DE2644157A1

DE2644157A1 - Cable fault-finding equipment using pulse technique - has linear coupler and high speed sampler and digital processing system

Info

Publication number: DE2644157A1
Application number: DE19762644157
Authority: DE
Inventors: Philip Franklin Gale
Original assignee: Electricity Council
Current assignee: Electricity Council
Priority date: 1976-09-30
Filing date: 1976-09-30
Publication date: 1978-04-06

Abstract

The cable fault finding equipment consists of a high-voltage DC generator connected via a resistor (14) to a capacitor (16). The high-voltage side of the capacitor can be connected via a switch and coaxial line to the inner conductor of the cable under test (11). The other side of the capacitor is connected va a winding of a coupler (20) to the coaxial cable screen. One side of the coupler secondary is earthed; the other is connected to the coaxial input of an oscilloscope (24). The secondary is shunted by a resistor. The linear coupler differentiates the current waveform resulting from the pulsed input to the cable and reflections due to a fault at some position along the cable. Instead of an oscilloscope, a high-speed sampler may be connected to the output of the coupler and the signals processed and analysed using digital methods.

Description

Gerät zur Lokalisierung von Device for the localization of

Fehlerstellen in elektrischen Kabeln Die Erfindung bezieht sich auf die Lokalisierung von Fehlerstellen in elektrischen Kabeln. Defects in electrical cables The invention relates to the localization of faults in electrical cables.

Kabelfehler sind in ihrer Art mannigfaltig und zeigen unterschiedliche Charakteristiken. Es ist möglich, ein Verfahren zur Lokalisierung entsprechend den Charakteristiken der Fehlerstelle auszuwählen, dazu muß man aber einige unterschiedliche Typen von Instrumenten zur Verfügung haben, aus denen das passende auszuwählen ist. In den letzten Jahren wurde es üblich, alle Fehlerstellen so weit wie möglich in einen Typ umzuwandeln, der bei Verwendung einer einzigen Technik lokalisiert werden konnte, dies geschieht durch Vorsehen einer Fehler-Brenneinrichtung, um so weit wie möglich alle Fehler in stabile Niedrigwiderstände umzuwandeln. Cable faults are manifold and show different types Characteristics. It is possible to find a method of localization according to the To select the characteristics of the fault location, but for this one must have several different ones Have available types of instruments from which to choose the right one. In the past few years it has become common practice to keep all of the flaws in as much as possible convert to a type that can be localized using a single technique could, this is done by providing a fault burning device, so far as possible to convert all errors into stable low resistances.

Allgemein werden solche Niedrigwiderstands-Fehlerquellen dann mittels einer Impulsechoeinrichtung lokalisiert, die von einem Spannungsimpuls Gebrauch macht, der an das Kabel angelegt wird.In general, such low resistance sources of error are then identified by means of a pulse echo device using a voltage pulse power that is applied to the cable.

Solche Techniken lokalisieren aber nicht flüchtige oder intermittierende Fehlerquellen bzw. Störungen, es sei denn, sie können in einen stabilen Niedrigwiderstand durch den Fehlerstellehbrenner umgewandelt werden. Außerdem können sogar die modernsten Fehlerbrenneinrichtungen nicht zuverlässig dazu verwendet werden, alle Fehlerstellen in Niedrigwiderstands-Fehlerstellen umzuwandeln.Such techniques localize but not fleeting or intermittent Sources of error or interference, unless they can result in a stable low resistance can be converted by the fault location burner. Also, even the most modern can Failure burners cannot be reliably used at all Flaws to convert to low resistance faults.

Nach dem Messen des Abstandes zur Fehlerstelle vom einen Ende des Kabels aus ist es üblich, die präzise geographische Lage unter Verwendung einer akustischen Methode zu bestimmen, zu diesem Zweck wird ein Spannungsimpuls an das Kabel angelegt, und ein Mikrophon wird über den Boden bewegt, um nach akustischen Signalen zu lauschen, die durch die Entladung an der Fehlerstelle erzeugt werden. Dies kann aber nur dann geschehen, wenn der Fehlerstellenwiderstand nicht durch die Fehlerbrenneinrichtung auf Null reduziert worden ist. After measuring the distance to the point of failure from one end of the It is common practice to determine the precise geographic location using a cable To determine the acoustic method, for this purpose a voltage pulse is applied to the Cables are put in place, and a microphone is moved across the floor to sound out To listen to signals generated by the discharge at the fault location. But this can only happen if the fault location resistance does not go through the fault burner has been reduced to zero.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie Gerät zum Vorlokalisieren einer Fehlerstelle zu schaffen, das nicht das Vorbrennen von Fehlerstellen vor der Verwendung des Fehlerstellen-Lokalisierungsgerätes erfordert, aber dennoch eine breite Vielfalt von Fehlerstellen ermittelt und lokalisiert. The invention is based on the object of an improved method and to create a device for pre-localizing a defect that does not include pre-burning of fault locations before using the fault location device, but still a wide variety of faults identified and localized.

Zu diesem Zweck wird eine Impulstechnik angewandt. Obwohl Impulstechniken bereits eine Reihe von Jahren bekannt sind, so wurden diese bisher jedoch nur für die Ermittlung von flüchtigen oder intermittierenden Fehlern oder Störungen eingesetzt. Eines der Probleme bei der Verwendung einer Impulstechnik ohne Fehlerbrennen besteht darin, daß oft eine Verzögerung bei der Ionisation der Fehlerstelle auftritt. Verschiedene Techniken wurden in der Vergangenheit vorgeschlagen, um diese Probleme zu mildern. Insbesondere mit Bezug auf die Ionisations-Verzögerungszeit wurde vorgeschlagen, nicht die Zeitverzögerung zwischen dem Anlegen des Impulses und dem Empfang einer Reflexion desselben zu messen, sondern die Zeit zwischen späteren aufeinanderfolgenden Reflexion. Dies bringt jedoch weitere Probleme wegen der erhöhten Anstiegszeiten der späteren Reflexionen mit sich. Es gibt da nicht nur eine Störung der Impulsfront während der Übertragung, sondern es besteht auch ein besonderes Problem bei der Ermittlung und Widergabe der resultierenden Spannungs-Wellenform. A pulse technique is used for this purpose. Although impulse techniques have been known for a number of years, but so far these have only been used for the determination of volatile or intermittent errors or malfunctions are used. One of the problems with using a pulse technique without fault burning is in that there is often a delay in the ionization of the defect. Different Techniques have been proposed in the past to alleviate these problems. In particular with regard to the ionization delay time, it has been suggested that not the time delay between the application of the pulse and the receipt of a Measure reflection of the same, but rather the time between subsequent successive ones Reflection. However, this poses further problems because of the increased rise times the later reflections with itself. There is not just a glitch the impulse front during transmission, but there is also a special one Problem with determining and displaying the resulting voltage waveform.

