DE2116923B2

DE2116923B2 - Vorrichtung zur Fehlerortbestimmung für elektrische Starkstromleitungen

Info

Publication number: DE2116923B2
Application number: DE2116923A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Fuchu Tokio Nakamura (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1970-04-08
Filing date: 1971-04-07
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE2116923A1; US3710239A

Description

7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Zählstufe eine an den Ausgang des zugehörigen Zählers (55, 58, 61) angeschlossene Rückstellschaltung (56, 59, 62) gehört, welche auf Grund eines überschüssigen Zählwertes im Zähler dessen Rückstellung bewirkt.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fehlerortbestimmung für elektrische Starkstromleitungen, mit einem zur Aufstellung an einem Ende eines Leitungsabschnittes vorgesehenen Stoßspannungs-Empfanger, einem Signalwellenempfänger und einer an den Signalwellenempfänger angeschlossenen Zähleinrichtung, in der ein Zählvorgang ausgelöst wird, wenn der Stoßspannungs-Empfanger als Folge eines aufgetretenen Fehlers einen elektrischen Spannungsstoß empfängt und beendet wird, wenn der Stoßspannungs-Empfänger ein vom anderen Ende des Leitungsabschnittes her übertragenes Signal empfangt.

Derartige Vorrichtungen zui Fehlerortbestimmung sind bekannt, und eine von ihnen ist in Fig. 1 der Zeichnung schematisch wiedergegeben. Diese Vorrichtung dient zur überwachung eines Abschnittes einer elektrischen Starkstromleitung 10 mit einer Signalwellen-Sendeseite 11 und einer Signalwellen-Empfangsseite 12. Auf der Signalwellen-Sendeseite 11 befindet sich ein Stoßspannungs-Empfanger 13, ein Verzögerungsglied 14 zur Verzögerung der Ausgangssignale des Stoßspannungs-Empfängers 13 um ein vorbestimmtes Zeitintervall und ein Signalwellen-Generator 15, dessen Eingang mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes 14 und dessen Ausgang auf der Signalwellen-Sendeseite 11 mit der Starkstromleitung 10 verbunden ist. An der Signalwellen-Empfangsseite 12 befindet sich ein Stoßspannungs-Empfänger 16, ein Verzögerungsglied 17 zur Verzögerung des Ausgangssignals des Stoßspannungs-Empfängers 16 um ein vorbestimmtes Zeitintervall, eine Zähleinrichtung 18, welche durch das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 17 zum Zählen angeregt wird, und ein Signalwellen-Empfänger 19, dessen Eingang mit der Signalwellen-Empfangsseite 12 und dessen Ausgang zwecks Beendigung der Zähloperation mit der Zähleinrichtung 18 verbunden ist.

Tritt auf dem überwachten Abschnitt der Starkstromleitung 10 an einer Fehlerstelle 20 ein Fehler auf so wandert ein elektrischer Spannungsstoß 21, durch den Fehler verursacht, zur Signalwellen-Sendeseite H dieses Abschnittes und wird dort von dem Stoßspannungs-Empfänger 13 aufgenommen, dessen Ausgangssignal in das Verzögerungsglied 14 gelangt _und damit den Signalwellen-Generator 15 in Betrieb setzt Ein weiterer elektrischer Spannungsstoß 22

3iarK.siruiiiiciiuiigcu iiuumu jpounuu₆ ... ——

ßenordnung zwischen 6OkV und 7OkV die Amplitude eines direkten Blitzeinschlages manchmal höher ist als die Amplitude eines wirklichen Fehlers.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Fehlerortbestimmung für elektrische Starkstromleitungen zu beschaffen, welche eine genaue Fehlerortbestimmung ohne Beeinflussung durch von einem Blitz herrührende induktive Spannungsstoße

Starkstromleitung 10 dem Zählwert der Zähleinrichtung 18 entnehmen, welcher dem verflossenen Zeitintervall entspricht.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte bekannte ä Gerät zur Fehlerortbestimmung hat den Nachteil, daß es bei relativ hoch eingestelltem Empfindlichkeitswert für den Empfang eines Spannungsstoßes leicht versagt, wenn ein schwacher Spannungsstoß wie

setzt tin weucrci cicmucira o_Haiiuiuig:>ai.uu aa beispielsweise ein induktiver Blitz-Spannungsstoß vor lanet ausgehend von der Fehlerstelle 20, zum io einem Spannungsstoß auftritt, der von einem wirk-Stoßspannungs-Empfänger 16, dessen Ausgangssignal liehen Fehler herrührt. Zur Ausschaltung dieses Nachseinerseits in das andere Verzögerungsglied 17 und teile» hat man das Gerät so eingestellt, daß es nur von dort in die Zähleinrichtung 18 gelangt, wo deren auf Spannungsstöße anspricht, deren Pegel über den. Zähloperation ausgelöst wird. Nachdem eine vom Pegel von induktiven Blitz-Spannungsstößen liegt. Sienalwellen-Generator 15 ausgelöste Signalwelle 15 Es muß jedoch bemerkt werden, daß in elektrischen durch die Starkstromleitung 10 hindurch von der Starkstromleitungen mittlerer Spannung in derGrö-Signalwellen-Sendeseite 11 zur Signalwellen-Empfangsseite 12 hindurchgewandert ^;st, wird sie dort
vom Signalwellen-Empfänger 19 empfangen und beendet die Zähloperation der Zähleinrichtung 18. 20

