DE1219364B - Anordnung zum Fernuebertragen des Messergebnisses einer zum Messen der Fehlerstellenentfernung auf einer Leitung dienenden Schaltung - Google Patents

Description

• Anordnung zum Fernübertragen des Meßergebnisses einer zum Messen der Fehlerstellenentfernung auf einer Leitung dienenden Schaltung Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Fernübertragen des Meßergebnisses einer zum Messen der Fehlerstellenentfernung auf einer Leitung dienenden Schaltung. Zum Messen der Fehlerstellenentfernung ist bekannt, daß nach Auftreten des Fehlers ein erster Speicherkondensator - in F i g. 1 der Zeichnung mit C1 bezeichnet - auf den Scheitelwert einer der Fehlerspannung auf der Leitung proportionalen Meßspannung Uk und gleichzeitig ein zweiter Speicherkondensator C2 auf den Scheitelwert einer dem Fehlerstrom auf der Leitung proportionalen Meßspannung 1k R aufgeladen werden. Diese Aufladung erfolgt in der Weise, daß bei einem innerhalb des zu überwachenden Leitungsstückes auftretenden Fehler die Spannung am zweiten Kondensator C2 größer als die am ersten Kondensator C1 ist. Nach Abschaltung der Ladestromkreise beider Speicherkondensatoren C1 und C2 werden diese durch Umlegen der Kontakte a, und a2 eines in der Regel durch den von der Schutzeinrichtung erzeugten Auslöseimpuls betätigten Relais bis zur Spannungsgleichheit entladen. Die für die Entladung der Speicherkondensatoren auf Spannungsgleichheit erforderliche Zeitspanne wird bei diesem bekannten Verfahren durch gleichzeitige Änderung sowie Auswertung des Ladungszustandes eines Hilfskondensators, der in F ig. 1 mit Cn bezeichnet ist, als Maß für die Fehlerstellenentfernung verwendet. Der Hilfskondensator CH ist, wie F i g. 1 erkennen läßt, bis zum Umlegen des Kontaktes a3 mit der Hilfsspannungsquelle UH verbunden, befindet sich also beim Umlegen des genannten Kontaktes im Augenblick der Spannungsgleichheit an den beiden Speicherkondensatoren C1 und C2 auf einem definierten Ladungszustand. Daher ist die Restspannung nach Auftrennen des Entladestromkreises des Kondensators CII infolge Ansprechens des Nullspannungsrelais N ein eindeutiges Maß für die Entfernung der Fehlerstelle.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebene Anordnung zum Fernübertragen des Meßergebnisses einer zum Messen der Fehlerstellenentfernung auf einer Leitung dienenden Schaltung geeignet zu machen. Diese Aufgabe löst eine Anordnung der beschriebenen Art, bei der gemäß der Erfindung eine Übertragungsleitung, ein Impulsgenerator sowie in Abhängigkeit von dem Ladungszustand des Hilfskondensators betätigte Relais vorgesehen sind, die entweder nach Entladung der beiden Speicherkondensatoren auf Spannungsgleichheit während einer vom Ladungszustand des Hilfskondensators abhängigen Zeitspanne die vom Impulsgenerator erzeugten Impulse auf die Übertragungsleitung gelangen lassen oder während der zur Entladung beider Speicherkondensatoren auf Spannungsgleichheit erforderlichen Zeitspanne eine logarithmische Änderung der Impulsfrequenz des Impulsgenerators in Abhängigkeit vom Ladungszustand des Hilfskondensators veranlassen, so daß in beiden Fällen eine der Fehlerstellenentfernung proportionale Anzahl von Impulsen auf die Übertragungsleitung gelangt, an deren anderem Ende ein Empfangsgerät mit einer Impulszähleinrichtung angeordnet ist.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Vergleichskapazität vorgesehen, die nach Entladung der beiden Speicherkondensatoren auf Spannungs gleichheit von dem Impulsgenerator unter gleichzeitiger Aussendung von Impulsen auf die Übertragungsleitung impulsweise aufgeladen wird.
• Ferner ist bei dieser Ausführungsform eine Relaiseinrichtung vorgesehen, die bei Erreichen einer vorbestimmten Differenz der Ladungszustände an Hilfskondensator und Vergleichskapazität die weitere Aussendung von Impulsen auf die Übertragungsleitung verhindert.