Erfindungsgemäß besteht ein Verfahren zum Lokalisieren einer Fehlerstelle in einem Kabel darin, daß ein Spannungsimpuls an das Kabel angelegt wird, das die resultierende Strom-Wellenform durch eine Primärwicklung einer Kopplungseinrichtung hindurchgeschickt wird, die eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist, wobei die Kopplungseinrichtung die genannte Strom-Wellenform differenziert, um an der Sekundärwicklung einen Signalausgang abzugeben, der ein Impuls von relativ kurzer Dauer jedesmal dann ist, wenn eine Reflexion des Spannungsimpules nach dem Impulsgenerator zurückkehrt, und daß dieses Ausgangssignal wiedergegeben oder aufgezeichnet wird. According to the invention there is a method for localizing a fault location in a cable in that a voltage pulse is applied to the cable that the resulting current waveform through a primary winding of a coupling device is sent through, which has a primary winding and a secondary winding, wherein the coupling means differentiates said current waveform to an the secondary winding to emit a signal output that is a pulse of relatively short Duration each time there is a reflection of the voltage pulse after the pulse generator returns and that this output is reproduced or recorded.

Einem weiteren Aspekt der Erfindung zufolge besteht ein Gerät zur Lokalisierung einer Fehlerstelle in einem Kabel aus einem Impulsgenerator mit einer Verbindungseinrichtung zum Anlegen eines Spannungs-Schrittimpulses zwischen einem Leiter eines zu prüfenden Kabels und einem Rückleiter, aus einer Wellenformanzeige-oder -aufzeichnungsvorrichtung sowie aus einer zwischen die Verbindungseinrichtung und die Anzeige- oder Aufzeichnungsvorrichtung gekoppelte Kopplungseinrichtung mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Kopplungseinrichtung die sich aus dem Anlegen eines Spannungsimpulses an das Kabel ergebende Strom-Wellenform differenziert, damit sich an der Sekundärwicklung ein Spannungsausgang ergibt, der ein Impuls von relativ kurzer Dauer jedesmal dann ist, wenn eine Reflexion des Spannungsimpulses nach dem Impulsgenerator zurückkehrt. According to a further aspect of the invention there is an apparatus for Locating a fault in a cable from a pulse generator with a Connection device for applying a voltage step pulse between a Conductor of a cable under test and a return conductor, from a waveform display or recording device and from one between the connecting device and the display or recording device coupled coupling device with a Primary winding and a secondary winding, the arrangement being made so that the coupling device results from the application of a voltage pulse The current waveform resulting from the cable is differentiated so that it is sent to the secondary winding a voltage output then gives a pulse of relatively short duration each time is when a reflection of the voltage pulse returns after the pulse generator.

Vorzugsweise weist die Kopplungseinrichtung einen Linearkoppler auf, der eine Primärwicklung enthält, die in der Verbindungseinrichtung in Reihe geschaltet ist, sowie eine Sekundärwicklung mit einem flämpfungswiderstand, der mit der Sekundärwicklung parallelgeschaltet ist. Der Rückleiter kann ein Erd-oder Neutral leiter, z.B.ein Mantel des Kabels, sein. Im Falle eines mehradrigen Kabels kann zur Lokalisierung einer Fehlerstelle in der einen Ader der Rückleiter eine weitere Ader sein. Der Linearkoppler kann mit einem Strecken leiter des Kabels oder dem Erdleiter in Reihe geschaltet sein. The coupling device preferably has a linear coupler on, which contains a primary winding which is connected in series in the connecting device is, as well as a secondary winding with a damping resistor, which is connected to the secondary winding is connected in parallel. The return conductor can be an earth or neutral conductor, e.g. a Sheath of the cable. In the case of a multi-core cable, it can be used for localization If there is a fault in one wire, the return conductor can be another wire. Of the Linear coupler can be in series with a section conductor of the cable or the earth conductor be switched.

enn das Kabel eine Fehlerstelle mit einem Widerstandswert aufweist, der das Wellenwiderstandsprofil des Kabels verändert, oder einen Fehler aufweist; der zusammenbricht, wenn der Impuls an das Kabel angelegt wird, dann wird bei diesem Gerät, wenn ein Impulssignal durch den Impulsgenerator an das Kabel angelegt wird, eine Wellenform entstehen, die vom Wesen der Fehlerstelle abhängig ist. Bei einer Niedrigimpedanz-Fehlerstelle wird der reflektierte Strom von der gleichen Polarität sein wie der angelegte Impuls und wird eine Stromverdopplung am Impulsgenerator hervorrufen, so daß auf diese Weise ein weiterer Schritt bzw. eine weitere Stufe in der Strom-Wellenform erzeugt wird, was somit eine Aufeinanderfolge von Stufen ist, die eine zunehmende Stromamplitude ergibt. Der Linearkoppler differenziert jedoch diese Wellenform, so daß sich ein Signalausgang ergibt, der ein Impuls von relativ kurzer Dauer jedes Mal dann ist, wenn eine Reflexion des Primärimpulses nach dem Impulsgenerator zurückkehrt. Die Wiedergabe der Wellenform wird auf diese Weise vereinfacht und zweckmäßiger gestaltet als mit Spannungswiedergaben, wie sie bisher vorgeschlagen wurden, und eine Analyse kann viel leichter durchgeführt werden Der ansteigende Frequenzgang des Kopplers betont die Hochfrequenzkomponenten der Vorderflanken der Reflexionen und optimiert somit bei einer Oszilloskopwiedergabe die Ausnutzung der Wiedergabefläche des Bildschirms. hen the cable has a fault with a resistance value, which changes the characteristic impedance profile of the cable or has an error; which collapses when the pulse is applied to the cable, then it will Device, when a pulse signal is applied to the cable by the pulse generator, a waveform arise which depends on the nature of the fault location. At a Low impedance fault, the reflected current is of the same polarity be like the applied pulse and will double the current at the pulse generator cause, so that in this way a further step or a further stage is generated in the current waveform, thus creating a series of stages which gives an increasing current amplitude. The linear coupler differentiates however, this waveform so that the result is a signal output which is a pulse of relatively short duration each time there is a reflection of the primary pulse after the pulse generator returns. The playback of the waveform is based on this Simplified way and designed more functional than with voltage representations like them have been proposed so far and analysis can be performed much more easily The rising frequency response of the coupler emphasizes the high frequency components of the Leading edges of the reflections and thus optimized for an oscilloscope playback the use of the display area of the screen.