Die Verzögerungs-Zeitintervalle in beiden Verzöeerungsgliedern 14 und 17 sind im wesentlichen auf
einen gleichen Wert von beispielsweise 5 m Sek. eingestellt Während dieser Verzögerungszeit werden
die von der Reflexion der beiden Spannungsstöße 25 erlaubt,
an den Enden 11 und 12 sowie an der Fehlerstelle 20 Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zanl-

herrührenden Störungen auf einen harmlosen Betrag einrichtung zwei oder mehrere miteinander verbun-"^Cl , ,-,_. „ j„n a;- „~™ Q;„_noi,„„H„„.r;»„». dene Zählstufen besitzt, die bei Empfang aufeinanderfolgender Spannungsstöße durch den Stoßspannungs-30 Empfänger nacheinander ausgelöst werden; und daß der Signalwellen-Empfänger mit allen Zählstufen derart verbunden ist, daß jede ausgelöste Zählstufe bei Empfang eines vom anderen Ende des Leitungs-

seue 11 «1 _s.w". _Λ „..., ~~ abschnittes her übertragenes Signal am Weiterzählen

Fehlerstelle 20 und der Signalwellen-Empfangsseite 12 35 gehindert wird, oleich (1 -x) km. Die Verzögerungszeiten der Ver- Befindet sich jetzt in dem von der erfindungs-

fftBerunjtselieder 14 und 17 seien auf T Sek. eingestellt gemäßen Vorrichtung zu überwachenden Abschnitt „nrl die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Span- einer Starkstromleitung ein induktiver Spannungsnuiss Öße 21 und 22 id V km/Set, dann benötigt stoß, so kann dieser zwar die Vorrichtung^auslosen dw Spannungsstoß 21 von der Fehlerstelle 20 bis zur 40 ihn jedoch nicht Tür einen unmittelbar folgenden echten der spdniiu β X_n,,, Fehler-Spannungsstoß sperren, weil drei getrennte

Zählstufen vorhanden sind, welche eine Fehlleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Sicherheit

„ . . , . - /i c , verhindern können. Sobald der unechte Spannungsund Signalwellen-Empfangsseite 12 gleich -γ Sek. ^ _stoß _m _{einer der vor}h_andenen Zählstufen eine Zahloperation ausgelöst hat, ist die nächste Zählstufe jederzeit betriebsbereit, um die Vorrichtung beim nächsten echten Spannungsstoß in Betrieb zu setzen. Es ist demgemäß nicht mehr nötig, die Empfindlicn-50 keit der Anlage zur Unterdrückung eines Ansprechens auf falsche Spannungsstöße zu reduzieren, vielmehr

Herrunicuutu oi«.«.·^.. — ..- ----- -----o

abgeschwächt, so daß die vom Signalwellen-Generator 15 erzeugte Signalwelle einwandfrei aufgenommen werden kann.

Angenommen, der zu überwachende Abschnitt der Starkstromleitung 10 betrage 1 km und der Abstand zwischen Fehlerstelle 20 und der Signalwellen-Sendeseite 11 sei gleich χ km, so ist der Abstand zwischen

Signalwellen-Sendeseite 11 gleich γ Sek., und der andere Spannungsstoß 22 zwischen Fehlerstelle 20

Die zwischen dem aufgetretenen Fehler und dem Zählbeginn der Zähleinrichtung 18 verflossene Zeit beträgt dann

(D

Der zwischen dem Auftreten des Fehlers und der Ankunft der vorn Signalwellen-Generator 15 erzeugten Signalwelle an der Signalwellen-Empfangsseite 12 verstreichende Zeitraum ist dann

tXlll IUIi)WUV* UUUIIlIUUtJJlVWv _u~. .

kann die gesamte Anlage so empfindlich eingestellt werden, wie es zur korrekten Fehlerortbestimmung bei echten Leitungsfehlern erforderlich ist.

Anschließend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

^{v y} F i g. 1 ein Blockschaltbild eines bekannten Gerätes

zur Fehlerortbestimmung, das bereits vorstehend

Der Zeitraum, in dem die Zähleinrichtung 18 akt^;- 60 beschrieben worden ist,

viert ist, entspricht der Differenz zwischen der For- Fig. 2A, 2B und 2C jeweils einen Abschnitt aus

einem einzigen Blockschaltbild für den Teil der Vorrichtung, der an einer Signalwellen-Empfangsseite eines zu überwachenden Abschnittes einer Stark-

(Sek.)

2 X

(2)

meld) und Formel(2) oder -y- Sek. Da die Fort

pflanzungsgeschwindigkeit V der Spannungsstöße 21

und 22 und der Signalwelle im wesentlichen gleich 65 stromleitung angeschlossen ist, und

der Lichtgeschwindigkeit ist, kann man den Abstand Fig. 3A und 3B Impulsdiagramme für verschie-

zwischen der Fehlerstelle 20 und der Signalwellen- dene Schaltungspunkte innerhalb der Fig. 2A, 2B

Sendeseite 11 des zu überwachenden Abschnittes der und 2 C.

