DE2034523B2 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR BURNING DOWN CABLE FAULTS - Google Patents

CIRCUIT ARRANGEMENT FOR BURNING DOWN CABLE FAULTS

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DE2034523B2 DE19702034523 DE2034523A DE2034523B2 DE 2034523 B2 DE2034523 B2 DE 2034523B2 DE 19702034523 DE19702034523 DE 19702034523 DE 2034523 A DE2034523 A DE 2034523A DE 2034523 B2 DE2034523 B2 DE 2034523B2
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    • G01R31/10—Locating faults in cables, transmission lines, or networks by increasing destruction at fault, e.g. burning-in by using a pulse generator operating a special programme

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Niederbrennen von Kabelfehlern, um hochohmige Schlüsse so niederohmig zu machen, daß sie mittels der bekannten Meßverfahren geortet werden können.The invention relates to a circuit arrangement for burning down cable faults, in order to make high-resistance connections so low that they can be located by means of the known measuring methods.

Um eine Fehlerstelle an einem Kabel niederzubrennen, muß der Lichtbogen an der Fehlerstelle gezündet und dann durch Änderung der Stromstärke niederge-To burn down a fault on a cable, the arc must be ignited at the fault location and then reduced by changing the amperage

5."· brannt werden. Wenn für den Zündvorgang eine hohe Zündspannung erforderlich ist, wirkt sich die Kapazität des Kabels in der Weise unangenehm aus, daß infolge der großen gespeicherten Energie eine Zerstäubung der an der Fehlerstelle gebildeten Kohle eintritt und5. "· burned. If a high ignition voltage is required for the ignition process, the capacitance has an effect of the cable in such a way that, as a result of the large amount of stored energy, atomization of the carbon formed at the fault occurs and

'· dadurch cer eigentliche Brennvorgang nicht eingeleitet werden kann. Diese Schwierigkeit wird bei einem bekannten Verfahren (DTPS ^ 41 555) zum Niederbrennen einer Fehlerstelle an einem Kabel dadurch überwunden, daß die Zündung an der Fehlerstelle durch'· This means that the actual burning process is not initiated can be. This difficulty arises in a known method (DTPS ^ 41 555) for burning down a fault on a cable is overcome by the ignition at the fault

1^ Anwendung von zeitlich definierten Wanderwellen, die einmalig oder periodisch auf das Kabel gegeben werden, eingeleitet wrd und daß dann der Übergangswiderstand mit einer niedrigeren Spannung herunterge- 1 ^ Application of time-defined traveling waves that are sent to the cable once or periodically, and that the contact resistance is then reduced with a lower voltage.

brannt wird.is burning.

Es ist bekannt (DTPS 10 22 320), zur Erzeugung der Hochspannung zur Einleitung des Zündvorganges an der Fehlerstelle eine Anordnung zu benutzen, bestehend aus einem über Schleifkontakte an die Gleichspannungsquelle angeschlossenen, umlaufenden Kontaktarm, der mit feststehenden Gegenkontakten zusammenarbeitet, die mit des einzelnen Gliedern einer Reihenschaltung von Kondensatoren derart verbunden sind, daß an der Reihenschaltung, je nach der Zahl derIt is known (DTPS 10 22 320) to generate the To use an arrangement consisting of high voltage to initiate the ignition process at the fault location from a circumferential contact arm connected to the DC voltage source via sliding contacts, which works with fixed counter-contacts that work with the individual links of a Series connection of capacitors are connected in such a way that on the series connection, depending on the number of eingeschalteten Kondensatoren, eine einstellbare Hochspannung auftritt, während zu~ Aufrechterhaltung des durch die Hochspannung geänderten Lichtbogens an der Fehlerstelle die Gleichspannung selbst, nach Umschaltung dientswitched-on capacitors, an adjustable high voltage occurs while maintaining the ~ due to the high voltage of the changed arc at the fault location, the DC voltage itself, after Switching is used

Es ist ein Brenngerät für das Niederbrennen von Fehlerstellen in Kabeln, bestehend aus einer an das Kabel anschließbaren Hochspannungsquelle zur Einlei tung eines Überschlags an der Fehlerstelle und einer zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens an der Fehlerstelle dienenden zweiten Spannungsquelle niedrigerer Span nung bekannt (DT-PS 9 41 556), wobei zwischen dem spannungsführenden Pol der Hochspannungsquelle und dem der Lichtbogenspannungsquelle zwei Funkenstrekken unter Zwischenschaltung einer Spule in Reihe liegen und daß dieser Reihenschaltung ein an eine Anzapfung der Spule angeschlossener Kondensator zugeordnet ist, der bei Einschaltung der Hochspannungsquelle über einen Widerstand geladen wird und der sich zur Einleitung der Zündung der Funkensirecken über die der Hochspannungsquelle zugewendete erste Funkenstrecke entlädt, wenn die durch den Funkenschlag an der Fehlerstelle ausgelöste, zum Kabelanfang fortschreitende Wanderweg den Kabelanfang erreicht hat. It is a firing device for burning down faults in cables, consisting of a high-voltage source that can be connected to the cable to initiate a flashover at the fault and a second voltage source of lower voltage serving to maintain the arc at the fault (DT-PS 9 41 556), whereby between the live pole of the high voltage source and that of the arc voltage source there are two spark gaps with the interposition of a coil in series and that this series circuit is assigned a capacitor connected to a tap of the coil, which is charged via a resistor when the high voltage source is switched on and the is discharged to initiate the ignition of the spark gap over the first spark gap facing the high voltage source , when the hiking trail that is triggered by the spark at the fault location and progressing to the beginning of the cable has reached the beginning of the cable.