Der Impulsgenerator würde allgemein mit dem Kabel verbunden, um einen Impuls zwischen einem der Leiter im Kabel und einer geerdeten Rückführung anzulegen. Der Linearkoppler kann in Reihe in der Verbindung nach der geerdeten Rückführung liegen. Obwohl unter gewissen Umständen der geerdete Rückleiter ein bedeutendes Potential oberhalb der wahren Erde annehmen kann, hat diese Anordnung wesentliche Vorteile aus Gründen der Sicherheit sowohl der Einrichtung als auch in Bezug auf das Bedienungspersonal, im Vergleich zu früheren Anordnungen, die von der Spannungs-Wellenform zwischen dem Leiter im Kabel und der geerdeten Rückführung Gebrauch machen. Außerdem kann eine elektrostatische Abschirmung zwischen die beiden Wicklungen des Linearkopplers eingesetzt werden, um die Instrumentation gegen jeden Fehler der Primärisolation zu schützen. The pulse generator would generally be connected to the cable to make a Apply pulse between one of the conductors in the cable and a grounded return. The linear coupler can be connected in series after the grounded return lie. Although under certain circumstances the grounded return conductor is a significant one Can assume potential above true earth, this arrangement has essential Advantages in terms of security both in terms of the establishment and in relation to the operator, compared to previous arrangements, affected by the voltage waveform make use of the between the conductor in the cable and the grounded return. aside from that can provide an electrostatic shield between the two windings of the linear coupler used to protect the instrumentation against any failure of the primary isolation to protect.

Das oben beschriebene Fehlerstellen-Lokalisierungsgerät kann nicht nur zum Ermitteln von Niedrigimpedanz-Fehlerstellen verwendet werden, sondern auch zur Ermittlung eines-viel weiteren Bereiches von Fehlerkriterien. Die Strom-Wellenformen, die aus einem angelegten Spannungsimpuls erhalten werden, sind abhängig vom Typ der Fehlerstelle, wie nachfolgend noch erläutert wird. Es ist daher zweckmäßig, die Wellenform wiederzugeben bzw. anzuzeigen, um das Erkennen des Fehlertyps sowie auch die Bestimmung der Position der Fehlerstelle zu erleichtern. Die Anzeigevorrichtung kann ein Oszilloskop sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Digital-Übergangsaufzeichner zum Aufzeichnen der Wellenform des vom Kabel her kommenden resultierenden reflektierten Signals verwendet werden, wobei dieser Digital-Obergangsaufzeichner eine Einrichtung für regelmäßige wiederholte Probeentnahme der wiederzugebenden Wellenform, eine Analog-Digital-Umwandlungseinrichtung, welche die Probesignalamplituden in Digitalform umwandelt, sowie einen Digitalspeicher zur Registrierung der digital dargestellten abgetasteten Information enthält. The fault location device described above cannot can only be used to detect low impedance fault locations, but also to identify a much wider range of failure criteria. The current waveforms, obtained from an applied voltage pulse depend on the type the point of failure, as will be explained below. It is therefore advisable to play or display the waveform to help identify the type of error as well also to facilitate the determination of the position of the fault location. The display device can be an oscilloscope. Alternatively or in addition, a digital transitional recorder can be used to record the waveform of the resulting reflected coming from the cable Signals are used, this digital transition recorder being a facility for periodic repeated sampling of the waveform to be displayed, a Analog-to-digital converter which converts the sample signal amplitudes in digital form converts, as well as a digital memory for registering the digitally displayed contains scanned information.

Vorzugsweise ist zusätzlich zur Aufzeichnung der Wellenform eine visuelle Wellenform-Anzeigevorrichtung, z. B. ein Kathodenstrahl-Oszilloskop, für sofortige visuelle Anzeige der Wellenform vorgesehen. Die gespeicherte Information, welche die Wellenform in Digitalform darstellt, kann für eine nachfolgende Analyse verwendet werden. Es können Vorkehrungen getroffen sein für die über mittlung der Information in Digitalform an eine entfernt liegende Stelle. Das Prüfgerät kann tragbar oder fahrbar sein, z. B. in ein Fahrzeug installiert sein. Die entferntgelegene Stelle kann eine Zentralstation sein, wo die übermittelte Information mit einer vorher aufgezeichneten Information verglichen werden kann, welche die Wellenform wiedergibt, die normalerweise zu erwarten ist, oder sie kann mit einer vorherberechneten Information verglichen werden,die mögliche Fehlerkriterien repräsentiert, oder sie kann für visuelle Analyse angezeigt werden. An der Zantralstation wird die übermittelte Information zweckmäßig in einen Speicher hinein empfangen. Die Ausrüstung an einer derartigen Zentralstation und/ oder das Prüfgerät können eine Einrichtung zum Einspeisen von Information, die aus dem Speicher abgerufen wird, in einen Digital-Analog-Umwandler, um eine Analog-Wellenform vorzusehen, sowie eine Anzeigeeinrichtung enthalten, welche die Analog-Wellenform vom Umwandler her wiedergibt. Diese Anzeige- oder Wiedergabevorrichtung kann beispielsweise ein Kathodenstrahl-Oszilloskop oder ein automatischer Kurvenschreiber sein. Preferably, in addition to recording the waveform, there is one visual waveform display device, e.g. B. a cathode ray oscilloscope, for Immediate visual indication of the waveform is provided. The stored information, which represents the waveform in digital form can be used for subsequent analysis be used. Provisions can be made for the transmission of the Information in digital form to a remote location. The test device can be portable or mobile, e.g. B. be installed in a vehicle. The remote one Place can be a central station, where the transmitted information with a Pre-recorded information can be compared which the waveform which is normally to be expected, or it can be calculated with a predicted Information are compared, which represents possible failure criteria, or they can be viewed for visual analysis. The transmitted Information expediently received into a memory. The equipment on one Such a central station and / or the test device can have a device for feeding of information retrieved from memory into a digital-to-analog converter, to provide an analog waveform as well as display means which reproduces the analog waveform from the converter. This display or playback device For example, a cathode ray oscilloscope or an automatic chart recorder be.

