Meßstrom J bis auf einen Wert < 5 10-9 A gesenkt werden. Außerdem dient die Schirmgitterröhre dazu, gegebenenfalls auftretende Rückströme durch die Röhre TI vollständig zu sperren.In addition, in a further development of the invention, the control grid voltage the tube SR for zero current regulation, d. H. to suppress the thyratron when the thyratron is blocked TI still occurring residual current can be used. With the appropriate choice of the screen grid and anode voltage (Usg 1> Ua) can in fact block the measuring current to a large extent J, that of the Thyratron TI only incompletely when its reverse voltage is applied is suppressed. In this way the measuring current J can be reduced to a value of <5 10-9 A be lowered. In addition, the screen grid tube serves to prevent any Completely block reverse currents through the TI tube.

Dadurch, daß zum Ein- und Abschalten des Meßstromes jeweils die Zündzeit beider Eingangsthyratrons TI und TII benutzt wird und diese bei gleichen Typen in der gleichen Größenordnung liegt, läßt sich der Einfluß der Ansprechzeiten dieser beiden Thyratrons auf das Endergebnis ausschalten. In that the ignition time is used to switch the measuring current on and off both input thyratron TI and TII is used and these are the same for the same types in is of the same order of magnitude, the influence of the response times of this turn off both thyratrons on the end result.

Zur Erreichung eines sprunghaften Anstiegs des Anodenstroms beim Zünden des Thyratrons TI darf der Meßkreis des Kurzzeitmessers nur ohmsche Größen enthalten. Diesem Zweck dient die parallel zur Drehspule des ballistischen Galvanometers G liegende RC-Kombination g, wobei der gesamte Meßkreis bei geeigneter Dimensionierung wie ein ohmscher Widerstand wirkt. To achieve a sudden increase in the anode current during Ignition of the thyratron TI, the measuring circuit of the timer may only be ohmic contain. The parallel to the moving coil of the ballistic galvanometer serves this purpose G horizontal RC combination g, with the entire measuring circuit with suitable dimensioning how an ohmic resistor works.

Dies geht aus folgenden Überlegungen hervor: Da das Galvanometer als Serienschaltung der Wicklungsinduktivität L, und des ohmschen Wicklungswiderstandes R, aufzufassen ist [s. das Ersatzschaltbild der Abb. 3a], so steigt beim plötzlichen Schließen des Galvanometerkreises der Strom Je im Galvanometer nicht plötzlich, sondern mit der Zeit nur allmählich an [s. den in Abb. 3b über die Zeitspanne to - ti sich erstreckenden, mit a bezeichneten Stromverlauf J, = f (t)]. Da gleichzeitig mit dem Schließen des Galvanometerkreises jedoch die Kapazität Cp des Parallelkreises g bei ihrer Aufladung über den vorgeschalteten ohmschen Widerstand R, den entgegengesetzten Stromverlauf erzwingt [s. den Verlauf JG = f (t) in Abb. 3b], so kann sich beim Abschalten des Kurzzeitmessers im Zeitpunkt t1 die Kapazität C, im Parallelkreis über das Galvanometer mit einem Stromverlauf b entladen, welcher der im Kurvenzug a anfänglich fehlenden Strommenge entspricht. Das Integral der von den Kurvenzügen a und b des Galvanometerstromes über die Zeit t0 - t2 begrenzten Flächenelemente entspricht dann genau der Fläche eines mit gestrichelten Linien angedeuteten, rechteckförmigen Impulses, dessen Fußbreite die Meßzeitspanne t0 - t1, d. h. die Laufzeit der hin- und rückkommenden Wanderwelle, darstellt.This follows from the following considerations: Since the galvanometer as Series connection of the winding inductance L and the ohmic winding resistance R, is to be understood [s. the equivalent circuit diagram in Fig. 3a], then increases with the sudden Closing the galvanometer circuit the current never suddenly in the galvanometer, but only gradually over time [s. the in Fig. 3b over the period to - ti extending, with a designated current course J, = f (t)]. Since at the same time with the closing of the galvanometer circuit, however, the capacitance Cp of the parallel circuit g when it is charged via the upstream ohmic resistor R, the opposite one Force course of current [s. the course JG = f (t) in Fig. 3b], then at The short-time meter is switched off at time t1, the capacitance C, in the parallel circuit discharged through the galvanometer with a current curve b, which is the curve a corresponds to the initially missing amount of electricity. The integral of the curves a and b of the galvanometer current over the time t0 - t2 limited surface elements then corresponds exactly to the area of a rectangular shape indicated by dashed lines Pulse, the foot width of which corresponds to the measuring time span t0 - t1, i.e. H. the duration of the and returning traveling wave.