Zur Umschaltung der Spannungsquellen werden Funkenstrecken benutzt, deren Einstellung der jeweilig notwendigen Hochspannung angepaßt werden muß, wai Schwierigkeiten bei der Vorbereitung zur Folge hat. Eine Einstellung im Betrieb dürfte wegen der hohen -10 Spannungen (bis 110 kV) nicht durchführbar sein. Ebenso müssen der Relaiskontakt, die Funkenstrecken, die Spule, der Kondensator und der Widerstand für 110-kV-Stoß ausgelegt werden, was erheblichen Aufwand erfordert To switch the voltage sources, spark gaps are used, the setting of which must be adapted to the high voltage required in each case, which results in difficulties in preparation. A setting during operation should not be possible due to the high -10 voltages (up to 110 kV). The relay contact, the spark gaps, the coil, the capacitor and the resistor must also be designed for a 110 kV surge, which requires considerable effort

Es ist ferner ein Verfahren (DT-PS 9 45 940 oder »Siemens-Zeitschrift« 31. Jahrg., Mai 1957, Heft 5, S. 269 — 274) zum Niederbrennen von Fehlerstellen in Kabeln bekannt, bei dem die zur Einleitung eines Funkenüberschlages an der Fehlerstelle erforderliche Hochspannung bei kleinem Strom und die zur Steigerung des Brennstromes für die Aufrechterhaltung eines niederbrennenden Lichtbogens erforderlichen niedrigeren Brennspannung einem Transformator mit primärer Strombegrenzung und mehrfach unterteilter, wahlweise umschaltbarer Sekundärwicklung entnommen werden, wobei die Wicklungsteile innerhalb einer die weitere Lichtbogenbildung nicht gefährdenden Zeitspanne mittels einer aufwendigen Automatik umgeschaltet werden müssen. <"■■There is also a method (DT-PS 9 45 940 or "Siemens-Zeitschrift" 31st year., May 1957, Issue 5, pp. 269-274 ) for burning down faults in cables, in which the to initiate a sparkover The high voltage required at the fault location with a low current and the lower operating voltage required to increase the burning current to maintain a burning down arc are taken from a transformer with primary current limitation and multiple subdivided, optionally switchable secondary winding, with the winding parts within a period of time that does not endanger further arc formation a complex automatic must be switched. <"■■

Es ist auch eine Einrichtung zum Einbrennen isolationsunsicherer und isolationsschwacher Stellen in Kabeln sowie zur Prüfung der Isolation von Kabeln mit hohen Wechselspannungen bekannt (DT-PS 9 56 087), bei der an das zu untersuchende Kabel oder die Leitung (li eine als Induktivität dienende, abstimmbare Resonanzspule zur Bildung eines energiespeichernden Resor.anzkreises mit dem Kabel als Kapazität angeschlossen ist, um unter Verwendung einer in die Spule eingekoppelten, geringen Wirkleistung einen im Augenblick des durch die hohe Spannung hervorgerufenen Kabeldurchschlages einen hohen Wirkleistungsimpuls auszulösen, der nach dem Erlöschen des Lichtbogens in schneller zeitlicher Folge so oft wieder auftritt, bis der Fehter den gewünschten niederohmigen Wert erreicht hat Die hohe Stromaufnahme bereits bei noch nicht einsetzendem Brennvorgang und die Frequenzabhängigkeit verhindern die Stromversorgung dieser Einrichtung aus kleinen leistungsschwachen Notstromaggregaten oder Hausanschlüssen. It is also a device isolation unsafe for burning and isolation of weak points in cables as well as to test the insulation of cables with high AC voltages known (DT-PS 9 56 087), in which on the under investigation cable or line (li serving as an inductance, tunable resonance coil to form an energy-storing Resor.anzkreises is connected to the cable as a capacitance in order to trigger a high real power pulse at the moment of the high voltage cable breakdown using a low real power coupled into the coil, which after the arc has been extinguished in The high power consumption even when the burning process has not yet started and the frequency dependency prevent this facility from being supplied with power from small, low-power emergency power generators or house connections sweet.

Nach einem anderen Verfahren (DT-PS 10 07 427) soll sich eine Spannungsquelle niederer Spannung ersparen lassen, wenn das Kabel mit der am Kabeleingang angeschlossenen Hochspannungsquelle aufgeladen wird und nach an der Fehlerstelle erfolgtem Funkenüberschlag durch die von ihr fortlaufende Wanderwelle eine niederohmige Überbrückung des Kabeleingangs erzeugt wird. Beispielsweise soll die niederohmige Überbrückung mit Hilfe von Funkenstrecken erfolgen, deren Zündung durch die von der Wanderwelle hervorgerufene Potentialänderung eingeleitet wird. According to another method (DT-PS 10 07 427), a low-voltage voltage source can be saved if the cable is charged with the high-voltage source connected to the cable input and, after a sparkover at the fault location, a low-resistance bridging of the cable input is made by the traveling wave from it is produced. For example, the low-resistance bridging should take place with the aid of spark gaps, the ignition of which is initiated by the change in potential caused by the traveling wave.

Auf diese Weise soll ein Niederbrennen der Fehlerstelle erreicht werden, ohne daß auf eine zweite Spannungsquelle niedrigerer Spannung umzuschalten ist, weil ein großer Teil der von der Hochspannungsquelle im gesamten Kabel aufgespeicherten Energie an der Fehlerstelle in Joulesche Wärme umgewandelt, die das Isoliermaterial in leitende Kohle umbildet.In this way, a burn-down of the fault point is to be achieved without a second one Voltage source to switch to lower voltage is because a large part of the from the high voltage source Energy stored in the entire cable is converted into Joule heat at the point of failure, which transforms the insulating material into conductive carbon.