Der vorerwähnte Digitalspeicher am Ort des Generators kann ein vorübergehender Speicher sein, beispielsweise ein Halbleiterspeicher, und es können Mittel vorgesehen sein zum Herauslesen bzw. Abrufen der im Speicher befindlichen Information auf eine permanente Aufzeichnung, z. B. auf einenPapierband- oder Magnetband-Aufzeichner Durch Verwendung eines Digital-Übergangsaufzeichners, wie oben beschrieben, mit einer Stromimpulstechnik unter Verwendung eines Linearkopplers kann die Wellenform nach Belieben überprüft werden, um den Fehlertyp zu identifizieren und zu analysieren. The aforementioned digital memory at the location of the generator can be temporary Memory, for example a semiconductor memory, and means can be provided its to read out or retrieve the information located in the memory on a permanent recording, e.g. On a paper tape or magnetic tape recorder Using a digital transition recorder as described above with a current pulse technique using a linear coupler, the waveform checked at will to identify and analyze the type of defect.

Der Impulsgenerator kann einen Kondensator und eine Hochspannungs-Gleichstromquelle aufweisen, die zum Aufladen des Kondensators über einen Widerstand angeschlossen ist, sowie ferner einen Schalter zum Verbinden der Hochspannungsseite des Kondensators mit einem Leiter des der Prüfung unterliegenden Kabels, wobei die Niederspannungsseite des Kondensators über die genannte Primärwicklung an einem geerdeten Leiter des Kabels angeschlossen ist. Das Gerät gemäß der Erfindung ist insbesondere geeignet für die Verwendung bei der Lokalisierung von Fehlerstellen an Unterflur-Verteilerkabelnetzwerken. Bei solchen Netzwerken entstehen infolge der vielen Abzweigungen und T-Verbindungen komplizierte Kriterien, die eine Analyse der Wellenformen schwierig machen. The pulse generator can have a capacitor and a high voltage direct current source have connected to charging the capacitor via a resistor is, and also a switch for connecting the high voltage side of the capacitor with one conductor of the cable under test, the low voltage side of the capacitor via said primary winding to a grounded conductor of the Cable is connected. The device according to the invention is particularly suitable for use in locating faults in underground distribution cable networks. In such networks there are many branches and T-connections complicated criteria that make waveform analysis difficult.

Durch Verwendung des Digital-Übergangsaufzeichners ist die notwendige Information in Digitalform verfügbar. Wie oben erläutert, kann sie nach einer Zentralstation übertragen werden, oder alternativ können die Digitaldaten in numerischer Form wiedergegeben werden, so daß sie leicht nach eine Zentralstation weitergeleitet werden können, um eine Analye in Verbindung mit detaillierten Aufzeichnungen des Kabelnetzwerks zu ermöglichen.By using the digital transition recorder, the necessary Information available in digital form. As explained above, it can be based on a central station or, alternatively, the digital data can be represented in numerical form so that they can easily be forwarded to a central station, an analysis in connection with detailed recordings of the cable network to enable.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt bzw. zeigen Fig. 1 eine schematische Anordnung eines Fehlerstellen-Lokalisierungsgerätes nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die Fign. 2(a), (b) und (c) erläuternde Spannungs- und Stromwellenformdiagramme, die Fign. 3(a), (b), (c), (d) und (e) Ausgangswellenformen im Gerät nach Fig. 1 für verschiedene Typen von Fehlern, während Fig. 4 eine schematische Anordnung eines Kabelfehlerstellen-Lokalisierungsgeräts nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergibt, bei welchem ein Digital-Übergangsaufzeichner zum Aufzeichnen der Wellenform verwendet wird. The invention will now be illustrated by way of example Drawing described. 1 shows a schematic arrangement a fault location device according to an embodiment of the invention, the FIGS. 2 (a), (b) and (c) explanatory voltage and current waveform diagrams, the FIGS. 3 (a), (b), (c), (d) and (e) output waveforms in the apparatus of Fig. 1 for different types of errors, while FIG. 4 shows a schematic arrangement of a Cable fault location device according to a second embodiment of the Invention reproduces in which a digital transitional recorder is used for recording the waveform is used.

In Fig. 1 ist das der Prüfung unterliegende Kabel bei 10 schematisch mit einem Leiter 11 innerhalb eines geerdeten äußeren Leiters 12 dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß das Verfahren und Gerät der vorliegenden Erfindung für Fehlerstellen-Lokalisierung an jedem beliebigen Kabeltyp verwendet werden können, vorausgesetzt, es sind zwei Leiter verfügbar, um den Stromkreis zu vervollständigen, wobei das Gerät dazu dient, niederohmige oder hochohmige Fehlerstellen zwischen den Leitern oder Stromkreisunterbrechungen in den Leitern zu lokalisieren. In Fig. 1, the cable under test is shown schematically at 10 shown with a conductor 11 within a grounded outer conductor 12. It however, it is to be understood that the method and apparatus of the present invention can be used for Fault location can be used on any type of cable, provided two conductors are available to complete the circuit, The device is used to detect low-resistance or high-resistance faults between locate the conductors or open circuits in the conductors.

Das Fehlerstellen-Lokalisierungsgerät weist eine Hochspannungs-Gleichstromquelle 14 auf, die über einen Widerstand 15 angeschlossen ist, um einen Kondensator 16 aufzuladen. Ein Schalter 17 ist vorgesehen um die Hochspannungsseite des Kondensators über einen Koaxialleiter 18 mit dem Streckenleiter 11 des der Prüfung unterliegenden Kabels 10 zu verbinden. Die andere Seite des Kondensators ist über eine Primärwicklung 19 eines Linearkopplers 20 und den Koaxialleiter 18 mit dem geerdeten Leiter 12 des Kabels 10 verbunden. Der Linearkoppler hat eine Sekundärwicklung 21, von der das eine Ende geerdet ist, wie bei 22 dargestellt, und von der das andere Ende, wie bei 23 dargestellt, mit einem Kathodenstrahl-Oszilloskop 24 verbunden ist. Eine geerdete elektrostatische Abschirmung 25 ist zwischen den beiden Wicklungen des Linearkopplers vorgesehen. Ein Dämpfungswiderstand-26 ist mit der Sekundärwicklung 21 des Linearkopplers parallel geschaltet. The fault location device has a high voltage direct current source 14, which is connected via a resistor 15 to a capacitor 16 to charge. A switch 17 is provided around the high voltage side of the capacitor Via a coaxial conductor 18 with the line conductor 11 of the subject to be tested Cable 10 to connect. The other side of the capacitor is across a primary winding 19 of a linear coupler 20 and the coaxial conductor 18 with the grounded conductor 12 of the cable 10 connected. The linear coupler has a secondary winding 21 from which one end of which is grounded as shown at 22 and of which the other end, is connected to a cathode ray oscilloscope 24 as shown at 23. One grounded electrostatic shield 25 is between the two windings of the Linear coupler provided. A damping resistor 26 is attached to the secondary winding 21 of the linear coupler connected in parallel.