Die in F i g. 2 schematisch angedeuteten Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich an der Signalwellen-Empfangsseite 12 des in Fig. 1 dargestellten Abschnittes der Starkstromleitung 10 und arbeiten mit dem Teil der bekannten und bereits beschriebenen Vorrichtung zusammen, der an die Signalwellen-Sendeseite 11 von Fig. I angeschlossen ist. Ein in Fig. 2A dargestellter Auslöse-Impulsgenerator trägt das Gesamtbezugszeichen 30. Zu diesem Auslöse-Impulsgenerator 30 gehört ein Stoßspannungs-Empfänger 16, ein UND-Gatter 31 mit zwei Eingängen, von denen einer mit dem Ausgang des Stoßspannungs-Empfängers 16 verbunden ist, ein Speicher 32, beispielsweise in Form einer Flip-Flop-Schaltung zur Speicherung des Ausgangssignals vom UND-Gatter 31, und ein Impulsgenerator 33 zur Erzeugung eines Impulses von 1 bis 2 m Sek. Dauer, wenn er durch ein Ausgangssignal des Speichers 32 angesteuert wird.

Fig. 2A enthält weiterhin eine mit dem Gesamtbezugszeichen 34 versehene und aus drei getrennten Auslöse-Steuerschaltungen 35, 36 und 37 bestehende Auslöse-Steuerung. Die erste Auslöse-Steuerschaltung 35 besteht aus einer Serienschaltung eines UND-Gatters 38, eines Speichers 39 und eines Rechteckgenerators 40. In ähnlicher Weise bestehen die beiden anderen Auslöse-Steuerschaltungen 36 und 37 je aus einer Serienschaltung eines UND-Gatters 41 bzw. 44, eines Speichers 42 bzw. 45, und eines Rechteckgenerators 43 bzw. 46. über einen ihrer Eingänge sind sämtliche UND-Gatter 38, 41 und 44 zusammengeschlossen und mit dem Ausgang des Impulsgenerators 30 verbunden.

Der zweite Eingang des UND-Gatters 41 der zweiten Auslöse-Steuerschaltung 36 hängt über eine Verzögerungsschaltung 47 am Ausgang des Speichers 39 der ersten Auslöse-Steuerschaltung 35. In ähnlicher Weise ist der zweite Eingang des UND-Gatters 44 der dritten Auslöse-Steuerschaltung 37 mit dem Ausgang des Speichers 42 der zweiten Auslöse-Steuerschaltung 36 über eine Verzögerungsschaltung 48 verbunden, und der andere Eingang des UND-Gatters 31 der ersten Auslöse-Steuerschaltung 35 liegt über eine Verzögerungsschaltung 49 am Ausgang des Speichers 45 der dritten Auslöse-Steuerschaltung 37.

Eine in Fig. 2B dargestellte Zählschaltung50 besteht aus drei Zählstufen 51, 52 und 53, welche mit den drei Auslöse-Steuerschaltungen 35, 36 und 37 der Auslöse-Steuerung 34 vergleichbar sind. Jede Zählstufe 51, 52 oder 53 besteht aus einer Serienschaltung eines UND-Gatters 54 oder 57 oder 60, eines Zählers 55 oder 58 oder 61, und einer Rückstellschaltung 56 oder 59 oder 62 für überzählige Zählwerte.

Jedes der drei UND-Gatter 54, 57 und 60 hat vier Eingänge, von denen die jeweils ersten Eingänge zusammengelegt sind und ein Signal aus dem Ausgang des Speichers 32 des Auslöse-lmpulsgenerators 30 über eine Leitung 63 und eine Verzögerungsschaltung 64 erhalten. Die zweiten Eingänge der UND-Gatter 54, 57 und 60 erhalten einzeln jeweils über eine Leitung 65, 66 und 67 jeweils ein Signal von einem der Rechteckgeneratoren 40, 43 oder 46 innerhalb der entsprechenden Auslöse-Steuerschaltungen der Auslöse-Steuerung 34. Die dritten Eingänge erhalten Zeitimpulse aus einem Zeitimpulsgenerator 68, und die vierten Eingänge erhalten über Leitungen 69, 70 und 71 jeweils getrennte Signale aus je einem Speicher 93, % oder 99, welche später beschrieben werden.

ODER-Galter 69, 70 und 71 dienen jeweils zur Rückstellung eines der Zähler 55, 58 und 61. Jedes dieser drei ODER. Gatter 69, 70 und 71 besitzt vier Eingänge und einen Ausgang, welcher mit einem der zugehörigen Zähler 55 bzw. 58 bzw. 61 zum Zwecke der Rückstellung desselben verbunden ist. Die jeweils ersten Eingänge der ODER-Gatter 69, 70 und 71

to führen zu den Ausgängen der zugehörigen Rückstellschaltungen 56, 59 und 62, und zwar jeweils über eine Leitung 74, 75 oder 76. Die zweiten Eingänge der ODER-Gatter 69, 70 und 71 sind an je eine Leitung 77, 78 oder 79 angeschlossen (siehe F i g. 2A) wie später beschrieben wird. Die dritten Eingänge der ODER-Gatler 69, 70 und 71 sind gemeinsam mit einer Handrückstellung 72 über eine Leitung 73 verbunden, und die vierten Eingänge sind jeweils an den Ausgang eines UND-Gatters 80, 81 bzw. 82

?.o gelegt.

Je ein Eingang dieser UND-Gatter 80, 81 und 82 führt über eine gemeinsame Leitung 83 zum Ausgang des Impulsgenerators 33. Der andere Eingang jedes dieser UND-Gatter 80, 81 und 82 ist über je eine Leitung 84, 85 und 86 an den Ausgang eines der Rechteckgeneratoren 40, 43 bzw. 46 gelegt.