Es ist weiterhin eine Spannungsvervielfacherschaltung nach Greinacher zur Erzeugung von großen Kurzschlußströmen für Hochspannungsprüfgeräte bekannt (DT-PS 10 11 989), bei der der erste Verdopplerladekondensator so dimensioniert ist, daß er in Verbindung mit der Impedanz der Hochspannungstrafowicklung eine strombegrenzende Wirkung ausübt, derart, daß bei vorgegebener Netzfrequenz entweder nur der kapazitive Blindwiderstand des Kondensators allein, oder bei abgestimmter Serienresonam. nur der Ohmsche Widerstand der Trafowicklung und der Gleichrichter den Ladestrom begrenzt, oder zur genauen Einstellung des Ladestromes jede Betriebsphasenlage zwischen beiden Grenzbetriebslagen wählbar ist. Jede Stufe, bestehend aus zwei Kondensatoren und zwei Gleichrichtern bringt nur einen Spannungszuwachs von 2 j/2~ t/scc des Trafos, das heißt, das Gewicht jeder Stufe bringt nur einen Spannungszuwachs um e>nen konstanten Betrag und nicht um einen Faktor. Damit ergeben sich bei höherer Stufenzahl schwere Anordnungen. Außerdem muß die Anschlußleistung des Trafos und damit sein Gewicht hoch gewählt werden, um bei geringer Stufenzahl hohe Ausgangsspannung bei großem Kurzschlußstrom zu erhalten.It is also a voltage multiplier circuit known according to Greinacher for the generation of large short-circuit currents for high-voltage test equipment (DT-PS 10 11 989), in which the first doubler charging capacitor is dimensioned so that it is in connection with the impedance of the high-voltage transformer winding exerts a current-limiting effect in such a way that at a given mains frequency either only the capacitive reactance of the capacitor alone, or with matched series resonance. only the Ohmic resistance of the transformer winding and the rectifier limits the charging current, or to precise setting of the charging current each operating phase position between the two limit operating positions can be selected is. Each stage, consisting of two capacitors and two rectifiers, only brings one voltage increase from 2 j / 2 ~ t / scc of the transformer, that is, the weight each level only brings an increase in tension by a constant amount and not by a factor. This results in difficult arrangements with a higher number of stages. In addition, the connected load of the Transformers and thus their weight are chosen to be high in order to achieve a high output voltage with a low number of stages large short-circuit current.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eir.e Schaltungsanordnung für ein Kabelbrenngerät anzuge ben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet ur.u sich zusätzlich durch geringes Gewicht und Volumen sowie niedrige netzseitigc Anschlußlei; stungen auszeichnet, das darüber hinaus die Prüfung von Kabeln und die Erzeugung von Stoßentladtingen gestattet und daher besonders für den mobilen Einsatz im Kabelprüf- und -meßdienst geeignet ist und das keine Umschaltung auf der Hochspannungsseite benötigt.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for a cable burner ben, which avoids the disadvantages of the state of the art and is also lightweight and volume as well as low network-side connections; performance, which also enables the testing of Cables and the production of shock discharges are permitted and are therefore particularly suitable for mobile use in the cable test and measurement service and that does not require switching on the high-voltage side.

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung zum Niederbrennen von Kabelfehlern, die aus mindestens einer Mi mbegrenzten Hochspannunpsquelle zur Ein-Starting from a circuit arrangement for burning down cable faults that result from at least a limited high-voltage source for

leitung eines Überschlages und mindestens einer strombegrenzten Spannungsquelle mit hohem Kurzschlußstrom zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens besteht.conduction of a flashover and at least one current-limited voltage source with a high short-circuit current to maintain the arc.

Wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diese Spannungsquellen mit unterschiedlichen Leerlaufspannungen und begrenzten Kurzschlußströmen über Gleichrichter gleichzeitig mit dem zu brennenden Kabel verbunden sind.If the object is achieved according to the invention that these voltage sources with different Open-circuit voltages and limited short-circuit currents via rectifier simultaneously with the to burning cables are connected.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jeder Gleichrichter für die Gesamtleerlaufspannung und seine Strombelastbarkeit für den Kurzschlußstrom der jeweiligen Spannungsquelle und die Gleichrichter parallel an das zu brennende Kabel geschaltet sind.In one embodiment of the invention it is provided that each rectifier for the total open-circuit voltage and its current carrying capacity for the short-circuit current the respective voltage source and the rectifier are connected in parallel to the cable to be burned.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß jeder Gleichrichter für die Leerlaufspannung und den Kurzschlußstrom seiner Spannungsquelle ausgelegt ist und die Spannungsquellen mit steigender Leerlaufspannung über weitere Längsgleichrichter, die für den maximalen Kurzschlußstrom ausgelegt sind, in Keltenschaltung an das zu brennende Kabel geschaltet sind. Zur Einsparung besonderer strom- bzw. leistungsbegrenzender Mittel sieht eine andere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß als Spannungsquellen Streutransformatoren verwendet sind. Gleichermaßen ist es möglich, daß in den einzelnen Spannungsquellen normale Transformatoren eingesetzt sind, deren Hochspainnungswicklungen mit einem Anschluß an Erde und mit dem anderen Anschluß über Kondensatoren als Querglieder und Gleichrichtern als Längsglieder in Kettenschaltung an das zu brennende Kabel geschaltet sind.In a further embodiment it is provided that each rectifier for the open circuit voltage and the Short-circuit current of its voltage source is designed and the voltage sources with increasing open circuit voltage Via further series rectifiers, which are designed for the maximum short-circuit current, in a Kelt circuit are connected to the cable to be burned. To save special current or power limiting devices Another embodiment of the invention provides means that scatter transformers are used as voltage sources are used. It is equally possible that normal voltage sources are used in the individual voltage sources Transformers are used, their high-voltage windings with a connection to earth and with the other connection via capacitors as cross members and rectifiers as series members in Chain connection are connected to the cable to be burned.

