DE2062714B2 - Verfahren zur Ortung von hochohmigen Kabelfehlern unter Verwendung von Stoßimpulsen - Google Patents

Description

Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf eine Meßmethode zur Messung hochohmiger Kabelfehler bei Verwendung von Hochspannungs Überschlagimpulsen, wobei die Laufzeit der auf ein zu messendes Kabel aufgeschalteten Hochspannungs-Sioßimpulse bis zur Fehlerstelle und wieder zurück zum Kabelanfang ähnlich wie beim Impulsreflexionsverfahren bei niederohmigen Kabelfehlern durch Verwendung moderner digitaler Meßtechniken möglichst genau bestimmt werden kann.

Eine Standard-Meßmethode für niederohmige Kabel- und Leitungsfehler ist das sogenannte Impuls-Reflexionsverfahren. Bei diesem Verfahren wird ein Sendeimpuls von einem geeigneten Generator in ein Kabel geschickt. An einer niederohmigen Fehlerstelle wird ein Teil oder die gesamte Impulsenergie reflektiert und an den Kabelanfang zurückgeworfen. Diesen zeitlichen Ablauf zeichnet man auf einem Kathodenstrahlrohr auf, indem man synchron mit der Aussendung des Sendeimpulses die horizontale Ablenkschaltung eines Oszillografen auslöst. Gleichzeitig werden Sendeimpulse und Reflexionssignal, dieses jedoch zeitlich gegenüber Strahlanfang und Sendeimpuls versetzt, über einen Vertikal-Verstärker auf dem Kathodenstrahlrohr zur Anzeige gebracht. Aus dem zeitlichen Abstand von Sendeimpuls und Reflexionssignal kann bei geeichter Horizontal-Ablenkung und bekannter Impuls-Laufgeschwindigkeit auf dem Kabel grob auf die Fehlerentfernung geschlossen werden. Wesentlich verbessert wird diese Methode in ihrer Meßgenauigkeit, indem man den Reflexionsimpuls durch eine Verschiebeeinrichtung, wie sie durch die Deutsche Patentschrift No. 10 77 781 beschrieben wird, in der Schirmbilddarstellung mit dem Sendeimpuls zur Deckung bringt, d. h. den Reflexionsimpuls an den Ort der Darstellung des Sendeimpulses verschiebt Erfolgt dies mit einer geeichten, im Idealfall digitalen Verschiebeeinrichtung, ist nunmehr eine unmittelbare Ablesung der Impulslaufzeit vom Kabeianfang zur Fehlerstelle und bei bekannter Laufgeschwindigkeit daraus eine exakte Bestimmung der Fehlerentfernung möglich. Die beschriebenen Meßmittel wie Impuls-Generator, Horizontal Ablenkschaltung, Verschiebeeinrichtung, Anzeigeverstärker und Kathodenstrahlrohr werden mit einem Stromversorgungsteil zu einer Geräteeinheit vereinigt und bilden moderne Fehlerortungsgeräte für niederohmige Kabelfehler.
Dieses Verfahren versagt bei intermittierenden, hochohmigen Kabelfehlern, da diese Fehlerstellen beim üblichen Reflexionsverfahren keine Reflexionen liefern. In diesem Fall benatzt man Hochspannungs-Überschlagimpulse, die man an einer hochohmigen Fehlerstelle überschlagen läßt Man geht dabei so vor, daß man durch eine geeignete Gleichspannungsquelle einen Kondensator auflädt und diesen über eine Funkenstrekke mit dem zu messenden Kabel verbindet Gleichzeitig verbindet man den Kabeleingang mit dem externen Triggereingang des im vorhergehenden Teil beschriebe-

2^r> nen Fehlerortungsgerätes und mit dessen Eingang des Vertikal Verstärkers über geeignete Koppelglieder. Wird nun die kritische Überschlagsspannung an der Funkenstrecke erreicht, entlädt sich der Kondensator auf das Kabel. Der entstehende Spannungssprung läuft

so in das Kabel und löst gleichzeitig die horizontale Ablenkung des Beobachtungsgerätes aus. An der Fehlerstelle führt der Spannungsstoß, falls die Spannungshöhe groß genug ist, zu einem Überschlag. Dadurch wird an der nun niederohmigen Fehlerstelle

