DE2640012A1

DE2640012A1 - Verfahren und geraet zur ortung von kurzschluessen in mit mehreren adern und einer oder mehreren abschirmungen versehenen leitungen, insbesondere des berg- und tunnelbaus

Info

Publication number: DE2640012A1
Application number: DE19762640012
Authority: DE
Inventors: Norbert Samagga; Wolfgang Scholz; Helmut Weigand
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1976-09-04
Filing date: 1976-09-04
Publication date: 1978-03-16
Also published as: FR2363803A1

Description

Ruhrkohle Aktiengesellschaft _} Rellinghauser Str. 1, 4300 Essen

Verfahren und Gerät zur Ortung von Kurzschlüssen in mit mehreren Adern und einer oder mehreren Abschirmungen versehenen Leitungen, insbesondere des Berg- und Tunnelbaus ,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ortung von Kurzschlüssen in mit mehreren Adern und einer oder mehreren Abschirmungen versehenen Leitungen, insbesondere des Berg- und Tunnelbaus, z.B. in Schrämtrossen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Ortung von Kurzschlüssen bedeutet nicht nur, daß die kurzgeschlossenen Adern ermittelt werden, sondern auch die Ermittlung der Fehlerstelle der Leitung, an der die betreffenden Adern kurzgeschlossen sind.Manchmal handelt es sich um so schwere Beschädigungen der Leitungen, daß man den Ort der Kurzschlüsse ohne weiteres von außen erkennen kann. Häufig aber ist

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die Fehlerstelle rein äußerlich aufgrund ihrer Art und/oder aufgrund ihrer Lage nicht oder nur mit großen Mühen feststellbar. Das gilt insbesondere unter den ungünstigen Voraussetzungen, wie sie'-durch die Bedingungen des Berg- und Tunnelbaus geschaffen werden. Im Berg- und Tunnelbau handelt es sich zudem häufig um besonders gegen Feuchtigkeit und mechanische Beschädigungen geschützte Leitungen mit relativ kompliziertem Aufbau, z.B. mit Schutzleitungen. Solche Leitungen werden beispielsweise im Untertagesteinkohlenbergbau als Schrämtrossen eingesetzt. Die Erfindung ist insbesondere auf die Fehlersuche in solchen Leitungen anwendbar.

Es ist bekannt, die kurzgeschlossenen Adern einer solchen Leitung auf widerstandselektrischem Wege zu ermitteln, indem man jede Ader einer solchen Leitung an eine Stromquelle anschließt und den Spannungsabfall über den Kurzschluß feststellt. Dieses Verfahren führt jedoch nicht zur Ermittlung des Ortes, an dem der Leitungsfehler auftritt. Insbesondere unter den Verhältnissen des Untertagebergbaues bedeutet das in der Regel, daß man entweder mit großem Arbeits- und Zeitaufwand den Fehler aufsuchen oder die gesamte Leitung auswechseln muß. Man hat zwar schon versucht, über den Spannungsabfall auch die Entfernung des Kurz-

der
Schlusses von/Meßstelle rechnerisch zu ermitteln, eine'solche Rechnung ist aber häufig nicht mit der erforderlichen Genauigkeit und vielfach überhaupt nicht durchführbar.

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Unter diesen Umständen bedeutet z.B. ein von einer äußerlichen Beschädigung herrührender Kurzschluß in einer Sehramtrosse, der z.B. durch das Eindringen eines Abbauhammerspitzeisens in die Trosse hervorgerufen werden kann, daß man entweder die gesamte Trosse auswechseln muß, wenn man die Stelle nicht findet; das bedeutet im allgemeinen den Verlust der gesamten Schrämtrosse. Oder man hat die Stelle gefunden und muß dann das defekte Leitungsstück hinter der Leitungseinführung in die Schrämmaschine abschneiden. Dann kann es vorkommen, daß ein nicht erkannter weiterer Fehler in der Schräm— trosse verbleibt, der eine Wiederholung der Arbeiten erforderlich macht.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß trotz Abschirmung der Adern in den Leitungen Signale bestimmter Frequenz die Abschirmung überwinden können und sich dann von außen messen lassen, sofern die Signale zwei kurzgeschlossenen Adern aufgegeben werden. Aufgrund dieser Erkenntnis hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, die durch Fehler in der Leitung auftretenden Kurzschlüsse zu orten.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach Ermittlung der kurzgeschlossenen Adern Signale im Mittel- und Langwellenbereich den kurzgeschlossenen Adern aufgegeben und die Frequenz der außerhalb der Abschirmung auftretenden Signale ermittelt wird, worauf längs der Leitung die Stärke dieser Signale gemessen und