• Arbeitet die Schaltungsanordnung in der Weise, daß der Hilfskondensator während der zur Entladung der beiden Speicherkondensatoren auf Spannungsgleichheit erforderlichen Zeitspanne zumindest teilweise entladen wird, ist die Relaiseinrichtung zweckmäßig als Nullspannungsrelais ausgebildet und verhindert bei Eintritt der Spannungsgleichheit an Hilfskondensator und Vergleichskapazität die weitere Aussendung von Impulsen auf die Übertragungsleitung.
• Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist in F i g. 1 in ihren wesentlichen Teilen wiedergeben. Der linke Teil der Schaltungsanordnung, der die Erzeugung der Differenzspannung d U durch Entladung der beiden Speicherkondensatoren C1 und C2 über die WiderständeR1 und R2 vornimmt, wurde im Prinzip bereits beschrieben. Dasselbe gilt für den mittleren Teil der Schaltungsanordnung mit dem Entladekreis des Hilfskondensators CII, an dessen WiderstandRH im Augenblick des Nullwerdens der Differenzspannung d U und damit des Ansprechens des Nullspannungsrelais N die Spannung Ux steht. Infolge Umlegens des Kontaktes n1 wird diese Spannung der einen Anschlußklemme des hochohmigen Relais V zugeschaltet, dessen andere Klemme mit der Vergleichskapazität Cv verbunden ist. Das Relais V ist vorzugsweise ein elektronisches Relais. Die Vergleichskapazität Cv wird nach Entladung der beiden Speicherkondensatoren C1 und C2 auf Spannungsgleichheit infolge Schließens des zum Relais N gehörenden Kontaktes n2 im Stromkreis des Impulsgenerators P von diesem unter gleichzeitiger Aussendung von Impulsen auf die Übertragungsleitung UL impulsweise aufgeladen. Diese Aufladung der Vergleichskapazität Cv ist möglich, da der Kontakt a4 bereits zu Beginn der voraufgegangenen Entladung der Speicherkondensatoren C1 und C2 geöffnet wurde. Bei Erreichen einer vorbestimmten Differenz der Ladungszustände des Hilfskondensators CA, und der Vergleichskapazität Cv, in diesem Schaltungsbeispiel bei Spannungsgleichheit, verhindert das Ansprechen des Relais V durch Öffnen des Kontaktes v die weitere Aussendung von Impulsen auf die Übertragungsleitung UL. Man kann die Anordnung also als Verschlüßler bezeichnen.
• Die übertragenen Impulse gelangen am anderen Ende der Leitung UL über den Empfangsverstärker E auf die Zähleinrichtung Z. Die Anzahl der über die Leitung ÜL übertragenen Impulse ist infolge der doppeltlogarithmischen Umsetzung über zwei Kondensatoren - C1, C2 und CII - direkt der Fehlerstellenentfernung proportional.
• Die Impulse können in Abwandlung der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 auch mittels eines Meßinstrumentes erzeugt werden, das beim Zeigerrückgang eine der den Meßwert darstellenden Zeigerstellung entsprechende Impulszahl abgibt.
• Bei einer weiteren zweckmäßigen Schaltungsanordnung nach der Erfindung führt ein in Abhängigkeit vom Ladungszustand der Speicherkondensatoren cl und C2 betätigtes Relais dem Impulsgenerator P zwecks Modulation seiner Impulsfrequenz die sich ändernde Spannung am Hilfskondensator CII während der Zeitspanne zu, die zur Entladung der beiden Speicherkondensatoren C1 und C2 auf Spannungs gleichheit erforderlich ist. Besonders zweckmäßig ist es, den Entladekreis des Hilfskondensators CII und/ oder den Impulsgenerator P so auszulegen, daß sich die Impulsfrequenz in Abhängigkeit von der Spannung am Hilfskondensator Cn logarithmisch ändert.
• In diesem Fall ist nämlich, wie die folgende Rechnung zeigt, die Anzeige der ZähleinrichtungZ am anderen Ende der Leitung UL direkt proportional der zu messenden Impedanz Zx und damit der Entfernung der Fehlerstelle: Während der zur Entladung der beiden Speicherkondensatoren C1 und C2 auf Spannungsgleichheit erforderlichen Zeitspanne tx wird die Impulsfrequenz f des Impulsgenerators P durch den Ladungszustand des HilfskondensatorsCn, d. h. durch eine sich während dieser Zeit durch Entladung ändernde Spannung Ux, in Abhängigkeit von der laufenden Zeit t nach folgender Funktion moduliert: Hierin bedeuten K eine Konstante und TM die Zeitkonstante der Messung.
