DE2027942B2 - Verfahren zur Verbesserung der Energiebilanz bei Kabelfehlerortungen mit Stoßspannungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das bei Kabelfehlerortung mit Stoßspannungen das Verhältnis der Energie, die bei einem Überschlag am Fehlerort frei wird, 'ugunsten der Überschlagsenergie verbessert.

Bekannte Verfahr .n zur "Aoßortung von Kabelfehlern arbeiten in der Weise, Haß ein Kondensator auf eine wesentlich höhere Spannung als die Betriebsspannung des betreffenden Kabels aufgeladen wird und er dann über eine Funkenstrecke, ein Thyratron, einen Thyristor oder einen Schlagschalter impulsartig auf das Kabel entladen wird.

Dabei wird ein Teil der Energie an der Fehlerquelle explosionsartig frei, während ein nicht unerheblicher Teil im Längswiderstand des Kabels in Wärme umgesetzt wird. Die am Fehlerort umgesetzte Energie entspricht dem Produkt aus Bogenspannung, mittlerem Strom und Impulsdauer.

Die Bogenspannung ist nahezu vom Strom unabhängig und liegt bei den in Encrgiekabeln vorliegenden Verhältnissen immer unter 100 V. Um aber einen Überschlag einzuleiten, muß die Zündspannung, d. h. die Ladespannung des Kondensators, wesentlich über der Betriebsspannung des Kabels, in der Praxis zwischen 1000 und 100 000 V, liegen.

Das bedeutet aber, daß — wenn der Überschlag einen Lichtbogen eingeleitet hat — eine Energie, die dem Produkt aus dem Spannungszeitintegral: Kondensatorspannung minus Bogenspannung und dem Stromzeitintegral entspricht, im Längswiderstand vernichtet wird, d.h., je höher die Kondensatorspannung bei gleicher Kondensatorenergie ist, desto weniger Energie kommt dem Überschlagslichtbogen an der Fehlerstelle zu gute.

Mit anderen Worten, die an der Fehlerstelle umgesetzte Energie ist linear vom Strom und von der Zeit abhängig. Die im Längswiderstand umgesetzte Energie ist quadratisch vom Strom und linear von der Zeit unabhängig. Eine Verkleinerung des Stromes bei entsprechender Zeitausdehnung bringt also eine Verbesserung der Energiebilanz zugunsten der Fehlerstelle.

Zu anderen Zecken wird bei der Stromspanmmgsortung eine Induktivität zwischen Schaltelement und Kabel geschaltet. Eine solche Induktivität wird auch bei dem Verfahren nach der Erfindung /erwend ;i.

Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt die Verbesserung der Energiebilanz zwischen Cberschlags- und Verlustenergie, d. h. zwischen der Energie, die bei Venahren zur Fehlerortung mit S.oßimpulsen, bei denen sich ein Kondensator über ein Schaltelement und eine Induktivität auf ein Kabel entlädt, am Fehlerort frei wird und der Energie, die im Längswiderstand des Kabels vernichtet wird, in der Weise, daß durch entsprechende Bemessung der Induktivität und durch Überbrückung von Induktivität und Kabel durch eine Diode in Sperrichtung zur Kondensatorspannung die Stoßimpulse in Richtung auf eine Zeitverlängerung und Spitzenstromreduzierung verformt werden. Auf diese Weise wird eine Verringerung der im Längswiderstand vernichteten Energie zugunsten der Überschlagsenergie erreicht. Das Zündvevhalten wird dabei nicht verschlechtert. Beim Durchschalten des Schaltelementes steht, da vom geringen Ableit- und Ladestrom des Kabels abgesehen kein Strom fließt, die volle Kondensatorspannung an Kabel und Fehler. Es kommt zum Überschlag. Der dann einsetzende Strom wird in beschriebener Weise zugrunsten einer Zeitverlängerung

begrenzt.

Die Stromreduzierung zugursten einer Zeitverlängerung darf jedoch nur so weit getrieben werden, daß noch ein explosionsartiges Freiwerden der Energie erfolgen kann. Das ist so lange der Fall, wie ein im Hörbarkeitsbereich liegender Schallstoß entsteht. Dazu darf die Impulsdauer bis zu mehreren Millisekunden betragen.

Das Verfahren arbeitet entsprechend, wenn die Diode fortgelassen wird. Dann kommt es zu einer Schwingung, die durch Längswiderstand und Lichtbogen gedämpft wird. Durch die höheren Frequenzen, die dabei auftreten, sind die frcquenzabhängigen Verluste in der Drossel und im Ableitwiderstand des Kabels größer, so daß die Energiebilanz bezogen auf den Fehler ungünstiger wird.

Die Ausführungen gelten streng nur dann, wenn der Wellenwiderstand des Kabels keine Rolle spielt, d. h., wenn die Impulsdauer lang gegenüber der Impulslaufzeit zum Fehler ist. Das ist jedoch durch die angestrebte Impulsverlängerung bei den Kabelverhältnissen in der Praxis der Fall.

Die Anordnung der Schaltelemente zeigt die Abbildung.

1 ist der Stoßkondensator, 2 das Schaltelement (hier eine Funkenstrecke), 3 die Diode, 4 die Drossel und 5 das fehlerhafte Kabel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Verfahren zur Verbesserung der Energiebilanz zwischen Überschlagsenergie und Verlust- s energie, d.h. zwischen der Energie, die bei Verfahren zur Fehlerortung mit Stoßimpulsen, bei denen sich ein Kondensator über ein Schaltelement und eine Induktivität auf ein Kabel entlädt, am Fehleron frei wird und der Energie, die im Längswiderstand des Kabels vernichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Bemessung der Induktivität und durch Überbrückung von Induktivität und Kabel durch eine Diode (3) in Sperrichtung zur Kondensatorspannung die Stoßimpulse in Richtung auf eine Zeitverlängerung und Spitzenstromredi«- zicrung verformt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaltungsvereinfachung auf die Diode (3) verzichtet wird und die Induktivität (4/ so bemessen wird, daß die genannte Impulsverformung in Form einer gedämpften Schwingung erfolgt.

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