DE2138108A1

DE2138108A1 - Verfahren zur punktgenauen Lokah sierung von Fehlerstellen in Kabeln

Info

Publication number: DE2138108A1
Application number: DE19712138108
Authority: DE
Inventors: Rainer χ 2500 Rostock Winkler Heinz χ 8023 Dresden Siebert
Original assignee: RFT MESSELEKTRONIK DRESDEN VEB
Current assignee: RFT MESSELEKTRONIK DRESDEN VEB
Priority date: 1970-10-02
Filing date: 1971-07-30
Publication date: 1972-04-06
Also published as: CS180105B1

Description

Verfahren zur punktgenauen Lokalisierung von Fehlerstellen in Kabeln Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sicheren und genauen Fehlerortsbestimmung an Kabeln, bei aem an der Fehlerstelle durch eine Prüfgleichspannung kräftigte Uberschläge erzeugt werden und das durch den Überschlag verursachte akustische Signal sowie das magnetische Signal einer Wanderwelle zur Bildung eines Meßwertes und/oder einer Anzeige empfangen werden.
Für die punktgenaue Eingrenzung von Uberschlagafehlern an verlegten Kabeln ist ein akustisches Suchverfahren bekannt. Hierbei werden an der Fehlerstelle durch eine Prüfgleichspannung unter Umständen durch Paralleischaltung von Kapazitäten kräftige Überschläge erzeugt, deren Geräusch an der Erdoberfläche mittels eines Körperschallmikrofones aufgenommen und nach ausre ichender Verstärkung abgehört un¢/oder angezeigt wird.
Eine wesentliche Verbesserung stellt hierbei du Koinzidenzverfahren dar, bei ddem mittels eines zweiten Verstärkers die durch das Magnetfeld der Stoßwelle in einer Suchspule induzierte t anaung gleichzeitig mit der akustisch aufgenommonen Indikation Zur Ans gelan;t-. Der Beobachter wird dadurch in die Lage versetzt, etwaige Schalleindrücke ähnlichen Charakters schnell und aicher von d9111vom Überschlag ausgelösten Geräusch zu unterscheiden, da letzteres stets synchron zu der induktiv aufgenommenen Indikation erfolgt, Zur punktgenauen Eingrenzung der Lage der Fehlerstelle ist es jedoch in jedem Falle notwendig, die Stelle der maximalen akustischen Indikation festzustellen.
Die Zone, in der dasÜberschlagsgeräusch nachweisbar ist1 hängt stark von den örtlichen Bodenverhältnissen ab. Sie kann Ausdehnungen zwischen wenigen cm bis zu mehreren m besitzen, wobei insbesondere bei den großen Ausdehnungen die Zone maximaler Indikation außerordentlich flach verläuft und das Maximum nur schwer genau einzugrenzen ist0 Die Erfindung verfolgt den Zweck, diesen Nachteil des Standes der Technik zu vermeiden und stellt sich die Aufgabe ein Verfahren sur sicheren und genaueren Fehlerortsbestimmung an Kabeln vorzuschlagen, bei der an der Fehleratelle durch eine Prüfgleichspannung kräftige Überschläge erzeugt werden und das dadurch verursachte akustische und magnetische Signal nach dem Koinzidenzverfahren zur Bildung eines Meßwertes und/oder einer Anzeige empfangen wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zusätzlich eine Mesaung, Anzeige und/oder Auswertung der zeitlichen~Differenz der beiden Signale vorgenonen wird. Dabei kann die Zeitdifferenz derart sichtbar geacht werden, daß die Horisontalauslenkungeines Katodenstrahlo.zillograf durch das magnetisch aufgenommene signal gestartetwird und das akustische Signal eine Vertikalauslenkungbewirkt.
Einen analogen Meßwert erhält man dadurch, daß die Überschläge mit einer konstanten Folgefrequenz erzeugt werden und das magnetisch aufgenommene Signal eine Torstufe öffnet und das akustisch aufgenommene Signal diese Torstufe wieder sperrt und die Torsttife während der Öffnungazeit einen konstanten Strom einschaltet, dessen arithmetischer Mittelwert als proportional der Zeitdifferenz angezeigt und/oder verarbeitet wird.
Zur Erzeugung eines digitalen Meßwertes ist vorgesehen, daß die Torstufe während der öffnungszeit eine Folge von Impulsen definierter Frequenz einschaltet, deren Anzahl in einer nachgeschalteten Zählanordnung auf digitaler Basis gezählt, angezeigt und/oder verarbeitet wird0 In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird die Erfindung naher erläutert.
In der zugehörigen Zeichnung zeigt: Fig. 1: einen Meßwertkurvenverlauf über einer Fehlerstelle, Fig. 2: das Blockschaltbild einer Anordnung mit Satodenstrahloszillograf zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 3: das Blockschaltbild einer Anordnung mit Analogwertgewinnung, Fig0 4: das Blockschaltbild einer Anordnung mit Digitalwertgewinnung Der erfindungsgemäße Grundgedanke besteht darin, daß eine Messung der Zeitdifferenz vom Eintreffen eines induktiven Signals bis zum Eintreffen eines akustischen Signals die beide durch einen Überschlag an der Fehlerstelle verursacht werden, vorgenommen wird. Während die Stoßwelle mit etwa der halben Lichtgeschwindigkeit das Kabel entlangläuft und daher die induktive Indikation nahezu gleichzeitig mit dem Überschlag aufgenommen wird, kann die Schallwelle sich nur mit der wesentlich kleineren Schallgeschwindigkeit im Boden fortpflanzen0 Entsprechend Fig. 1 ist der Weg der Schallwelle unmittelbar über der Fehlerstelle am kleinsten und die Amplitude IL am größten. Während die Zeitdifferenz at zwischen dem Eintreffen der induktiven und der akustischen Indikation über der Fehlerstelle ein Minimumbesitzt und bei der Verlagerung der Meßpunkte in beiden ru öla tungen steil ansteigt, verläuft die AmplitudeA des akustischen Signals über den Weg S im Bereich der Fehlerstelle als unsicheres und flaches ;maximum,Das ausgeprägte Minimum der Zeitdifferenz Ut liefert dagegen eine eindeutige Aussage über die Lage der Fehlerstelle und der Verlauf der Zeitdifferenz jt weist dem Beobachter bei Messungen neben der Fehlerstelle eindeutig die Richtung, in der die Fehlerstelle zu suchen ist.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird für die Anzeige der Zeitdifferenz ein Katodenstrahloszillograf 10 benutzt, dessen Horizontal auslenkspannung durch die mittels der Suchspule 1 aufgenommene und im Verstärker 2 verstärkte magnetische Indikation gestartet wird. Die mittels des Körperschallmikrofones 4 aufgenommene und im Verstärker 5 verstärkte akustische Indikation bewirkt über den Verstärker 9 die Vertikalauslenkung des Leuchtpunktes an der Katodenstrahlröhre 10, deren Abstand vom Anfang der Zeitlinie proportional der Zeitdifferenz at zwischen dem Eintreffen der magnetischen und der akustischen Indikation ist. Die Meßinstrumente 3;6 sowie der Kopfhörer 7 gestatten in bekannter Weise die Feststellung der Koinzidenz beider Signale sowie die gehörmäßige Beurteilung und gegebenenfalls die Bestimmunß des Maximumsdes akustischen Signals.
Wegen der bekannten Schwierigkeiten beim Oszillografieren von Vorgängen mit zeitlichen Abständen in der Größenordnung von einer oder von mehreren Set moden mit einem Indikator, der zur Suchaktion entlang dem Kabel getragen werden muß, sieht ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, daß entsprechend Fig. 3 die im Verstärker 2 verstärkte magnetische Indikation die Vorstufe 11 öffnet und die im Verstärker 5 verstärkste akustische Indikation die Torstuf e 11 wieder sperrt0 Die vorstufe 11 schaltet während der Offnungsperiode einen konstanten Gleichstrom ein, dessen arithmetischer Mittelwert der Zeitdifferenz ait zwischen dem Eintreffen der magnetischen und der akustischen Indikation proportional ist und mittels des Drehspulmeßinstrumentes 12 zur Anzeige gelangt. Da das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel nur einen genauen Meßwert liefert, wenn die zeitliche Folge der einzelnen Überschläge konstant ist, sieht eine weitere Variante der Erfindung, wie in Fig0 4 dargestellt, vor, daß die vorstufe 11 während ihrer Öffnungsperiode die von einem Oszillator 13 mit konstanter Frequenz aufbereiteten Impulse passieren läßt, die während einer Offnungsperiode tom Zähler 14 abgezählt werden und deren Anzahl an der Ziffernanzeigeeinrichtung 15 zur Anzeige gelangt. Durch bekannte Zusatzeinrichtungen wird nach der Übernahme des Zählergebnisses in die Anzeigeeinrichtung 15 der Zähler 14 auf 0 zuriickgestellt und die Anzeige des Zählergebnisaes bis zum nächsten Zählvorgang aufrechterhalten0 Bei dieser Variante ist die Anzahl der von der Torstufe 11 durch gelassenen Impulse proportional der Zeitdifferenz it zwischen dem Eintreffen der magnetischen und der akustischen Indikation.