In einer weiteren Ausgestaltung wird für alle Spannungsquellen ein gemeinsamer Transformator mit angezapfter Hochspannungswicklung, deren Wickelanfang an Erde liegt und deren Anzapfe und deren Wickelende über Kondensatoren als Querglieder und über Gleichrichter als Längsglieder in Kettenschaltung an das zu brennende Kabel geschaltet sind, verwendet.In a further embodiment, a common transformer is used for all voltage sources tapped high-voltage winding, the winding start of which is connected to earth and the tap and its Winding end via capacitors as cross links and via rectifiers as series links in a chain connection connected to the cable to be burned.

Es ist auch möglich, daß in den einzelnen Spannungsquellen Spannungsvervielfacher Anwendung finden. Eine einfache Lösung sieht vor. daß zur Strom- bzw. Leistungsbegrenzung der einzelnen Spannungsquellen Längswiderstände in die Strompfade eingeschaltet sind. deren Widerstandswert sich aus dem Quotienten aus der anstehenden Spannung und dem geforderten Kurzschlußstrom errechnet und deren Belastbarkeit dem Produkt aus der anstehenden Spannung und dem geforderten Kurzschlußstrom angepaßt ist. It is also possible that voltage multipliers are used in the individual voltage sources. A simple solution provides. that series resistors are switched into the current paths to limit the current or power of the individual voltage sources. whose resistance value is calculated from the quotient of the applied voltage and the required short-circuit current and whose load capacity is adapted to the product of the applied voltage and the required short-circuit current.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zur Strom- bzw. Leistungsbegrenzung der einzelnen Spannungsquellen in den Wechselstrompfad Längsinduktivitäten oder Kondensatoren eingeschaltet, deren Blindwiderstand sich aus der anstehenden Spannung und dem geforderten Kurzschlußstrom errechnet und deren Strombelastbarkeit dem geforderten Kurzschlußstrom angepaßt sind.In a further embodiment of the invention are for current or power limitation of the individual voltage sources in the alternating current path series inductances or capacitors switched on, their Reactance is calculated from the applied voltage and the required short-circuit current and whose current carrying capacity is adapted to the required short-circuit current.

Als andere Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, daß in den Wechselstrompfad Transduktoren mit strombegrenzender Charakteristik eingeschaltet sind, deren maximaler Durchlaßstrom mit dem geforderten Kurzschiußstrom identisch ist, oder daß stromabhängig phasenwinkelgesteuerte Thyratrons oder Thyristoren als Längswiderstände in den Wechselstrompfad eingeschaltet sind, deren maximaler Durchlaßstrom dem geforderten Kurzschiußstrom angepaßt ist As another embodiment of the invention, it is provided that transducers with current-limiting characteristics are switched on in the alternating current path, whose maximum forward current is identical to the required short-circuit current, or that current-dependent phase-angle controlled thyratrons or thyristors are switched on as series resistors in the alternating current path, whose maximum forward current is the required Short-circuit current is adapted

Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß einer oder mehreren SpannungsquelIn a preferred embodiment of the invention it is provided that one or more voltage sources

len Stelltransformatoren in der Art vorgeschalte werden, daß eine kontinuierliche Einstellung de: Ausgangsspannung gewährleistet ist.len variable transformers are connected upstream in such a way that a continuous setting de: Output voltage is guaranteed.

Die Erfindung macht es möglich, daß die Leerlauf spannungen und Kurzschlußströme bzw. die Anschluß und Brennleistungen der einzelnen Spannungsquellen se abgestuft und aufeinander abgestimmt sind, daß ein für den Brennvorgang zweckmäßiger Stromanstieg unc Brennleistungsverlauf bei absinkender Brennspannung eintritt.The invention makes it possible that the no-load voltages and short-circuit currents or the connection and burning power of the individual voltage sources se are graded and coordinated so that one for the burning process expedient current increase and burning power curve with decreasing burning voltage entry.

Bei einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Interesse einer kleiner Anschluöleistuiig während der einzelnen Brennphasen nur jeweils die zwei in der Höhe der Leerlaufspannung benachbarten Spannungsquellen eingeschaltet sind, von denen die Spannungsquelle mit der niederen Leerlaufspannung mit fortschreitendem Brenn-Prozeß erst den vollen vorgegebenen Kurzschiußstrom erreichen wird. Zur Messung von Ableitströmen sowie zur laufenden Kontrolle des Brennvorganges ist vorgesehen, daß in die erdseitigen Anschlußpunkte der Gleichstrompfade der einzelnen Spannungsquellen Strommesser eingeschaltet sind.In a preferred embodiment of the invention it is provided that in the interest of a smaller Connection power during the individual burn phases only the two in each case at the level of the open circuit voltage neighboring voltage sources are switched on, of which the voltage source with the lower open circuit voltage will only reach the full specified short-circuit current as the burning process progresses. For the measurement of leakage currents and for the ongoing control of the burning process, it is provided that in the earth-side connection points of the direct current paths of the individual voltage sources ammeter switched on are.

Bei einer anderen Ausgestaltung sind zur Kontrolle und Überwachung des Brennvorganges Strommesser in die Wechselstrompfade einzelner oder aller Spannungsquellen eingeschaltet. In another embodiment, ammeters are used to control and monitor the burning process the AC paths of individual or all voltage sources are switched on.

Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below using several exemplary embodiments.

Inder Zeichnung zeigtIndians drawing shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zum Brennen,1 shows a block diagram of the circuit arrangement to burn,

Fig. 2a bis 2f Ausführungsformen der Gleichspannungsquellen, 2a to 2f embodiments of the DC voltage sources,

Fig. 3a bis 3e Ausführungsformen von Strombegrenzerschaltungen, 3a to 3e embodiments of current limiter circuits,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Variante der Schaltungsanordnung zum Brennen,Fig. 4 is a block diagram of a variant of the Circuit arrangement for burning,

Fig. 5a bis 5b weitere Varianten der Schaltungsan-Ordnung. 5a to 5b show further variants of the circuit arrangement.

In dem Ausführungsbeispiel entsprechend F i g. 2 sind vier kurzschlußstrombegrenzte Gleichspannungsquellen I; 2; 3; 4 über Gleichrichter 5; 6; 7; 8 an die gemeinsame Ausgangsklemme 9 angeschlossen.In the embodiment according to FIG. 2 are four short-circuit current limited DC voltage sources I; 2; 3; 4 via rectifier 5; 6; 7; 8 to the common output terminal 9 connected.

Als Gleichspannungsquellen finden Netztransformatoren 10 mit nachgeschalteten Gleichrichtern 11 in Einweg-, Zweiweg- oder Graetzschaltung entsprechend F i g. 2a ... 2c Anwendung, wobei die Einschaltung von Ladekondensatoren 12 zur Glättung der Gleichspan- nungen nicht unbedingt erforderlich ist Ebenso sind als Gleichspannungsquellen Gleichspannungsvervielfacher mit einem Netztransformator 15, den Speicherkonden satoren 13 und 14, dem Ladekondensator 12 und den Gleichrichtern 11 in Ein- oder Zweiwegschaltung entsprechend F i g. 2d; 2e oder 2f anwendbar. Mains transformers 10 with downstream rectifiers 11 in one-way, two-way or Graetz circuit as shown in FIG. 2a ... 2c application, wherein the switching of charging capacitors 12 calculations for smoothing the DC-is not required Also, as a DC voltage sources Gleichspannungsvervielfacher with a power transformer 15, the Speicherkonden capacitors 13 and 14, the charging capacitor 12 and the rectifiers 11 in input or two-way circuit according to FIG. 2d; 2e or 2f applicable.

Zur Begrenzung des Kurzschlußstromes können die Netztransformatoren 10 als Streutransformatoren ausgebildet werden, bei denen der maximale Primärstrom bei sekundärem Kurzschluß durch die Streuinduktivität auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird. Bei Verwendung normaler Netztransformatoren muß dem Netztransformator 10 ein Strombegrenzer entsprechend Fig.3 vorgeschaltet werden. Dieser besteht im einfachsten Falle aus einem Wirk- oder Blindwiderstand 16 bzw. 16; 17, der in die Netzzuleitung eingefügt ist Sein Wert errechnet sich nach dem Ohmschen Gesetz als Quotient der Netzspannung durch den zugelassenen Primärkurzschlußstrom. Seine Leistung muß demTo limit the short-circuit current, the network transformers 10 can be designed as leakage transformers, in which the maximum primary current in the case of a secondary short circuit, is limited to a specified value by the leakage inductance. at If normal mains transformers are used, a current limiter as shown in FIG. 3 must be connected upstream of the mains transformer 10. This consists in simplest case of an active or reactive resistor 16 or 16; 17, which is inserted into the power supply line Its value is calculated according to Ohm's law as the quotient of the mains voltage divided by the permitted Primary short-circuit current. His performance must be

Produkt Netzspannung und zugelassenem Primärkurzschlußstrom angepaßt sein. Die Strombegrenzungsglieder 16 können ebenso dem Netztransformator 10 auf der Sekundärseite nachgeschaltet werden, wobei für ihre Bemessung die Sekundärspannung und der > Sekundärkurzschlußstrom maßgebend ist. Zu beachten ist, daß in den Schaltungen entsprechend Fig. 2a; und Fig. 2b sekundär kapazitive Begrenzungswiderstände nicht benutzt werden dürfen.Product line voltage and permitted primary short-circuit current. The current limiting elements 16 can also be connected downstream of the mains transformer 10 on the secondary side, with for their dimensioning, the secondary voltage and the> secondary short-circuit current are decisive. To note is that in the circuits according to Fig. 2a; and Fig. 2b secondary capacitive limiting resistors must not be used.

Ebenso können zur Kurzschlußstrombegrenzung den Netztransformatoren 10 magnetische Strombegrenzer entsprechend F i g. 3c oder 3d vorgeschaltet werden. Diese sind mit zwei in Reihe oder parallel geschalteten Transduktordrosseln 18 ausgerüstet, bei denen der durch die Arbeitswicklungen fließende Maximalstrom is von dem durch die Batterie 20 und den Vorwiderstand 19 in der Steuerwicklung erzeugten Gleichstrom vorgeschrieben wird.Likewise, to limit the short-circuit current, the network transformers 10 can have magnetic current limiters according to FIG. 3c or 3d can be connected upstream. These are two connected in series or in parallel Equipped transductor chokes 18, in which the maximum current flowing through the working windings is from the direct current generated by the battery 20 and the series resistor 19 in the control winding is prescribed.