Ji eine Reflexion ausgelöst, die an den Kabelanfang zurückläuft und ebenfalls über die Koppelglieder auf den Vertikal-Verstärker des Beobachtungsgerätes gelangt. Diese Reflexion wird nun, entsprechend der Laufzeit des Stoßimpulses vom Kabelanfang zur

Überschlagsstelle und zurück zum Kabelanfang zeitlich gegenüber dem Anfang der horizontalen Leuchtlinie versetzt, ebenfalls auf dem Schirmbild dargestellt. Dadurch wird bei richtiger Wahl des Zeitablenkbereiches und bei bekannter Impuls-Laufgeschwindigkeit

·" eine Ausmessung der Fehlerentfernung möglich. Diese Bestimmung der Fehlerentfernung ist, vornehmlich bei großen Kabellängen, sehr genau, da einmal die Auflösung des Reflexionsbildes sehr schlecht ist, außerdem alle Nichtlinearitäten der Zeitablenkung in

■>'· die Messung eingehen. Dieses wird nur durch eine Entfernungsermittlung entsprechend der Deutschen Patentschrift No. 10 77 781 vermieden bei der eine Verschiebung des Reflexionsimpulses an den Ort der Schirmbilddarstellung des Sendeimpulses erfolgt und

">"> außerdem eine extreme Auflösung durch Ausnutzung der größtmöglichen Dehnung der Zeitablenkung vorgenommen werden kann. Die Anwendung dieser Verschiebetechnik setzt allerdings voraus, daß der in das Kabel laufende Sendeimpuls sowohl mit Zeitablenkung

bo wie Verschiebeeinrichtung synchron erzeugt wird. Sendeimpuls, Zeitablenkung und Verschiebeeinrichtung werden bei dem genannten Patent von einem gemeinsamen, quarzgesteuerten Grundgenerator ausgelöst. Dieser Synchronismus bei Verwendung einer

·>' Kondensatorentladung als Sendeimpulserzeugung unmöglich, da der Entladungsmoment von äußeren Faktoren wie Fehlerart, Fehlerentfernung und Umgebung des Fehlerortes abhängt. Somit besteht in keiner

Weise ein Synchronismus zwischen dem ausgelösten Sendeimpuls einerseits und der Zeitablenkung und der Verschiebeeinrichtung andererseits, da letztere durch den Grundgenerator des Fehlerortungsgerätes gesteuert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugehen, um auch im vorliegenden Fall der Ortung hochohmiger, intermittierender Kabelfehler die hochpräzise Verschiebeeinrichtung eines Fehlerortungsgerätes ausnutzen zu können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale- des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst

Durch dieses Verfahren ist der erforderliche Synchronismus zwischen Sendeimpuls, Oberschlagsimpuls, Auslösung von Zeitablenkung und Verschiebeeinrichtung gewährleistet, und wird somit die volle Ausnutzung einer Verschiebeeinrichtung, wie sie bereits durch die Deutsche Patentschrift No. 10 77781 bekannt ist, möglich. Die Zündung einer Funkenstrecke durch einen fokussierten Laserstrahl, der die erforderliche Ionisationsdichte erzeugt, ist an sich bekannt Sie hat den großen Vorteil, daß einerseits eine extrem schnelle, ungestörte Auslösung des Entladungsmechanismus möglich ist, andererseits eine direkte elektrische Kopplung, wie dies bei anderen Zündmechanismen erforderlich ist, nicht benötigt wird.