Eine mit dem Gesamtbezugszeichen 87 bezeichnete Signalwellen-Empfangsschaltung besteht aus einem Signalwellen-Empfänger 88 und drei identischen Zählersteuerstufen 89.90 und 91. Jede dieser Stufen besteht aus einer Reihenschaltung je eines UND-Gatters 92. 95 oder 98, eines Speicher 93, 96 oder 99 und je eines Rückstell-Impulsgenerators 94, 97 bzw. 100.

Mit je einem ihrer Eingänge sind die UND-Gatter 92, 95 und 98 an den Ausgang des Signalwellen-Empfängers 88 gelegt. Der andere Eingang des UND-Gatters 92 liegt über eine Leitung 101 am Ausgang des Zählers 55, der andere Eingang des UND-Gatters 95 über eine Leitung 102 am Ausgang des Zählers 58 und in ähnlicher Weise der andere Eingang des UND-Gatters 98 über eine Leitung 122 am Ausgang des Zählers 61.

Die Speicher 93, % und 99 haben Rückstellanschlüsse zum Anlegen eines Rückstellimpulses aus

der Handrückstellung 72 über eine Leitung 103, welche gleichzeitig an Rückstellanschlüsse der Speicher 39,42 und 45 führt, um auch diese Speicher mit Hilfe eines in der Handrückstellung 72 erzeugten Rückstellimpulses zurückstellen zu können.

Der andere Rückstellanschluß des Speichers 93 liegt über eine Leitung 113 sowie eine Leitung 104 am Rückstellimpulsgenerator 100 und gleichzeitig über Leitung 77 am Rückstellanschluß des Speichers 39 und dem zweiten Eingang des ODER-Gatters 69

In ähnlicher Weise ist der andere RücksteilanschluE des Speichers 96 mit dem Ausgang des Rückstell· impulsgenerators 94 über die Leitungen 106, 78 unc 107 verbunden, welche gleichzeitig an den zweiter Eingang des ODER-Gatters 70 führen. Der ander« Rückstellanschluß des Speichers 99 ist über die Lei tungen 108 und 109 mit dem Ausgang des Rückstell impulsgenerators 97 und gleichzeitig über die Lei tung79 mit dem zweiten Eingang des ODER-Gat ters 71 verbunden.

Die Ausgänge der Rückstell-Impulsgeneratoren 94 97 und 100 sind mit drei Eingängen eines ODER Gatters 110 über Leitungen 107 und 111 bzw. I« und 112 bzw. 113 und 114 verbunden. Das ODER

Gatter 110 erhält Rückstellimpulse von der Handrückstellquelle 72 über die Leitung 73 und kann ferner über drei Leitungen 115, 116 und 117 jeweils von einer der Rückstellschaltungen 56 oder 59 oder 62 Rückstellimpulse erhalten. Der Ausgang des ODER-Gatters 110 liegt über eine Leitung 118 am Rückstellanschluß des Speichers 32 innerhalb des Auslöse-Impulsgenerators 30.

Die Ausgänge der Speicher 93, % und 99 liegen jeweils über eine der Leitungen 169, 170 und 171 am jeweils vierten Eingang eines der UND-Gatter 54, 57 und 60. Die Speicher 39, 42 und 55 haben je drei Rückstellanschlüsse, von denen jeweils die ersten zusammengeführt und über die Leitung 103 an die Handrückstellquelle 72 und die zweiten Rückstellanschlüsse an je einen Ausgang je einer der drei Rückstellschaltungen 56, 59 und 62 über die Leitungen 74, 75 und 76 geführt sind. Der dritte Rückstellanschluß des Speichers 39 liegt über die Leitungen 119, 77 und 113 am Ausgang des Rückstell-Impulsgenerators 100, der dritte Rückstellanschluß des Speichers 42 über die Leitungen 120, 78 und 107 am Ausgang des Rückstell-Impulsgenerators 94 und der dritte Rückstellanschluß des Speichers 45 über die Leitungen 121, 79 und 109 am Ausgang des Rückstell-Impulsgenerators 97.

Zum Auslesen des Inhaltes der Zählschaltung 50 ist ein Zählanzeigesystem 123 vorhanden (siehe Fig. 2C), welches aus einer Serienschaltung einer Lesebefehlauswahlschaltung 124, einer Übergangsschaltung 125 und einer Code-Umsetzerschaltung 126 besteht. Die Lesebefehlsauswahlschaltung 124 besitzt drei Paar Eingänge und drei Ausgänge. Der erste Eingang des ersten Paares liegt über eine Leitung 127 am Speicher 39 und der andere über eine Leitung 128 am Ausgang des Zählers 55. Der eine Eingang des zweiten Paares liegt über eine Leitung 129 am Speicher 42 und der andere über eine Leitung 130 am Ausgang des Zählers 52. In ähnlicher Weise ist ein Eingang des dritten Paares über eine Leitung 131 mit dem Ausgang des Speichers 45 und der andere über eine Leitung 132 mit dem Ausgang des Zählers 61 verbunden.