Als weitere Variante ist die Anwendung von thyratron- oder thyristorgesteuerten Strombegrenzer- :o Schaltungen entsprechend F i g. 3e möglich. Sie sind mit zwei antiparallel geschalteten Thyratrons 38 oder Thyristoren ausgerüstet, deren Zündwinkel in bekannter Weise von der Steuerschaltung 39 in Abhängigkeit vom Netzstrom gesteuert wird.Another variant is the use of thyratron or thyristor controlled current limiters: o Circuits according to FIG. 3e possible. They are with two antiparallel connected thyratrons 38 or Equipped with thyristors, the ignition angle of which is dependent on the control circuit 39 in a known manner controlled by the utility power.

Eine weitere Möglichkeit zur Kurzschlußstrombegrenzung beinhalten die Spannungsvervielfachcranordnungen entsprechend Fig. 2d; 2e und 2f, bei denen der sekundäre Kurzschlußsirom durch die Größe der Kondensatoren 13 nach der BeziehungThe voltage multiplier crane arrangements include a further possibility for limiting short-circuit currents corresponding to FIG. 2d; 2e and 2f, in which the secondary short-circuit sirom is caused by the size of the Capacitors 13 according to the relationship

festgelegt ist.is fixed.

Für das Ausführungsbeispiel ist eine Staffelung der Ausgangsspannungen von 10 :1 bei einer Netzanschlußleistung von 700 VA pro Spannungsqueiie (ohne Trafoverluste) vorgesehen. Die maximale Ausgangsspannung soll 100 kV und der maximale Strom 1OA betragen. Hiermit ergeben sich für die einzelnen Spannungsquellen bei Verwendung der Graetzgleichrichtung entsprechend F i g. 2c die nachfolgenden Parameter:For the exemplary embodiment, the output voltages are graduated by 10: 1 for a mains connection power of 700 VA per voltage source (without transformer losses). The maximum output voltage should be 100 kV and the maximum current 1OA. This results for the individual Voltage sources when using Graetz rectification according to FIG. 2c the following Parameter:

SpannungsqueiieTension queiie

LTrato SfCLTrato SfC

4?4?

11 70 kV70 kV 1OmA10 mA 100 kV100 kV 22 7 kV7 kV 10OmA10OmA 10 kV10 kV 33 700 V700 V IAIA IkVIkV 44th 70 V70 V 1OA1OA 100 V100 V

Die Gleichrichter 5; 6; 7; 8 sind für die maximale Ausgangsspannung bemessen und dem sekundären Kurzschlußstrom jeder Stufe angepaßt Beträgt bei einem Brennvorgang die Brennspannung an der gemeinsamen Ausgangsklemme 9 mehr als 10 kV, so liefert die Gleichspannungsquelle 1 allein den Brennstrom. Nach Absinken der Brennspannung an der Ausgangsklemme 9 unter 10 kV schaltet sich die Gleichspannungsquelle 2 automatisch parallel, nach dem Absinken unter 1 kV die Gleichspannungsquelle 3 usw. bis alle vier Gleichspannungsquellen im Eingriff sind. Die besonderen Vorteile liegen hier in der automatischen Parallelschaltung der Spannungsquellen begründet, die außer der Einsparung von Umschaltpausen beim Brennen mit den bekannten Schwierigkeiten auch bei plötzlichen Veränderungen an der Fehlerstelle eine sofortige Anpassung des Brenngerätes an die neue Fehlerkonsteilation bewirkt und den einmal eingeleiteten Brennvorgang nicht abreißen läßt. Am Ende des Brennvorganges entnimmt jede Gleichspannungsquelle dem Netz 700 VA, das sind zusammen 2,8 kVA. Unter Hinzurechnung der Trafoverluste ist eine Anschlußleistung von »3,5kVA erforderlich. Steht diese Leistung nicht zur Verfügung, so ist durch Einfügen der Schalter eine Verringerung dadurch möglich, daß grundsätzlich nur jeweils zwei spannungsmäßig benachbarte Gleichspannungsquellen, also z. B. 1 und 2 oder 2 und 3 eingeschaltet werden müssen. Führen beispielsweise die Gleichspannungsquellen 1 und 2 vollen Brennstrom, so kann die Gicidispannuiigsqucüe i abgeschaiiei und die Gleichspannungsquelle 3 zugeschaltet werden usw., wodurch sich die Anschlußleistung auf =l,75kVA verringert.The rectifier 5; 6; 7; 8 are rated for the maximum output voltage and the secondary Short-circuit current adapted to each stage common output terminal 9 is more than 10 kV, the DC voltage source 1 alone supplies the burning current. When the voltage at output terminal 9 drops below 10 kV, the DC voltage source 2 automatically parallel, after dropping below 1 kV the DC voltage source 3 etc. until all four DC voltage sources are engaged. The particular advantages here lie in the automatic parallel connection of the voltage sources is justified, apart from the saving of switching pauses when burning with the known difficulties even with sudden changes at the point of failure causes an immediate adjustment of the firing device to the new error constellation and the one initiated Burning process does not stop. At the end of the burning process, each DC voltage source draws the grid 700 VA, that is 2.8 kVA together. Adding the transformer losses is a connected load of »3.5kVA required. This achievement stands not available, a reduction is possible by inserting the switch, in that fundamentally only two voltage-wise adjacent DC voltage sources, so z. B. 1 and 2 or 2 and 3 must be switched on. For example, if the DC voltage sources 1 and 2 carry full burning current, see above can the gicidispannuiigsqucüe i abaiiei and the DC voltage source 3 are switched on, etc., whereby the connected load = 1.75kVA decreased.