• Da sich die Impulsfrequenz f als Ableitung der Pulszahl p nach der Zeit gemäß ausdrücken läßt, gibt die Zähleinrichtung Z am anderen Ende der Leitung die Pulszahl wieder. Die Zeit tx ist, wie bereits ausgeführt, ein Maß für die Impedanz Zx und damit für die zu übertrag gende Fehlerstellenentfernung. Sie bestimmt sich aus der Beziehung Dabei ist TM als Zeitkonstante der Messung durch die Entladungszeitkonstanten der Speicherkondensatoren C1 und C2 gegeben.
• Unter Verwendung von (4) erhält man Die Konstantec wird für den Wert der Impedanz Zx der gesamten Leitungsstrecke bestimmt. Pie von der Zähleinrichtung Z wiedergegebene Impuls zahl p ist also proportional der zu messenden Impedanz Zx und damit der Entfernung.
• Ein Ausführungsbeispiel für diese erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeigt F i g. 2. Sie unterscheidet sich von der in F i g. 1 dargestellten Anordnung insbesondere dadurch, daß jetzt die vom Impulsgenerator P erzeugten Impulse bereits während der Entladung des Hilfskondensators Cli, d. h. während der zur Entladung der beiden Speicherkondensatoren C1 und C2 auf Spannungsgleichheit erforderlichen Zeit, vom Ladungszustand des Hilfskondensators Cn beeinflußt werden. Solange nämlich infolge des nicht erregten Zustandes des Nullspannungsrelais dessen Kontakt n3 den über den Widerstand RH verlaufenden Entladestromkreis schließt, moduliert die Spannung Ux logarithmisch die Frequenz der von dem Impulsgenerator erzeugten Impulse. Die Impulse werden über die Leitung UL wiederum zu der Empfangseinrichtung E und der Zähleinrichtung Z übertragen. Zweckmäßig erzeugt der Impulsgenerator bei Um =0 keine Impulse.
• In Fig.3 ist ein geeigneter Impulsgenerator in seinen wesentlichen Bestandteilen angedeutet. Das Steuergitter 1 der Doppelgitterröhre I gehört zum Oszillatorschwingkreis, während auf das Steuergitter 2 dieser Röhre die Spannung Ux gegeben wird.
• Der Einfluß dieser Spannung bewirkt eine Veränderung der Scheinwiderstände im Röhrenkreis, wodurch die Oszillatorfrequenz geändert wird. Die Röhre II schneidet als Begrenzerstufe die Spitzen der frequenzmodulierten Schwingungen ab, so daß als A;usgangsspannung dieses Impulsgenerators Impulse einer durch die Spannung Ux bestimmten Frequenz erscheinen.
• Man kann unter Verwendung des Merkmales der in Fig. 1 beschriebenen Schaltungsanordnung, daß die Auswertung der Spannung am Hilfskondensator Cn infolge Betätigung des Umschaltkontaktes nl erst nach der zur Entladung der beiden Speicherkondensatoren C1 und C2 auf Spannungsgleichheit erforderlichen Zeitspanne erfolgt, die in Fig.2 wiedergegebene Anordnung auch dahingehend modifizieren, daß die Spannung Ux dem Impulsgenerator P erst nach Beendigung des Entladungsvorganges des Hilfskondensators CH zugeführt wird. Dann werden über die Leitung UL Impulse einer Frequenz übertragen, die durch die Restspannung am Hilfskondensator Cn bestimmt ist und mittels des in diesem Falle als Frequenzmesser ausgebildeten Zählgerätes Z als Maß für die Fehlerstellenentfernung angegeben wird.