Diese Lesebefehlauswahlschaltung 124 besteht aus einer Kombination von UND-Gattern. Sind gleichzeitig auf den Leitungen 127 und 128 je ein Ausgangssignal des Speichers 39 und des Zählers 55 und außerdem ein Auslesesignal auf einer Leitung 133 vorhanden, so erscheint an einem ersten Ausgang 134 der Lesebefehlsauswahlschaltung 124 ein Ausgangssignal. In analoger Weise erscheint an einem zweiten Ausgang 135 dieser Schaltung ein Ausgangssignal, wenn gleichzeitig auf den Leitungen 129 und 130 je ein Ausgangssignal des Speichers 42 und des Zählers 58 ankommt und die Lesebefehlauswahlschaltung 124 über die Leitung 133 einen Auslesebefehl bekommt. Und am dritten Ausgang 136 der Lesebefehlsauswahlschaltung 124 erscheint natürlich auch ein Ausgangssignal, wenn gleichzeitig über Leitung 131 und 132 ein Signal ankommt und über die Leitung 133 ein Auslesebefehl gegeben wird. Die drei Ausgänge 134, 135 und 136 der Lesebefehlsauswahlschaltung 124 geben die Zählergebnisse der Zähler 55, 58 und 61 wieder.

Die Ausgangssignale der Lesebefehlauswahlschaltung 124 gelangen über eine Ubergangsschaltung 125 in eine Code-Umsetzerschaltung 126 und werden Hnrt in zuvor beschriebener Weise in Entfernungseinheiten aufgeschlüsselt. Erhält diese UbergangsschaUung 125 über eine Leitung 137 einen Ubernahmebefehl, so liest er die letzten Zählergebnisse auf den drei Ausgängen 134 bis 136 vor der letzten Zählerablesung aus.

Zur Erzielung einer automatischen Auslesung eines Zählerinhalts ist eine mit dem Gesamtbezugszeichen 138 versehene Relais-Schaltung vorgesehen. Diese Relais-Schaltung 138 besitzt ein schnelles Fehlererkennungsrelais 139 ohne richtende Eigenschaften, beispielsweise ein Spannungsrelais, außerdem einen Speicher 140 zum Einspeichern einer Operation dieses Fehlererkennungsrelais 139, und ein Zeitverzögerungsglied 141, dessen Ausgang auf den Speicher 140 rückgekoppelt ist, um diesen nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wieder zu löschen. Zur Relaisschaltung 138 gehört außerdem ein zweites Relais 142, das die Eigenschaft besitzt, einen internen Fehler innerhalb des überwachten Abschnittes der Starkstromleitung 10 erkennen zu können, beispielsweise in Form eines Richtungsentfernungs-Relais, ferner einen Speicher 143 zum Einspeichern einer Operation seitens dieses zweiten Relais 142 und ein NOR-Gatter 144 mit zwei Eingängen. Die beiden Ausgänge der Speicher 140 und 143 sind mit den beiden Eingängen des NOR-Gatters 144 verbunden, außerdem gelangt das Ausgangssignal des Speichers 143 über Leitungen 133 und 146 und zwei Umschalter 147 und 148 in die Lesebefehlauswahlschaltung 124 und in einen Drucker 145. Sind die beiden Umschalter 147 und 148 so gelegt wie in Fig. 2C dargestellt, so erfolgt ein automatischer Auslesevorgang. Sind beide Umschalter 147 und 148 jedoch in ihrer anderen Schaltlage, so erfolgt manuelles Auslesen, sobald ein Signal über Leitungen 149 und 150 angelegt wird. Das Ausgangssignal aus der Code-Umsetzerschaltung 126 kann außerdem auf einem Zählanzeigesystem 153 direkt angezeigt werden.

Der Speicher 143 besitzt einen Löschanschluß 151. Das Ausgangssignal aus dem NOR-Gatter 144 gelangt über eine Leitung 152 an den zweiten Eingang des UND-Gatters 31 innerhalb des Auslöseimpulsgenerators 30.

Nachfolgend wird in Verbindung mit den F i g. 3A und 3 B die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

Zur Betriebsvorbereitung wird über die Handrückstellquelle 72 ein Rückstellimpuls auf die Leitungen 73 und 103 gegeben; die beiden Relais 139 und 142 befinden sich damit in ihrem normalen Ruhezustand. Das Rückstellsignal auf der Leitung 73 gelangt an die ODER-Gatter 69, 70 und 71 der Zählschaltung 50 und an das ODER-Gatter 110 dei Signalwellen-Empfangsschaltung 87 und bewirkt die Rückstellung der Zähler 55,58 und 61, der Speicher 39 42 und 45 innerhalb der Auslöse-Steuerung 34, unc ferner die Rückstellung der Speicher 93, 96 und 9! innerhalb der Signalwellen-Empfangsschaltung 87 Das NOR-Gatter 144 erzeugt ein Ausgangssignal weil kein Ausgangssignal der Speicher 140 und 14; der Relais-Schaltung 138 vorhanden ist. Demzufolgi wird ein Eingangssignal über die Leitung 152 an dei Eingang des UND-Gatters 31 im Auslöseimpuls generator 30 gelegt.

Wie zuvor in Verbindung mit F i g. 1 beschrieber erzeugt ein innerhalb des überwachten Abschnitte der Starkstromleitung 10 an der Fehlerstelle 20 aul getretener Fehler zwei elektrische Spannungsstöße 2 und 22, von denen sich je einer zur Signalweller

Sendeseite 11 bzw. zur Signalwellen-Empfangsseite 12 fortpflanzt. In Fig. 3A ist der Spannungsstoß 21 an der Fehlerstelle 20 dargestellt.