Um das ballistische Galvanometer G vor Überlastung durch einen Dauerstrom zu schützen, ist die Drehspule des Galvanometers G mit einem federnden Endkontakt z versehen, der bei Erreichung des maximalen Ausschlages Schutzmaßnahmen gegen Überlastung des Galvanometers einleitet. Dieser Endkontakt kann beispielsweise ein Relais steuern, welches das Instrument kurzschließt, oder durch eine Röhrenschaltung eine Unterbrechung des Dauerstromes herbeiführen. Eine solche Röhrenschaltung ist durch das Thyratron TIII angedeutet, dessen Gitter durch den Endkontakt z des ballistischen Galvanometers an positive Spannung gelegt wird. Der dadurch hervorgerufene Stromfluß im Thyratron T111 setzt das Kathodenpotential der Röhre TI derart hierauf daß die Röhre TI erlischt und daher der das Galvanometer durchfließende Dauerstrom unterbrochen wird. To protect the ballistic galvanometer G from being overloaded by a continuous current The moving coil of the galvanometer G is to be protected with a resilient end contact z, the protective measures against overload when the maximum deflection is reached of the galvanometer. This end contact can, for example, control a relay, which short-circuits the instrument, or an interruption through a tube circuit of the continuous current. Such a tube circuit is through the thyratron TIII indicated, its grid through the end contact z of the ballistic galvanometer is applied to positive voltage. The resulting current flow in the thyratron T111 sets the cathode potential of the tube TI in such a way that the tube TI goes out and therefore the continuous current flowing through the galvanometer is interrupted.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for determining the fault location on electrical Lines from the transit time of traveling waves by means of the duration of the back and forth Return of the wave determining short-term measuring device with only one measuring input the current held constant in the timer during the time to be measured flows, characterized in that when using a per se known short-time meter with two grid-controlled, gas or steam-filled ones provided on the inlet side Discharge vessels (thyratrons) to limit the measuring time one discharge vessel (T1) with the mediation of a differentiator (C2, R2) and the other (T11) directly is connected to the input of the timer and this input by means of a changeover switch (X) in the to reverse the polarity of the pulse to be transmitted It can be switched over in both switch positions to control the discharge vessels an input voltage occurs at the timer, which occurs in each case with leading and has the same polarity in each case with the returning measuring pulse, d. H. at advance negative and positive on return.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in the outer circle of the pulse device a combination of resistors, consisting of the series connection a fixed resistor (R1) and a potentiometer (a) is provided that the external terminal of the fixed resistor connected to the line to be measured (L) is and the external terminal of the potentiometer, whose tap voltage for Control of the two thyratrons is used, is grounded, and that the voltage is applied the aforementioned resistor combination can be carried out in this way via the switch (X) is, - that in one switch position (emission of a negative voltage pulse) the series connection of the fixed resistor (R1) and potentiometer (a) as well as the parallel the line impedance (Z) for this, both from the forward and the returning Pulse is fed and in the other switch position (transmission of a positive Voltage pulse) the fixed resistor (R1) and parallel to this the series connection from line impedance (Z) and potentiometer (a) from the forward impulse, from the backward impulse on the other hand, the line impedance and, in parallel, the series connection of fixed resistance (R1) and potentiometer (a) is fed.

3. Arrangement according to claim 1 and 2 using a screen grid tube to keep the current used for short-term measurement constant, thereby marked, that the screen grid tube (SR) in series with that controlled by the forward pulse Thyratron (TI) is fed, which for a significantly lower anode voltage is designed as the thyratron (TII) controlled by the returning pulse, and that furthermore a cathode resistor (e) common to the two tubes is dimensioned in such a way is that as soon as the anode currents of both thyratrons flow through them simultaneously, the cathode potential of the thyratron (TI) to a far higher potential than that its anode is raised, whereupon this tube goes out while the thyratron (TII) remains ignited due to its higher anode potential.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that im The anode circuit of the thyratron (tier) has a capacitor (f) which is in the blocked state this thyratron charges itself and its anode voltage is at the level of the ignition voltage this thyratron holds, but when this tube is opened it discharges and drops brings about the anode voltage below the burning voltage of the thyratron.

5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that the Screen grid tube (SR) by choosing its operating voltages the measuring current with blocked Thyratron (TI) practically suppressed un <i, blocking reverse currents through this.

6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that parallel to the moving coil of a ballistic galvanometer (G) serving as a display device RC element is switched.

7. Arrangement according to claim 1 to 6, characterized in that the ballistic galvanometer (G) via an end contact (z) to prevent protective measures Overload of the galvanometer initiates.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the ballistic Galvanometer (G) controls a tube circuit through its end contact (z), which controls the Measurement current blocks.

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that for blocking Another thyratron (TIII) serves the measuring current, which with the thyratron (TI) has the same cathode resistance and its grid through the end contact (z) of the Galvanometer (G) can be applied to a positive voltage in such a way that with ignition of the thyratron (TIrI) by increasing the cathode potential of the thyratron (TI) whose circuit is blocked.

10. Arrangement according to claim 1 to 9, characterized in that the storage capacitor (C1) of the pulse device during the pulse transmission from the Power supply network can be switched off and by passing a movable one Ball (K1) on fixed balls (K2, K3) in any case, even if the network is undervoltage a discharge, and only a single one can be achieved.

Considered publications: German Patent Specifications No. 816 571.837 564.908 956; Swiss patent specification No. 224 139.