Bei einer Variante zum Ausführungsbeispiel entsprechend F i g. 4 sind die Gleichspannungsquellen 1; 2; 3; 4 über eine Kettenschaltung von Gleichrichtern 25; 26; 27; 28 mit der Ausgangsklemme 9 verbunden. Bei dieser Variante müssen die Gleichrichter 25; 26; 27; 28 für den maximalen Kurzschlußstrom ausgelegt sein, während die Betriebsspannung jedes Gleichrichters der Spannungsdifferenz der jeweiligen Gleichspannungsquellen angepaßt sein muß. Der Gleichrichter 28 sorgt für eine gleichmäßige Spannungsaufteilung in der Kette und kann bei Schaltung der Spannungsquelle 4 entsprechend F ig. 2c; 2d;2e;2f entfallen.In a variant of the embodiment according to FIG. 4 are the DC voltage sources 1; 2; 3; 4th via a chain connection of rectifiers 25; 26; 27; 28 connected to output terminal 9. At this Variant have the rectifier 25; 26; 27; 28 be designed for the maximum short-circuit current, while the operating voltage of each rectifier the voltage difference of the respective DC voltage sources must be adapted. The rectifier 28 ensures a uniform voltage distribution in the chain and can when switching the voltage source 4 according to FIG. 2c; 2d; 2e; 2f are not applicable.

Zwei weitere Varianten der Kettenschaltung unter Verwendung von Spannungsvervielfachern entsprechend F i g. 2d sind in F i g. 5 dargestellt. In F i g. 5a sind vier Netztransformatoren 29; 30; 31; 32 eingesetzt, deren Sekundärspannung entsprechend den Ausgangsspannungen jeder Stufe bemessen ist und deren Kurzschlußstrom über die Kondensatoren 33; 34; 35; 36 begrenzt wird (vgl. Erklärung zu Fig. 2d). Die Gleichrichter 25; 26; 27; 28 sind, wie bei der Kettenschaltung entsprechend F i g. 4 zu bemessen. Der Gleichrichter 28 darf hier nicht weggelassen werden.Two further variants of the chain connection using voltage multipliers accordingly F i g. 2d are shown in FIG. 5 shown. In Fig. 5a are four network transformers 29; 30; 31; 32 inserted, whose secondary voltage is dimensioned according to the output voltages of each stage and whose Short-circuit current through the capacitors 33; 34; 35; 36 is limited (see. Explanation to Fig. 2d). the Rectifier 25; 26; 27; 28 are, as in the derailleur according to FIG. 4 to be measured. Of the Rectifier 28 must not be omitted here.

In F i g. 5b ist ein gemeinsamer Netztransformator 37 eingesetzt dessen Sekundärwicklung in Stufen entsprechend dem Kurzschlußstrom und der Sekundärspannung jeder Stufe ausgeführt ist Während bei der Variante entsprechend F i g. 5a die Reduzierung der aufgenommenen Netzleistung mit Hilfe der Schalter 21; 22; 23; 24 durchführbar ist gestattet dieses die Variante entsprechend F i g. 5b nichtIn Fig. 5b, a common network transformer 37 is used, its secondary winding in steps accordingly the short-circuit current and the secondary voltage of each stage is performed while at the Variant according to FIG. 5a the reduction of the mains power consumed with the aid of the switch 21; 22; 23; 24 can be carried out, this allows the variant according to FIG. 5b not

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 709526/183 For this purpose 2 sheets of drawings 709526/183