In Kombination mit der Induktanz der Sekundärwicklung ändert der Widerstand 26 den Frequenzgang, die Komponentenwerte werden so gewählt, daß ein gewünschter. Frequenzgang sich ergibt, bei welchem die Schaltung prinzipiell als Hochpaßfilter arbeitet.In combination with the inductance of the secondary winding, the resistance changes 26 the frequency response, the component values are chosen so that a desired. Frequency response results in which the circuit is principally used as a high-pass filter is working.

Wenn eine Impulsspannung an das Kabel angelegt wird, dann treten Reflexionen von einer Fehlerstelle her in Erscheinung, und die Spannungs-Wellenform ist allgemein von der in Fig. 2(a) dargestellten Art. In einem Gerät, welches eine Spannungs-Wellenform wiedergibt, im Gegensatz zu der Strom-Wellenform, die bei dem erfindungsgemäßen Gerät verwendet wird, muß eine Reihendrossel zwischen den Impulsgenerator und das Kabel geschaltet werden. When a pulse voltage is applied to the cable, then pedal Reflections from a flaw appear, and the voltage waveform is generally of the type shown in Fig. 2 (a). In an apparatus comprising a Reproduces voltage waveform, as opposed to the current waveform which the Device according to the invention is used, a series choke must be used between the pulse generator and the cable are switched.

Die Wiedergabevorrichtung, z. B. ein Oszilloskop, ist an den Stromkreis an einer Stelle zwischen der Drossel und dem Kabel anzuschließen. Dies ist wesentlich, wenn die Zusammenbruchstufe bzw. Unterbrechungsstelle auf der Wiedergabevorrichtung klar sichtbar sein soll und eine hohe Impedanz für Refexionen liefern soll, die aus der Fehlerstelle zurückkehren, obwohl sie eine Erhöhung der Anstiegszeit der Impulsfront bewirkt, welche die Möglichkeit des Zusammenbruchs bzw. der Unterbrechung reduziert.The playback device, e.g. B. an oscilloscope, is connected to the circuit to be connected at a point between the choke and the cable. This is essential if the breakdown level or interruption point on the playback device should be clearly visible and should provide a high impedance for reflections that return from the point of failure, although they increase the rise time of the Impulse front causes the possibility of collapse or interruption reduced.

Sie führt auch die Möglichkeit ein, daß der Lichtbogen an der Fehlerstelle nicht aufrechterhalten wird, und führt zu einer Wellenform, die kompliziert und schwer zu analysieren ist.It also introduces the possibility of the arc at the point of failure is not sustained, and results in a waveform that is complicated and is difficult to analyze.

Fig. 2(a) ist ein Wellenformdiagramm, wie es bei einem Spannungs-Wellenform-Beobachtungssystem erhalten werden würde. Bei dieser Wellenform zeigt der scharfe Anstieg 30 das Anlegen der Impulsspannung an das Kabel an. Die erste Reflexion wird am Eingangende des Kabels nach einer Zeit #i zurückempfangen, welche nicht nur von der Laufzeit entlang dem Kabel bis zur Fehlerstelle und zurück abhängig ist, sondern auch eine Ionisations-Verzögerungszeit in der Fehlerstelle enthält. Nachfolgend reflektierte Signale 32,33,34,35 und 36 erscheinen zu späteren Zeitintervallen T1,T2 usw. Aufgrund der Schwächung und Verzerrung nimmt die Amplitude von aufeinanderfolgenden Impulsen allmählich ab, und die Anstiegszeit der Vorderflanke nimmt zu, um auf diese Weise die Impulse zu verzerren. Aufeinanderfolgende Impulse erscheinen, bis entweder sich die Fehlerstelle deonisiert, wobei die reflektierende Stelle beseitigt wird, oder bis die Systemverluste die Reflexionen auf null schwächen.Fig. 2 (a) is a waveform diagram as it is in a voltage waveform observation system would be obtained. In this waveform, the sharp rise 30 shows the application the pulse voltage to the cable. The first reflection is at the entrance end of the Cable received back after a time #i, which not only along the runtime depends on the cable to the point of failure and back, but also an ionization delay time in the fault location. Subsequently reflected signals 32,33,34,35 and 36 appear at later time intervals T1, T2, etc. Due to the weakening and distortion the amplitude of successive pulses gradually decreases, and so does the rise time the leading edge increases to distort the impulses in this way. Consecutive Pulses appear until either the fault location is deonized, the reflective one being Body is eliminated or until the system losses weaken the reflections to zero.

Betrachtet man ein Strom-Wellenform-Meßsystem, so besteht dort keine Notwendigkeit für eine Reihendrossel. Durch Weglassen dieser Reihendrossel bietet der Impulsgenerator eine niedrige Impedanz gegenüber den reflektierten Impulsen. Jeder rückgekehrte Impuls ergibt eine Stromstufe von der gleichen Polarität wie der angelegte Impuls, und diese Stromstufe wird bei der niedrigen Impedanz des Impulsgenerators reflektiert, so daß, wie in Fig. 2(b) dargestellt, eine Stromverdopplung bei jeder Stufe erfolgt. Infolge Schwächung wird der Strom nicht genau verdoppelt, sondern eine treppenartige Wellenform wird erzielt. Die Stromwellenform nach Fig. 2(b) wurde bei Verwendung des gleichen fehlerhaften Kabels erzielt, wie es verwendet wurde, um die Spannungs-Wellenform nach Fig 2(a) zu erhalten. Der gleiche Impulsgenerator wurde verwendet, doch wurde die Reihendrossel, die notwendig ist, um die Spannungs-Wellenform nach Fig. 2(a) zu erhalten, bei der Erzielung der Strom-Wellenform weggelassen. Der Strom wurde ermittelt unter Verwendung eines Stromnebenschlusses in der Erdseite des Impulsgenerators. If one looks at a current waveform measurement system, there is none Need for a series throttle. By omitting this series throttle offers the pulse generator has a low impedance to the reflected pulses. Each returned pulse gives a current step of the same polarity as the applied pulse, and this current stage will be at the low impedance of the pulse generator reflected so that, as in Fig. 2 (b) shown, a current doubling takes place at each stage. As a result of the weakening, the current is not exactly doubled, but a stair-like waveform is achieved. The current waveform of Fig. 2 (b) was obtained using the same defective cable as was used to obtain the voltage waveform of Fig. 2 (a). The same pulse generator was used, but was the series reactor that is necessary to control the voltage waveform of Fig. 2 (a) is omitted in obtaining the current waveform. The current was determined using a current shunt in the earth side of the pulse generator.