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verfolgt wird, bis sich eine Verminderung der Signalstärke bzw. ein Zusammenbrechen der Signale feststellen läßt.

Die Feststellung der kurzgeschlossenen Adern bezweckt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,den kurzgeschlossenen Adern die Signale aufzugeben, weil nur diese Signale nach außen durch die Abschirmung hindurchtreten können, die nicht kurzgeschlossenen Adern aufgegebenen Signale jedoch nicht. Die Frequenz der außerhalb der Abschirmung auftretenden Signale muß aus dem aufgegebenen Frequenzgemisch ermittelt werden. Die Ermittlung dieser Frequenzen ermöglicht es, den Meßbereich festzustellen, in dem die außerhalb der Abschirmung auftretenden Signale gemessen und verfolgt werden können. Dieses Messen und Verfolgen der Signale längs der Leitung kann durch Abschreiten vorgenommen werden und erfolgt so lange, bis sich eine Verminderung der Signalstärke bzw. ein Zusammenbrechen der Signale feststellen läßt. An dieser sehr genau zu ermittelnden Stelle der Leitung befindet sich dann der Kurzschluß.

Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Ermittlung der kurzgeschlossenen Adern in bekannter Weise auf widerstandselektrischem Wege.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die außerhalb der Abschirmung auftretenden Signale akustisch zu ermitteln. Das kann mit einem

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Lautsprecher bzw. mit Kopfhö rern durchgeführt werden.

Die Messung und Verfolgung der außerhalb der Abschirmung auftretenden Signale erfolgt gemäß einer j praktischen Ausführungsform der Erfindung dagegen : optisch. Eine solche optische Messung läßt sich j genauer durchführen, weil sie sich z.B. auf einer ] Meßskala verfolgen läßt.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand eines Gerätesatses erläutert, mit dem sich das vorstehend beschriebene Verfahren durchführen läßt.

In der Zeichnung ist bei 1 ein Schrämkabel dargestellt, das unterbrochen gezeichnet ist, um dessen verhältnismäßig große Länge anzudeuten. Der schematisch wiedergegebene Querschnitt des Schrämkabels ist vergrößert bei 2 gezeichnet und läßt erkennen, daß dreiL Hauptleiter 4, 5 und 6 mit einem Überwachungsleiter 3 und einer Steuerleitung 7 in dem Schrämkabel vereinigt sind. Die Hauptleiter 4 — 6 sind konzentrisch in einer Abschirmung 9 untergebracht.

Angenommen sei, daß der Kurzschluß zwischen zwei Hauptleitern 4 und 6 eingetreten ist. Die Fehlerstelle befindet sich bei 10, wo sie gestrichelt angedeutet ist.

Zunächst wird mit einer nicht dargestellten aber üblichen Schaltung eine widerstandselektrische

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Messung zwischen sämtlichen Adern des Kabels durchgeführt. Diese widerstandselektrische Messung hat ergeben, daß Kurzschluß zwischen den Adern 4 und besteht, wie eingangs angenommen worden ist.

Nunmehr wird an die Adern 4 und 6 ein Signalgenerator angeschlossen, der allgemein bei 11 wiedergegeben ist. Der Signalgenerator erzeugt Signale im Mittel- und/oder Langwellenbereich mit Hilfe einer Stromquelle bei 12, die den Signalgenerator 11 speist. Der Generator enthält zwei Transistoren 13 und 14, nämlich einen Silizium-Transistor BC und einen Gemanium-Transistor AF 126. Beispielsweise beträgt die Ausgangsspannung an den Klemmen 15 bzw. 16 20 V, die' Außenspannung kann 500 V-max betragen. Der Stromverbrauch macht ca. 25 mA aus.