Der an der Signalwellen-Empfangsseite 12 ankommende Spannungsstoß trägt das Bezugszeichen 210 und ist gegenüber dem ursprünglichen Spannungsstoß 21 um eine Zeit verzögert, die er zum Zurücklegen des Weges zwischen der Fehlerstelle 20 und der Signal wellen-Empfangsseite 12 benötigte. Dieser Spannungsstoß 210 wird durch den Stoßspannungs-Empfänger 16 aufgenommen und erzeugt in diesem ein Ausgangssignal 310. Da dieses Ausgangssignal 310 gleichzeitig mit einem Ausgangssignal 244 des NOR-Gatters 144 und das UND-Gatter 31 gelangt, wird in diesem ein Ausgangssignal 231 erzeugt. Der zuvor über Leitung 118 durch das ODER-Gatter 110 gelöschte Speicher 32 erzeugt auf Grund des Signals 231 vom UND-Gatter 31 ein Ausgangssignal 232, welches den Impulsgenerator 33 zur Abgabe eines Ausgangsimpulses 233 von 1 bis 2 m Sek. Dauer veranlaßt.

Die Speicher 39, 42 und 45 sind gelöscht. Daraus erfolgt, daß beim Anlegen des Ausgangsimpulses des Impulsgenerators 33 an die UND-Gatter 38, 41 und 44 nur das UND-Gatter 38 der ersten Auslöse-Steuerschaltung 35 ein Ausgangssignal 238 erzeugt und an den Speicher 39 liefert, weil ein Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 49 vorhanden ist, welches das UND-Gatter 38 öffnet. Der Speicher 39 erzeugt ein Ausgangssignal 239, und der Rechteckgenerator 40 erzeugt einen verlängerten Impuls 240, dessen Länge so bemessen ist, daß sie zur ordnungsgemäßen Fehlerortbestimmung ausreicht.

Das Ausgangssignal 232 des Speichers 32 auf Leitung 63 wird durch die Verzögerungs-Schaltung 64 in eine verzögerte Impulsflanke 64 umgewandelt und auf den ersten Eingang des UND-Gatters 54 in der Zählschaltung 50 gegeben. Außerdem gelangt das Ausgangssignal 233 des Impulsgenerators 33 noch an einen Eingang des UND-Gatters 80, dessen anderer Eingang den verlängerten Impuls 240 des Rechteckgenerators 40 aufnimmt und ein Ausgangssignal 280 erzeugt, welches an den vierten Eingang des ODER-Gatters 69 gelegt wird Daraufhin erzeugt dieses ODER-Gatter 69 ein Ausgangssignal, um den Zähler 55 in betriebsbereiten Zustand zu versetzen.

Wie zuvor erwähnt, erhält der erste Eingang des UND-Gatters 54 ein Signal 264 aus der Verzögerungsschalrang 64, der zweite Eingang ein Signal 240 vom Rechteckgenerator 40, der dritte Eingang ein Signal 293 aus dem Speicher 93, der sich im »!«-Zustand befindet, bevor ein Signal erscheint, und der vierte Eingang einen Zeitimpuls 268 vom Zeitimpulsgenerator 68. Dazu ist das UND-Gatter 54 geöffnet, wie aus seinem Ausgangssignal 254 zu entnehmen ist, um das Durchschalten eines Zeitimpulses 368 zum Zähler 55 zu ermöglichen.

Dieser Zähler 55 ist so eingestellt, daß er während etwa der ersten 5 m Sek. nicht zählen kann. Während dieser Zeit können reflektierte Stoßwellen 321, 322 und 323 abklingen, die auf Grund von Reflexionen des ursprünglichen Spannungsstoßes 21 an den Abschnittsenden, der Fehlerstelle usw. auftreten. Demgemäß beginnt der Zähler 55 erst 5 m Sek. nach dem öffnen des UND-Gatters 54 mit dem Zählen.

Wie bereits im Zusammenhang mit F i g 1 beschrieben, gelangt der ebenfalls durch den aufgetretenen Fehler erzeugte Spannungsstoß 22 an die Signalwellen-Sendeseite 11 und wird dort durch den Stoßspannungsempfänger 13 (F i g. 1) empfangen, der nach der gleichen Verzögerungszeit von 5 m Sek. den Signalwellengenerator 15 auslöst, wie bereits beschrieben.

Daraufhin gelangt eine Signalwelle 216 an die Signalwellen-Empfangsseite 12 des überwachten Abschnittes der Starkstromleitung 10 und wird dorl vom Signalwellen-Empfänger 88 aufgenommen. Dieser erzeugt ein Ausgangssignal 316, welches jeweils an einen Eingang der UND-Gatter 92,95 und 98 angelegl wird. Da das Ausgangssignal des Zählers 55 nur an den anderen Eingang des UND-Gatters 92 gelangt, ist auch nur das UND-Gatter 92 geöffnet, löscht das Ausgangssignal des Speichers 93 und beendet damit das Signal 293 am vierten Eingang des UND-Gatters 54. Daraufhin unterbricht der Zähler 55 seine Zähloperation, und das UND-Gatter 92 schließt wieder. Auf diese Weise entsteht im Zähler 55 ein Zählergebnis 468.

Der Rückstell-Impulsgenerator 94 ist so eingerichtet, daß er am Ende des Signals 293 aus dem Speicher 93 einen kurzen Ausgangsimpuls 294 von 1 bis 2 m Sek. Dauer erzeugt. Dieser Ausgangsimpuls 294 des Rückstellimpulsgenerators 94 wird dem ODER-Gatter 110 zum Löschen des Speichers 32, ferner dem Speicher 42 zu dessen Löschung, und außerdem dem ODER-Gatter 70 zur Freigabe des Inhalts im Zähler 58 zugeführt.