Durch Verwendung des Linearkopplers 20, der effektiv die Strom-Wellenform differenziert, bevor sie der Speicher- und Anzeigeeinheit 24 übermittelt wird, ist die erhaltene Ausgangs-Wellenform von der in Fig. 2(c) dargestellten Form. Der ansteigende Frequenzgang des Linearkopplers 20 betont die Hochfrequenzkomponenten der Vorderflanken der Reflexionen, wobei auf diese Weise eine Wiedergabe erzeugt wird, die ohne weiteres für eine Mehrfach-Reflexidnsanalyse geeignet ist und die zweckmäßiger wiedergegeben oder aufgezeichnet werden kann als die bgestufte Wellenform der Fig. 2(b). Der Linearkoppler bietet außerdem Vorteile aus Gründen der Sicherheit sowohl für die Einrichtung als auch für Bedienungspersonal. Unter gewissen Umständen kann der geerdete Rückleiter, in welchen hinein der Linearkoppler geschaltet ist, ein beachtliches Potential oberhalb der wahren Erde annehmen, doch schützt eine geerdete elektrostatische Abschirmung, die zwischen die beiden Wicklungen eingebaut ist, die Instrumentation gegen Fehler oder Bruch der Primärisolation. By using the linear coupler 20, the effectively the current waveform differentiated before it is transmitted to the storage and display unit 24 is the obtained output waveform of the form shown in Fig. 2 (c). The rising one Frequency response of the linear coupler 20 emphasizes the high frequency components of the leading edges of reflections, in this way a reproduction is produced that can easily is suitable for a multiple reflection analysis and reproduced more appropriately or can be recorded as the b-stepped waveform of Figure 2 (b). The linear coupler also provides security benefits for both the facility and the also for operating personnel. Under certain circumstances, the earthed return conductor, into which the linear coupler is connected, a considerable potential above the true earth, but a grounded electrostatic shield protects which is installed between the two windings, the instrumentation against errors or breakage of the primary insulation.

Der Anstieg der Spannung des geerdeten Rückleiters läßt eine Gleichtaktspannung am Signal von einem Strom-Nebenschluß her in Erscheinung treten, der in irgendeiner nennenswerten Entfernung vom wahren Erdpunkt des Systems angeordnet ist, z. B. in einem Gerätewagen (van), der mit dem zu prüfenden Kabel beispielsweise über 50 m Ader verbunden ist. Dieses Problem wird mit dem Linearkoppler beseitigt.The rise in the voltage of the grounded return conductor leaves a common mode voltage appear in the signal from a current shunt, which is in any significant distance from the true earth point of the system, z. Am an equipment trolley (van) that carries the cable to be tested, for example over 50 m Wire is connected. This problem is eliminated with the linear coupler.

Die erhaltene tatsächliche Wellenform wird von der Art des Fehlers abhängig sein. Die Zeitintervalle, die mit T. markiert sind, enthalten eine gewisse Ionisationsverzögerungszeit, während die mit #f markierten Intervalle reine Übergangszeiten für den Fehler sind. Fig. 3 (a) zeigt die Wellenform eines KurzschluB-fehlers mit sehr niedrigem Widerstandswert, wo der Fehlerstellenwiderstand Rf# Zo (die charakteristische Kabelimpedanz) ist. The actual waveform obtained will depend on the type of error be dependent. The time intervals marked with T. contain a certain amount Ionization delay time, while the intervals marked with #f are pure transition times for the bug are. Fig. 3 (a) shows the waveform of a short circuit failure with very low resistance value, where the fault location resistance Rf # Zo (the characteristic Cable impedance).

Die Fehlerstelle wird in Fig 3 (a) nicht abgebrochen bzw. unterbrochen, und somit wird kein akustisches Signal erzeugt. Fig. 3 (b) die Wellenform von einem offenen Stromkreis, zeigt eine charakteristische oszillatorische Form. Fig. 3 (c) zeigt die Wellenform, die von einer Fehlerstelle her erhalten wird, welche unterbrochen wird, wobei der Effekt der Ionisations-Verzögerungszeit sehr augenscheinlich ist. Fig. 3 (d) zeigt ebenfalls die Wellenform einer Fehlerstelle für den Fall, wo die Fehlerstelle unterbrochen wird, aber in diesem Falle erfolgt die Unterbrechung bzw. der Zusammenbruch erst dann, wenn die Impulswelle die Fehlerstelle auf ihrem Rückweg vom offenen Stromkreis am fernen Ende des Kabels passiert hat, angezeigt durch den negativen Impuls nach der Zeit #1. Wenn eine Wellenform wie diejenige der Fig. 3 (d) erhalten wird, so kann die Entfernung der Fehlerstelle bestimmt werden ohne irgendeine Kenntnis der Fortpflanzungsgeschwindigkeit, und zwar aus Gelegentlich treten Fehler auf, die intermittierend während einer Gleichstrom-Druckprüfung in Erscheinung treten. Diese Fehlerstellen können lokalisiert werden, wenn die Impulsgenerator-Schaltvorrichtung permanent geschlossen ist und der Generatorkondensator zusammen mit dem Kabel aufgeladen ist. Wenn solche Fehlerstellen zusammenbrechen, dann führen sie zu Wellenformen ähnlich der Fig.The fault location is not aborted or interrupted in FIG. 3 (a), and thus no acoustic signal is generated. Fig. 3 (b) is an open circuit waveform showing a characteristic oscillatory shape. Fig. 3 (c) shows the waveform obtained from a flaw which is interrupted, the effect of the ionization delay time being very apparent. Figure 3 (d) also shows the fault location waveform for the case where the fault location is broken, but in this case the breakdown or breakdown will not occur until the pulse wave passes the fault location on its way back from the open circuit at the far end of the cable, indicated by the negative pulse after time # 1. If a waveform like that of Fig. 3 (d) is obtained, the distance of the flaw can be determined without any knowledge of the propagation speed from Occasionally there are errors that appear intermittently during a DC pressure test. These faults can be localized if the pulse generator switching device is permanently closed and the generator capacitor is charged together with the cable. If such flaws collapse, then they lead to waveforms similar to Fig.

3 (e).3 (e).

Für Fehlerstellen eines offenen Stromkreises oder eines Kurzschlusses von niedrigem Widerstandswert ist es nicht notwendig, eine so große Spannung anzulegen, um eine Spur zu erhalten, wie für eine Fehlerstelle von hohem Widerstandwert. For faults in an open circuit or a short circuit of low resistance, it is not necessary to apply such a large voltage to get a trace, as for a high resistance flaw.