Eine praktische Ausführungsform zeigt die Figur. In dieser Skizze ist 1 eine Hochspannungs-Gleichspannungsquelle, die über ihren Innenwiderstand 2 einen Kondensator 3 auflädt 5 ist ein Fehlerortungsgerät der beschriebenen, an sich bekannten Ausführung, von dem ein Sendeimpuls 7 synchron zur Horizontalablenkung und zur Verschiebeeinrichtung, deren Verschiebemittel mit 6 angedeutet werden, auf den Triggereingang eines Laserstrahlerzeugers 8 gegeben wird. Bei Zündung des Laserstrahles 9 erfolgt über die an den Ladekondensator 3 angeschlossene Drossel 4 und die nachfolgende Funkenstrecke mit den Elektroden 10 und 11 eine Entladung der Kondensatorenergie auf das an die Elektrode 10 angeschlossene defekte Kabel 12. Der Innenwiderstand 2 der Gleichspannungsquelle 1 ist dabei so zu bemessen, daß sich der Kondensator 3 innerhalb der Wiederholzeit des Sendeimpulses 7 und des damit ausgelösten kurzen Laserstrahles 9 wieder aufladen kann. Der Anfang des Kabels 12 ist über einen Kondensator 14 mit dem Eingang des Vertikal Verstärkers 15 des Fehlerortungsgerätes 5 verbunden.

Während die Elektrode 11 als Kugel ausgebildet ist besteht die Elektrode 10 aus einer in ihrer Achse

ίο durchbohrten Halbkugel mit einer in ihrer Achse eingebauten Linse 12 zur Fokussierung des Laserstrahles vor der Kugelelektrode 11 zwecks Erhöhung der Ionisationsdichte. Der Entladungsimpuls erzeugt einerseits über den Kondensator 14 am Anfang der synchron in horizontaler Richtung ausgelösten Leuchtlinie des Kathodenstrahlrohres 16 eine vertikale Auslenkung. Diese markiert den Anfang des Kabels. Andererseits wird der von der Überschlagstelle im fehlerhaften Kabel an den Anfang des Kabels zurückkehrende Reflexionsimpuls ebenfalls, jedoch mit horizontalem, zeitlichen Versatz auf dem Schirm dargestellt. Bei Betätigung der Verschiebeeinrichtung 6 kann nun wieder der Reflexionsimpuls mit hoher Genauigkeit an den Ort der Darstellung des Sendeimpulses im Schirmbild gebracht werden, was bei gleichzeitiger Umschaltung auf einen kürzeren Zeitbereich ein sehr präzises Meßergebnis liefert. Bei geeichter Ausführung der Zeitverschiebungseinrichtung 6 ist eine unmittelbare Ablesung der absoluten Größe der Zeitverschiebung möglich.

in Auf diese Weise gelingt es, die Vorteile einer für die Fehlerortung allgemein bekannten Verschiebetechnik zur Verschiebung eines Reflexionsimpulses an den Ort des Sendeimpulses in der oszillografischen Darstellung des zeitlichen Ablaufes von Sendeimpulsauslösung und Reflexion des Sendeimpulses an Fehlerstellen mit Überschlagsfehlern zwecks Ausmessung der Laufzeit auch im Falle eines hochohmigen, intermittierenden Fehlers, der nicht der normalen Reflexionsmeötechnik zugänglich ist, auszunutzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ortung von hochohmigen Kabelfehlern unter Verwendung von Stoßimpulsen bei oszillografischer Aufzeichnung des zeitlichen Ablaufes von Auslösung des Stoßimpulses und Eintreffen des Reflexionssignales eines Überschlagsfehlers unter Verwendung einer Verschiebetechnik, bei der das Reflexionssignal in der oszillografischen Darstellung im Schirmbild an den Darstellungsort des Sendeimpulses verschoben wird, wobei sich aus der Verschiebung die Laufzeit des Sendeimpulses vom Kabeianfang zur Fehlerstelle und zurück zum Kabelanfang ablesen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung eines aufgeladenen Kondensators über eine Funkenstrecke zeitlich definiert durch den ursprünglichen, mit Zeitablenkung und Verschiebeeinrichtung synchronen Sendeimpuls des oszillografischen Fehlerortungsgerätes erzwungen wird, indem man durch eine geeignete Ionisationsquelle die Strecke zwischen den Elektroden der Funkenstrecke stark ionisiert und dadurch einen zeitlich praktisch unverzögerten Überschlag der Funkenstrecke auslöst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ionisationsquelle ein triggerbarer Laserstrahlerzeuger verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der lonisationsdichte eine Bündelung des Laserstrahles durch optische Mittel erfolgt.