Das Ausgangssignal 239 des Speichers 39 wird durch die Verzögerungsschaltung 47 in eine verzögerte Signalflanke 247 verwandelt und an einen Eingang des UND-Gatters 41 der zweiten Auslöse-Steuerschaltung 36 in der Auslöse-Steuerung 34 gelegt, um deren UND-Gatter 41 auf die nächste Fehlerortbestimmungs-Folge vorzubereiten. Wie oben beschrieben, erfolgte die Rückstellung sowohl des Speichers 42 als auch des Zählers 58 der zweiten Auslöse-Steuerschaltung 36 durch den Ausgangsimpuls 294desRückstell-lmpulsgenerators 94. Damit ist die zweite Auslöse-Steuerschaltung 36 der Auslöse-Steuerung 34 und die zweite Zählstufe 52 der Zählschaltung 50 aufnahmebereit für die nächste Fehlerortbestimmungs-Folge.

Das schnelle Fehkrerkennungsrelais 139 wird durch das Ausgangssignal 239 als Folge eines aufgetretenen Fehlers etwa 5 m Sek. nach dem Fehler ausgelöst. Gleichzeitig erzeugt der Speicher ein Ausgangssignal 340, welches dem Zeitverzögerungsglied 141 zugeführt wird, welches ein Signal 341 zur Löschung des Speichers 140 erzeugt Außerdem gelangt dieses Ausgangssignal 340 des Speichers 140 an einen Eingang des NOR-Gatters 144, um dessen Ausgangssignal 244 zu löschen und dadurch das UND-Gatter 32 innerhalb des Auslöse-Impulsgenerators 30 zu sperren, um das Eindringen eines Spannungsstoßes während der Auslese-Operation zu verhüten.

Das zweite Relais 142 spricht bei Auftreten eines hehlers erst nach dem Ansprechen des schnellen Fehlererkennungsrelais 139 an und erzeugt ein Ausgangssignal 342, welches dem Speicher 143 zugeführt wird, in diesem ein Ausgangssignal 343 erzeugt, welches seinerseits an den anderen Eingang des NOR-Gatters 144 gelegt wird.

Das bedeutet, daß während der Ausleseoperation sich der Ausgang des NOR-Gatters 144 im »^-Zustand befindet und das UND-Gatter 31 geschlossen bleibt. Andererseits gelangt das Ausganessignal 343 des Speichers 143 in die Lesebefehlauswahlschaltung

124 über den Umschalter 147 und ferner in den Drucker 145 über den Umschalter 148, sofern sich beide in der in F i g. 2 dargestellten und mit »AUTO«- Stellung befinden. In diesem Zustand erfolgt eine Anzeige des Zählergebnisses des Zählers 55 auf dem s Zählanzeigesystem 153 und/oder ein Ausdruck auf dem Drucker 145.

Nach Beendigung des Auslesevorganges erhält der Speicher 143 über den Löschanschluß 151 einen Löschimpuls. Damit verschwindet das »Qx-Verriegelungssignal 244 des NOR-Gatters 144 vom anderen Eingang des UND-Gatters 31, worauf der Auslöseimpulsgenerator 30 zur Verarbeitung der nächsten Fehlerortbestimmungs-Folge bereit ist.

Es sei angenommen, daß sich vor dem Auftreten eines wirklichen Fehlers innerhalb des überwachten Abschnittes der Starkstromleitung 10 einige induktive Blitz-Spannungsstöße befanden. Derartige Spannungsstöße führen bei herkömmlichen Vorrichtungen zur Fehlerortbestimmung normalerweise zum Versagen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung aktiviert ein derartiger Spannungssloß die erste Auslöse-Steuerschaltung 35 der Auslöse-Steuerung 34 sowie den Zähler 55 der entsprechenden Zählstufe 51 zur Fehlerortbestimmung. Die zweite Auslöse-Steuerschaltung 36 der Auslöse-Steuerung 34 verbleibt jedoch in Vorbereitung für die nächste Fehlerortbestimmung auf Grund eines Ausgangssignals vom Speicher 39 der ersten Auslöse-Steuerschaltung 35 über die Verzögerungsschaltung 47. Der Speicher 42 der zweiten Auslöse-Steuerschaltung 36 wird durch ein Signal aus dem Rückstell-Impulsgenerator 94 der ersten Zählersteuerstufe 89 gelöscht, und der Zählwert der zweiten Zählstufe 52 wird durch das gleiche Signal bereitgestellt. In ähnlicher Weise wird die dritte Auslöse-Steuerschaltung 37 und die dritte Zählstufe 53 für eine weitere nachfolgende Fehlerortbestimmung auf Grund der Operation der zweiten Auslöse-Steuerschaltung 36 und der zweiten Zählstufe 52 vorbereitet. Die Fehlerortbestimmung der dritten Auslöse-Steuerschaltung 37 und der dritten Zählstufe 53 bereitet wiederum die erste Auslöse-Steuerschaltung 35 und die erste Zählstufe 51 für deren nächste Operation vor. Daraus läßt sich erkennen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Fehlerortbestimmung automatisch immer den letzten Zählwert auf Grund des letzten Ausgangssignals aus dem zweiten Relais 142 abgeben kann.

Auf diese Art und Weise werden die Stufen 35, 51 bzw. 36, 52 bzw. 37, 53 abwechselnd nacheinander für aufeinanderfolgende Fehlerortbestimmungs-Operationen zur Bestimmung des Fehlerortes eines wirklichen Fehlers herangezogen, ohne daß es notwendig wäre, die Empfindlichkeit der Vorrichtung zu reduzieren. Es läßt sich also eine höhere Zuverlässigkeit erzielen.