In der Tat ist eine volle Variation der Ausgangsspannung des Impulsgenerators bis herunter auf sehr niedrige Werte extrem nützlich, da sie die Möglichkeit bietet, gewisse Fehlerstellen durch Vergleich der Wellenformen, die auf verschiedenen Spannungspegeln erhalten werden, zu identifizieren. Die Nicht-Linearität, welche die meisten Fehlerstellen zeigen, macht es möglich, eine Phase im unversehrten und im fehlerhaften Zustand mit sich selbst zu vergleichen. Dieser Technik kommt eindeutig ein großes Verdienst zu, wenn alle drei Phasen eines Kabels ähnliche Fehlerstellen aufweisen oder wenn die drei Phasen eines Kabels nicht identisch sind, beispielsweise dort, wo Einphasen-Abzweigungen an unterschliedliche Phasen an verschiedenen Stellen entlang der Dreiphasen-Hauptleitung angeschlossen sind.Indeed there is a full variation in the output voltage of the pulse generator extremely useful down to very low values, as it offers the possibility of certain flaws by comparing the waveforms at different voltage levels obtained to identify. The non-linearity that causes the most error points show makes it possible to have a phase in the intact and in the faulty state to compare with yourself. Clearly, there is great merit in this technique to if all three phases of a cable have similar faults or if the three phases of a cable are not identical, for example where single-phase branches to different phases at different points along the three-phase main line are connected.

Die Betrachtung des Ausgangsstromes eines Impulsgenerators mittels eines Linearkopplers ist somit eine sehr effektive Methode der Erzeugung von leicht zu interpretierenden Wellenformen für jeden beliebigen Typ von Kabelfehlern. Die Erzeugung von einfachen Wellenformen ist jedoch von begrenztem Wert, es sei denn, es können genaue Messungen der entsprechenden Zeitintervalle durchgeführt werden. Infolge der niedrigen Wiederholungsrate des Signals ist es erwünscht, ein gewisses Verfahren der Aufzeichnung vorzusehen. Das Speicher-Oszilloskop bietet eine bedeutende Verbesserung gegenüber der Verwendung eines herkömmlichen Oszilloskops und einer K-amera, obwohl die Genauigkeit begrenzt ist, da die Gesamtheit der flüchtigen Erscheinungen innerhalb einer Bildschirmbreite wiedergegeben werden muß. Aufeinanderfolgende flüchtige Erscheinungen bzw. Wanderwellen zeigen oft weitläufige Anderungen in der Form aufgrund der statistischen Eigenart der Ionisations-Verzögerungszeit, und es ist daher schwierig, eine verzögerte Kipp- bzw. Durchlaufzeitbasis zu verwenden, um eine vergrößerte Darstellung des interessierenden Abschnittes zu erreichen. The consideration of the output current of a pulse generator by means of a linear coupler is thus a very effective method of generating easily waveforms to interpret for any type of cable fault. the However, generating simple waveforms is of limited value unless precise measurements of the corresponding time intervals can be carried out. Due to the low repetition rate of the signal, it is desirable to have a certain Procedure for recording to be provided. The storage oscilloscope offers an important one Improvement over using a traditional oscilloscope and a K-amera, although the accuracy is limited, since the entirety of the fleeting appearances must be displayed within one screen width. Successive volatile Appearances or traveling waves often show extensive changes in shape due to the statistical nature of the ionization delay time, and it is therefore difficult to use a delayed turnaround time base to create a enlarged To achieve representation of the section of interest.

Vorzugsweise wird daher ein Digital-Übergangsaufzeichner verwendet, und Fig. 4 zeigt ein bevorzugtes Kabelfehlerstellen-Lokalisierungsgerät, welches einen derartigen Aufzeichner enthält. Das Gerät nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem in Fig. A digital transitional recorder is therefore preferably used, and FIG. 4 shows a preferred cable fault location device which contains such a recorder. The device of Fig. 4 differs from the one in Fig.

1 dargestellten insofern, als die Speicher- und Wiedergabeeinheit 24 weggelassen ist, und insofern, als die Sekundärwicklung 21 des Linearkopplers 20 mit einem Impulsabfrager bzw. -abtaster 40 verbunden ist. Das Ausgangssignal vom Linearkoppler 20 her wird mit einer genau gesteuerten Rate, im typischen Fall 20 MHz, im Abfrager 40 abgefragt bzw. abgetastet, der durch einen Taktfrequenz-Signalgenerator 41 gesteuert wird, und die Amplituden der Ausgangssignale werden aus der Analogform in die Digitalform in einem Analog-Digital-Umwandler 42 umgewandelt, der im typischen Fall einen 6-bit-Ausgang liefert, wodurch die Möglichkeit zur Aufzeichnung von 64 unterschiedlichen Amplitudenpegeln geschaffen wird. Der Digitalausgang des Umwandlers 42 wird über einen Schalter 43 einem Speicher 44 zugeführt, der im typischen Fall ein Halbleiterspeicher ist. Wenn es erforderlich ist, die Wellenform zu überprüfen, dann wird der Schalter 43 in den Wiedergabezustand eingestellt, und das im Speicher 44 gespeicherte Signal wird sowohl in einen Digital-Analog-Umwandler 45 eingegeben als auch über den Schalter 43 rückgekoppelt, um wieder im Speicher 44 gespeichert zu werden. Der Ausgang des Digital-Analog-Umwandlers 45 kann einem Kathodenstrahl-Oszilloskop 46 und/oder einem automatischen Kurvenschreiber 47 zugeführt werden.1 shown insofar as the storage and playback unit 24 is omitted, and insofar as the secondary winding 21 of the linear coupler 20 is connected to a pulse interrogator 40. The output signal from the linear coupler 20 is made at a precisely controlled rate, typically 20 MHz, interrogated or scanned in the interrogator 40, which is generated by a clock frequency signal generator 41 is controlled, and the amplitudes of the output signals are made from the analog form is converted to digital form in an analog-to-digital converter 42, which is typically Case provides a 6-bit output, which makes it possible to record 64 different amplitude levels is created. The digital output of the converter 42 is fed through a switch 43 to a memory 44, which is typically is a semiconductor memory. If it is necessary to check the waveform, then the switch 43 is set to the playback state, and that in the memory The signal stored in 44 is input to both a digital-to-analog converter 45 as well as fed back via the switch 43 in order to be stored again in the memory 44 to become. The output of the digital-to-analog converter 45 can be a cathode ray oscilloscope 46 and / or an automatic curve recorder 47.