Zunächst werden mit einem kombinierten Meßgerät 17 akustisch die außerhalb der Abschirmung im Bereich des Kabels 1 auftretenden Signale ermittelt. Dies erfolgt mit dem bei 18 dargestellten Lautsprecher des Gerätes 17.

Danach wird der Meßbereich des Gerätes 19 eingestellt, das wie dargestellt sechs Meßskalen aufweist. Zum Beispiel können die Meßbereiche des Meßgerätes wie folgt ausgebildet sein:

V =	10OmV	1,5	5	15 .	50	150	500	1500	V(30 kV)
V ~		1,5	5	15	50	150	500	1500	V
A =	5OuA	0,5	5	5OmA	0,5	5A
A <v		0,5	5	5OmA	0,5	5A
dB		-20 + 6	-10 +16	O +26	+10 +36	+20 +46	+30 +56	+40 +66
V NP		1,5	5	15	50	150	500	1500	V

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- jr -

Es zeigt sich nun, daß beim Abschreiten des Kabels 1 mit dem Meßgerät 17 die Anzeige bis zur Fehlerstelle im wesentlichen konstant ist. An der Fahlerstelle 10 bzw. hinter der Fehlerstelle 10 ergibt sich ein scharfer Abfall des Output beispielsweise V, d.h., man kann die Fehlerstelle 10 sehr genau festlegen.

Im folgenden wird tabellarisch ein Überblick über durchgeführte Messungen an einer Leitung gegeben, die eine Länge von 150 m hatte. Hierbei lag die Fehlerstelle 5m hinter den Klemmen 15 und 16.

Es ergaben sich folgende Werte:

Entferng. Schluß benutzte Injektor Anzeige (0utput-V) Fehler- zwischen Frequenz anschl.an bis Feh- hinter Feh-Generator lerstelfe !erstelle

5m	SL-ÜL-HL-HL	22OKhz	HL-HL	25OV	keine
5m	Il	54OKKz	It	175V	25-5O V
5m	HL-HL-ÜL	22OKhz	Il	200-250V	75 V
5m	Il	58OKhz	'·	250	keine
145m	Il	740Khz	Il	250	keine

In der Tabelle bedeuten die Abkürzungen:

SL - Steuerleiter

ÜL - Überwachungsielter

HL - Hauptleiter.

Bei sämtlichen Versuchen traten, Schwankungen in der Anzeige auf, die sich aus der überlagerten Rundfunk-Empfangs leitung ergeben haben.

Patentansprüche . _ 8 - -

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-JO-

Leerseite

Claims

— 8f P a t e η t an s ρ rüche-

Verfahren zur Ortung von Kurzschlüssen in mit mehreren Adern und einer oder mehreren Abschirmungen versehenen Leitungen, insbesondere des Berg- und Tunnelbaues, z.B. in Schrämtrossen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ermittlung der kurzgeschlossenen Adern (4,6) Signale im Mittel— und/oder Langwellenbereich den kurzgeschlossenen Adern aufgegeben und die Frequenz der außerhalb der Abschirmung (9) auftretenden Signale ermittelt wird, worauf längs der Leitung (1) die Stärke dieser Signale gemessen und verfolgt wird, bis sich eine Verminderung der Signalstärke bzw. ein Zusammenbrechen der Signale feststellen läßt.

Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Ermittlung der kurzgeschlossenen Adern (4,6) auf widerstandselektrischen Wege durchgeführt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der außerhalb der Abschirmung (9) auftretenden Signale akustisch ermittelt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge. kennzeichnet, daß die Messung und Verfolgung der außerhalb der Abschirmung (9) auftretenden Signale längs der- » Leitung (1) optisch erfolgte

- 9 -809811/0086 ORIGINAL INSPECTED

Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch einen Signalgenerator (11) zum Anschluß an die kurzgeschlossenen Adern (4,6) oder ein 2SX3E& ortsveränderliches Empfangsgerät (17) mit akustischer Wiedergabe der außerhalb der Abschirmung auftretenden Signale und einem Meßgerät (19) zur Feststellung der Signalstärke.

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