Claims (16)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zum Niederbrennen von Kabelfehlern, bestehend aus mindestens einer strombegrenzten Hochspannungsquelle zur Einleitung eines Oberschlages und mindestens einer strombegrenzten Spannungsquelle mit hohem Kurzschlußstrom zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens an der Fehlerstelle, dadurch gekennzeichnet, daß diese Spannungsquellen (1; 2; 3; 4) mit unterschiedlichen Leerlaufspannungen und begrenzten Kurzschlußströmen über Gleichrichter (5; 6; 7; 8) gleichzeitig mit dem zu brennenden Kabel verbunden sind.1. Circuit arrangement for burning down cable faults, consisting of at least one Current-limited high-voltage source to initiate a flashover and at least one Current-limited voltage source with high short-circuit current to maintain the arc at the fault location, characterized in that these voltage sources (1; 2; 3; 4) with different open-circuit voltages and limited short-circuit currents via rectifiers (5; 6; 7; 8) are connected to the cable to be burned at the same time. 2. Schaltungsanordnung nach Atispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gleichrichter (5; 6; 7; 8) für die Gesamtleerlaufspannung und seine Strombelastbarkeit für den Kurzschlußstrom der jeweiligen Spannungsquelle ausgelegt ist und die Gleichrichter (5; 6; 7; 8) parallel an das zu brennende Kabel geschaltet sind. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that each rectifier (5; 6; 7; 8) is designed for the total open-circuit voltage and its current carrying capacity for the short-circuit current of the respective voltage source and the rectifier (5; 6; 7; 8) is connected in parallel the cables to be burned are switched. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gleichrichter für die Leerlaufspannung und den Kurzschlußstrom seiner Spannungsquelle ausgelegt ist und die Spannungsquellen mit steigender Leerlaufspannung über weitere Längsgleichrichter (25; 26; 27; 28), die für den -maximalen Kurzschlußstrom ausgelegt sind, in Kettenschaltung an das zu brennende Kabel geschaltet sind.3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that each rectifier for the Open-circuit voltage and the short-circuit current of its voltage source is designed and the voltage sources with increasing open-circuit voltage over further series rectifiers (25; 26; 27; 28), which are designed for the maximum short-circuit current, in Chain connection are connected to the cable to be burned. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquellen Streutransformatoren (10) verwendet sind.4. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that as voltage sources Stray transformers (10) are used. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquellen Transformatoren (29; 30; 31; 32) verwendet sind, deren Hochspannungswicklungen mit dem einen Anschluß an Erde und mit dem anderen Anschluß über Kondensatoren (33; 34; 35; 36) als Querglieder und Gleichrichter (25; 26; 27; 28) als Längsglieder in Kettenschaltung an das zu brennende Kabel geschaltet sind.5. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that as voltage sources Transformers (29; 30; 31; 32) are used, the high-voltage windings with the one Connection to earth and to the other connection via capacitors (33; 34; 35; 36) as cross members and rectifiers (25; 26; 27; 28) as series links in a chain connection to the cable to be burned are switched. b. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquellen ein Transformator (37) mit angezapfter Hochspannungswicklung verwendet ist, dessen Wicklungsanfang an Erde und dessen Anzapfe über Kondensatoren (33; 34; 35; 36) als Querglieder und Gleichrichter (25; 26; 27; 28) als Längsglieder in Kettenschaltung an das zu brennende Kabel geschaltet sind. b. Circuit arrangement according to Claims 1 to 3 and 5, characterized in that a transformer (37) with a tapped high-voltage winding is used as the voltage source, the winding beginning of which is connected to earth and its tapping via capacitors (33; 34; 35; 36) as cross members and rectifiers (25 ; 26; 27; 28) are connected as series links in a chain connection to the cable to be burned. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquellen Spannungsvervielfacher (Fig. 2d; 2e; 2f) eingesetzt sind.7. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that as voltage sources Voltage multipliers (Fig. 2d; 2e; 2f) are used. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Längswiderstände (16) in den Strompfad geschaltet sind, deren Widerstandswert sich aus dein Quotienten der anstehenden Spannung durch den geforderten Kurzschlußstrom errechnet und deren Belastbarkeit dem Produkt aus der angelegten Spannung und dem geforderten Kurzschlußstrom angepaßt ist.8. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that series resistors (16) are switched into the current path, their resistance value from the quotient of the applied voltage by the required short-circuit current calculated and the load capacity of the product of the applied voltage and the required short-circuit current is adapted. 9. Schaltungsanordnung nach λη$ρΓυοη 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß m den Wechselstrompfad Längsinduktivitäten eingeschaltet sind, deren Blindwiderstand aus der angelegten Spannung und dem geforderten Kurzschlußstrom errechne und deren Strombelastbarkeit dem geforderter Kurzschlußstrom angepaßt sind 9. Circuit arrangement according to λη $ ρΓυοη 1 to 3, characterized in that m the AC path series inductances are switched on, calculate their reactance from the applied voltage and the required short-circuit current and whose current capacity are adapted to the required short-circuit current 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß Längskondensatorer mit einem Blindwiderstandswert, der sich al: Quotient aus der angelegten Spannung und derr geforderteii Kurzschlußstrom errechnet und derer Strombelastbarkeit dem geforderten Kurzschluß strom angepaßt sind, in den Wechselstrompfac geschaltet sind.10. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that series capacitor with a reactance value, which is al: quotient of the applied voltage and derr The required short-circuit current is calculated and its current-carrying capacity corresponds to the required short-circuit are adapted to the current, are switched into the alternating current path. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß Transduktoren (18) deren maximaler Durchlaßstrom dem geforderter Kurzschlußstrom angepaßt ist, als Längswiderstän de in den Wechselstrompfad geschaltet sind. 11. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that transducers (18) whose maximum forward current is adapted to the required short-circuit current, are connected as longitudinal resistors de in the alternating current path. 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß stromabhängig phasenwinkelgesteuerte Thyratrons (38) oder Thyristoren, deren maximaler Durchlaßstrom dem geforderten Kurzschlußstrom angepaßt ist, als Längswiderstände in den Wechselstrompfad geschaltet sind. 12. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that current-dependent phase-angle controlled thyratrons (38) or thyristors, the maximum forward current of which is adapted to the required short-circuit current, are connected as series resistors in the alternating current path. 13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß vor eine oder mehrere Spannungsquellen ein oder mehrere Stelltransformatoren derart geschaltet sind, daß die einzelnen Ausgangsspannungen kontinuierlich einstellbar sind.13. Circuit arrangement according to claim 1 to 12, characterized in that in front of one or more Voltage sources one or more variable transformers are connected in such a way that the individual Output voltages are continuously adjustable. 14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 13, dadu-ch gekennzeichnet, daß während der einzelnen Brennphasen nur jeweils die zwei in der Höhe der Leerlaufspannung benachbarten Spannungsquellen eingeschaltet sind, von denen die mit der niedrigeren Leerlaufspannung noch nicht bis zu ihrem maximalen Kurzschlußstrom belastet ist.14. Circuit arrangement according to claim 1 to 13, dadu-ch marked that during the individual burning phases only the two at the height of the Open circuit voltage, neighboring voltage sources are switched on, of which the one with the lower Open-circuit voltage is not yet loaded up to its maximum short-circuit current. 15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4 und i' bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den erdseitigen Anschlußpunkten der Gleichstrompfade Strommesser eingeschaltet sind.15. Circuit arrangement according to claim 1 to 4 and i 'to 14, characterized in that in the earth-side connection points of the direct current paths ammeters are switched on. 16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wechselatrorr.pfad einer oder mehrerer Spannungsquellen Strommesser eingeschaltet sind.16. Circuit arrangement according to claim 1 to 14, characterized in that in the Wechselatrorr.pfad one or more voltage sources ammeters are switched on.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3707171A1 (en) * 1987-03-06 1988-10-13 Seba Mess Ortungstech Method for locating intermittent faults on power cables
DE3711593A1 (en) * 1987-04-06 1988-10-20 Seba Mess Ortungstech Burn-out unit for locating cable faults

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