Sollte die Signalwelle von der Signalwellen-Sendeseite 11 auf Grund eines Fehlers am Signalwellen-Generator 15 ausfallen, so würde einer der Zähler 55, 58 oder 61 einen überzähligen Zählwert erzeugen, da das zugehörige UND-Gatter nicht durch dieses Signal geschlossen ist. Die Rückstellschaltungen 56,59 bzw. 62 sprechen jedoch auf diesen überzähligen Zählwert des Zählers an und erledigen die Rückstellung des entsprechenden Zählers über die Oder-Gatter 69, 70 bzw\ 71. Außerdem gelangen die Rückstellsignale der Rückstellschaltungen 56 bzw. 59 bzw. 62 zu den Eingängen des ODER-Gatters 110 über die Leitungen! 115,116 und 117, wo sie den Speicher 32 des Auslöse I mpulsgenerators 30 löschen. Auf dieser Verkettung beruht die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßer Vorrichtung zu Fehlerortbestimmung.

Erfolgt die Signalwellen-Ubertragung drahtlos und nicht über die Starkstromleitung 10, so kann die Zeit·] verzögerung innerhalb der Zähler 55, 58 und 61 zu| Unterdrückung von Reflexionen entfallen.

Zum Schluß sei erwähnt, daß sich die Anzahl def Stufen 35, 36 und 37 bzw. 51,52 und 53 auch auf zwe reduzieren oder auf eine größere Anzahl als drei erwei| tern läßt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Fehlerortbestimmung für elektrische Starkstromleitungen, mit einem zur Aufstellung an einem Ende eines Leitungsabschnittes vorgesehenen Stoßspannungs-Empfänger, einem Signalwellenempfänger und einer an den Signalwellenempfänger angeschlossenen Zähleinrichtung, in der ein Zählvorgang ausgelöst wird, wenn der Stoßspannungs-Empfanger als Folge eines aufgetretenen Fehlers einen elektrischen Spannungsstoß empfängt und beendet wird, wenn der Stoßspannungs-Empfanger ein vom anderen Ende des Leitungsabschnittes her übertragenes Signal empfängt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (18) zwei oder mehrere, miteinander verbundene Zählstufen (35, 51; 36,52; 37,53) besitzt, die bei Empfang aufeinanderfolgender Spannungsstöße durch den Stoßspannungs-Empfanger (16) nacheinander ausgelöst werden, und daß der Signalwellen-Empfänger (88) mit allen Zählstufen derart verbunden ist, daß jede ausgelöste Zählstufe bei Empfang eines vom anderen Ende des Leitungsabschnittes her übertragenen Signals am Weiterzählen gehindert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Zählstufe (51...) ein Zähler (55, 58, 61) und e^;ne zugeordnete Auslöse-Steuerschaltung (35, 36, 37) gehört, weiche so geschaltet ist, daß bei ihrer Ansteuerung der Zähler derselben Zählstufe (51...) zu zählen beginnt; daß ein Auslöse-Impulsgenerator (30) so angeschlossen ist, daß er durch den Ausgang des Stoßspannungs-Empfängers (16) angesteuert wird und sämtlichen Auslöse-Steuerschaltungen (35...) ein Steuersignal übermittelt; daß die Auslöse-Steuerschaltungen Zwischenverbindungen besitzen, so daß ein Folgebetrieb durch aufeinanderfolgende Steuersignale möglich ist, und daß alle Zähler (55, 58, 61) mit einem Zählanzeigesystem (123, 145, 153) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöse-Steuerschaltungen (35...) über Verzögerungsschaltungen (47,48, 49) miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Signalwellen-Empfänger (88) mehrere Stoppschaltungen (Zählersteuerstufen 89, 90, 91) — je eine für jede Zählstufe (51 ...) — beigeordnet und <=o angeschlossen sind, daß im ausgelösten Zustand der zugehörigen Zählstufe und bei Empfang eines Signals vom Signalwellen-Empfänger im betriebsbereiten Zustand der betreffenden Zählersteuerstufe der Betrieb des zugehörigen Zählers (55, 58, 61) unierbrochen, zusätzlich der Zähler (58, 61, 55) der nächsten Zählstufe freigegeben und die Auslöse-Steuerschaltungen (36, 37, 35) der nächsten Zählstufe zur Vorbereitung auf den nächsten Spannungsstoß wieder gelöscht wird.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslöse-Impulsgenerator (30) ein Speicher (32) zum Speichern eines durch einen empfangenen Spannungsstoß ausgelösten Spannungsstoß-Signals über einen Zeitraum nach Empfang des Spannungsstoßes bis zum Empfang des Signals durch den Signal-Empfänger (88) gehört und daß das gespeicherte Spannungsstoßsignal an die Zähler-Auslöse-Steuerschaltungen (35, 36, 37) übertragen wird.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zählanzeigesystem eine an die Ausgänge der Zähler (55, 58, 61) angeschlossene Lesebefehlauswahlschaltung (124) und eine Schutzrelais-Einrichtung (142) zur Einleitung eines automatischen Auslesevorganges bei Ansprechen der Relaiseinrichtung infolge eines internen Fehlers innerhalb des überwachten Abschnittes der Starkstromleitung (10) gehört, um die letzte Zählung innerhalb der Zähler (55, 58, 61) zu bewirken.