• Es ist einzusehen, daß der Hilfskondensator sowie die zur Anzeige bzw. Auswertung seines Ladungszustandes erforderlichen Mittel sowohl hinsichtlich ihres Platzbedarfs als auch ihrer Kosten einen wesentlichen Teil der Schaltungsanordnung darstellen. Aus diesem Grunde kann es zweckmäßig sein, den Hilfskondensator CH mit den zur Auswertung seines Ladungszustandes erforderlichen Einrichtungen und gegebenenfalls auch die Speicherkondensatoren C1 und C2 sowie die Empfangseinrichtungen E, Z am anderen Ende der Übertragungsleitung UL für mehrere zu überwachende Leitungsstücke gemeinsam vorzusehen.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Anordnung zum Fernübertragen des Meßergebnisses einer zum Messen der Fehlerstellenentfernung auf einer Leitung dienenden Schaltung, in der nach Auftreten des Fehlers ein erster Speicherkondensator auf den Scheitelwert einer der Fehlerspannung auf der Leitung proportionalen Meßspannung und gleichzeitig ein zweiter Speicherkondensator auf den Scheitelwert einer dem Fehlerstrom auf der Leitung proportionalen Meßspannung derartig aufgeladen werden, daß bei einem Fehler innerhalb des zu überwachenden Leitungsstückes die Spannung am zweiten Kondensator größer als die am ersten Kondensator ist und bei der die nach Abschaltung der Ladestromkreise beider Speicherkondensatoren bis zur Entladung auf Spannungsgleichheit erforderliche Zeitspanne durch gleichzeitige Änderung sowie Auswertung des Ladungszustandes eines Hilfskondensators als Maß für die Fehlerstellenentfemung dient, dadurch gekennz eichnet, daß eine Obertragungsleitung (UL), ein Impulsgenerator (P) sowie in Abhängigkeit von dem Ladungszustand des Hilfskondensators (Cn) betätigte Relais (Fig. 1: N, V; F i g. 2: N) vorgesehen sind, die entweder nach Entladung der beiden Speicherkondensatoren (C1, C2) auf Spannungsgleichheit während einer vom Ladungszustand des Hilfskondensators (Cn) abhängigen Zeitspanne die vom Impulsgenerator (P) erzeugten Impulse auf die Übertragungsleitung (UL) gelangen lassen oder während der zur Entladung beider Speicherkondensatoren (C1, C2) auf Spannungsgleichheit erforderlichen Zeitspanne eine logarithmische Änderung der Impulsfrequenz des Impulsgenerators (P) in Abhängigkeit vom Ladungszustand des Hilfskondensators (C/l) veranlassen, so daß in beiden Fällen eine der Fehlerstellenentfernung proportionale Anzahl von Impulsen auf die Ubertragungsleitung (UL) gelangt, an deren anderem Ende ein Empfangsgerät(E) mit einer Impulszähleinrichtung (Z) angeordnet ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergleichskapazität (F i g. 1: Cv) vorgesehen ist, die nach Entladung der beiden Speicherkondensatoren (cit, C2) auf Spannungsgleichheit vom Impulsgenerator (P) unter gleichzeitiger Aussendung von Impulsen auf die Übertragungsleitung (UL) impulsweise aufgeladen wird, und daß eine Relaiseinrichtung (V) vorgesehen ist, die bei Erreichen einer vorbestimmten Differenz der Ladungszustände an Hilfskondensator (Cn) und Vergleichskapazität (Cv) die weitere Aussendung von Impulsen auf die Übertragungsleitung (UL) verhindert.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, bei der die Anderung des Ladungszustandes des Hilfskondensators (CII) während der Zeitspanne bis zur Entladung der beiden Speicherkondensatoren (Cl, C2) auf Spannungsgleichheit eine zumindest teilweise Entladung desselben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaiseinrichtung (Fig. 1: V) als Nullspannungsrelais wirkt und bei Eintritt der Spannungsgleichheit an Hilfskondensator (CII) und Vergleichskapazität (Cv) die weitere Aussendung von Impulsen auf die Übertragungsleitung (UL) verhindert.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Abhängigkeit vom Ladungszustand der Speicherkondensatoren (C1, C2) betätigte Relais (F i g. 2: N) dem Impulsgenerator (P) zwecks Modulatoin seiner Impulsfrequenz die Spannung am Hilfskondensator (Cn) zuführt.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (F i g. 2: N) dem Impulsgenerator (P) die sich ändernde Spannung am Hilfskondensator (Cn) während der Zeitspanne bis zur Entladung der beiden Speicherkondensatoren (C1, C2) auf Spannungsgleichheit zuführt.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladekreis des Hilfskondensators (Cn) und/oder der Impulsgenerator (P) so ausgelegt sind, daß sich die Impulsfrequenz in Abhängigkeit von der Spannung im Hilfskondensator (CH) logarithmisch ändert.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (F i g. 2: N) dem Impulsgenerator (P) die Spannung am Hilfskondensator (CH) nach Entladung der beiden Speicherkondensatoren (Cl, C2) auf Spannungsgleichheit zuführt und die Impulszähleinrichtung (Z) als Impulsfrequenzmesser ausgebildet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 027 789, 1 095 391.