Claims

Patentansprüche:

Verfahren zur punktgenauen Lokalisierung von Fehlerstellen in Kabeln, an denen mittels Stoßeinrichtungen Überschläge erzeugt werden, bei dem nach dem Koinzidenzverfahren eine Anzeige der magnetisch und akustisch aufgenommenen Signale erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Messung, Anzeige und Auswertung der zeitlichen Differenz ( t) der beiden Signale vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalauslenkung eines Katodenstrahloszillograf (10) durch das magnetisch aufgenommene Signal gestartet wird und das akustisch aufgenommene Signal eine Vertikalauslenkung bewirkt.
30 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Uberschläge mit einer konstanten Folgefre quenz erzeugt werden und das magnetisch aufgenommene Signal eine Torstufe (11) öffnet und das akustisch aufgenommene Signal diese Torstufe (11) wieder sperrt und die Torstufe (11) während der Öffnungszeit einen konstanten Strom einschaltet, dessen arithmetischer Mittelwert als proportional der Zeitdifferenz angezeigt und/oder verarbeitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch aufgenommene Signal eine Torstufe (11) öffnet und das akustisch aufgenommene Signal diese Torstufe (11) wieder sperrt und die Torstufe (11) während der Öffnungszeft eine Folge von Impulsen definierter Frequenz einschaltet, deren Anzahl in einer nachgeschalteten Zählanordnung (14) auf digitaler Basis gezählt, angezeigt und/oder verarbeitet wird.