Das im Speicher gespeicherte Signal kann einem Lochstreifenstanzer 48 zugeführt werden, um eine permanente Aufzeichnung zu erzeugen. Es kann auch numerischen Anzeigegeräten 49 zugeführt werden, wenn eine numerische Information gewünscht oder erforderlich ist, beispielsweise zur Übermittlung nach einer entfernten Station. Der Ausgang des Speichers kann zusätzlic-h oder alternativ einer Datenübertragungseinrichtung 50 zugeführt werden, welche die Daten über eine Daten-Fernleitung 51 nach einer zentralen Station übermittelt.The signal stored in the memory can be used with a tape punch 48 to create a permanent record. It can also be numeric Display devices 49 are supplied if a numerical information is desired or is required, for example for transmission to a remote station. The output of the memory can additionally or alternatively one Data transmission device 50 are supplied, which the data via a data trunk line 51 transmitted to a central station.

Die zentrale Station hat eine Digitaldatenverarbeitungsanlage 52 einschließlich eines Speichers 53 für den Empfang der übertragenen Daten Die hereinkommenden Daten können in der Verarbeitungsanlage mit voraufgezeichneter Information verglichen werden, welche die Wellenform repräsentiert, welche zu erwarten ist, oder mit einer vorherberechneten Information, die die möglichen Fehlerkriterien aus einem Datenspeicher 54 repräsentiert. The central station has a digital data processing system 52 including a memory 53 for receiving the transmitted data The incoming Data can be compared to pre-recorded information at the processing facility representing the waveform to be expected, or with a Pre-computed information that contains the possible error criteria from a data memory 54 represents.

Zusätzlich oder alternativ kann eine Wiedergabevorrichtung 55, die von einem Digital-Analog-Umwandler 56 gespeist wird, vorgesehen werden, damit hereinkommende Daten visuell in Analogform wiedergegeben werden können.Additionally or alternatively, a playback device 55, the fed by a digital-to-analog converter 56 should be provided to enable incoming Data can be represented visually in analog form.

Bei Betrieb würde die vollständige Wellenform von einem angelegten Impuls im Speicher gespeichert werden, und wenn der Aufzeichnungszyklus beendet ist, würden die gespeicherten Daten über den Digital-Analog-Umwandler 45 wiedergegeben werden. Die Wiedergabe kann mit schnellerer oder langsamerer Geschwindigkeit als die Originalabtastung erfolgen und wird gewöhnlich wiederholend durch Wiederumlaufenlassen der gespeicherten Daten über den Schalter 43 durchgeführt, so daß eine stetige Spur auf dem Wiedergabeoszilloskop 46 erzielt wird. In operation, the full waveform would be applied by one Pulse to be stored in memory and when the recording cycle ends is, the stored data would be reproduced via the digital-to-analog converter 45 will. Playback can be faster or slower than the original scan is done and is usually repetitive by re-cycling of the stored data is carried out via the switch 43, so that a steady track on the playback oscilloscope 46 is achieved.

Der Übergangsaufzeichner kann Nachimpuls- und/oder Vorimpuls-Aufzeichnungsmöglichkeiten*enthalten. In solchen Fällen können die Verzögerungen mit voreinstellbaren Zählern genau gesteuert werden, die durch den Hauptabtast-Taktimpulsgenerator angetrieben werden. Vorimpulsaufzeichnung ist insbesondere wertvoll für die Betrachtung der Förderflanken von angelegten Impulsen, während Nachimpulsaufzeichnung dazu verwendet werden *Engl.: post-trigger and/or pre-trigger recording facilities kann, um die langen Ionisations-Verzögerungszeiten, die bei einigen Fehlern auftreten, auszugleichen. The transition recorder may include post-pulse and / or pre-pulse recording capabilities *. In such cases the delays can be precisely controlled with presettable counters driven by the main scanning clock pulse generator. Pre-pulse recording is particularly valuable for considering the conveying edges of applied pulses, can be used during post-pulse recording * Engl .: post-trigger and / or pre-trigger recording facilities can to avoid the long ionization delay times, compensate for some errors that occur.

Wenn ein Oszilloskop verwendet wird, um die aufgezeichnete Wellenform wiederzugeben, so ist es möglich, die Spur auszudehnen und zu verschieben, so daß nur der interessierende Abschnitt wiedergegeben wird. Bei dem mit Bezug auf Fig. 4 beschriebenen Gerät können die vorerwähnten, durch den Hauptabtast-Taktimpuls angetriebenen voreinstellbaren Zähler dazu verwendet werden, das Helligkeits-Modulationssignal zu steuern, um einen Teil der Spur aufzuhellen, wobei dadurch der Zeitpunkt des besonderen Teils der wiedergegebenen Spur identifiziert wird. Als eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit können die gespeicherten numerischen Daten, die an den vorerwähnten voreinstellbaren Zählern ausgewählt werden; an Anzeigeröhren wiedergegeben werden. Dies ergibt die Möglichkeit, daß der Anfangspunkt der Wellen mit sehr langsamen Anstiegszeiten und/oder Abfallzeiten leichter identifiziert wird als durch vi uelle Prüfung des analogen Ausgangssignals, welches gewöhnlich durch ein Tiefpaßfilter künstlich geglättet wird. When an oscilloscope is used to view the recorded waveform play back, it is possible to expand and move the track so that only the section of interest is displayed. With reference to Fig. The apparatus described in FIG. 4 can use the aforementioned by means of the main scanning clock pulse Driven presettable counter can be used to generate the brightness modulation signal control to lighten part of the track, thereby changing the timing of the particular part of the reproduced track is identified. As an alternative or additional option can use the stored numerical data attached to the aforementioned presettable counters are selected; displayed on display tubes will. This gives the possibility that the starting point of the waves with very slow Rise times and / or fall times are more easily identified than by visual Testing of the analog output signal, which is usually through a low-pass filter is artificially smoothed.

Die Abtastgeschwindigkeit des Digital-Übergangsaufzeichners beherrscht die endgültige Raumauflösung des Systems. Aufzeichner mit Abtastgeschwindigkeiten von bis zu 100 MHz sind erhältlich, die eine Auflösung besser als 1 m ergeben. Für praktische Zwecke kann jedoch aufgrund der Ungenauigkeiten in Weg- bzw. Streckenaufzeichnern und Schwankungen von Kabelparametern eine Genauigkeit dieser Größenordnung nicht erwartet werden, und im typischen Fall kann eine Abtastgeschwindigkeit von 20 MHz verwendet werden. Mastered the scanning speed of the digital transition recorder the final spatial resolution of the system. Recorder with scanning speeds of up to 100 MHz are available which give a resolution better than 1 m. For practical purposes, however, may be due to the inaccuracies in route loggers and fluctuations in cable parameters do not have an accuracy of this order of magnitude can be expected, and typically a sampling speed of 20 MHz be used.

Die Länge des Speichers 44 begrenzt den endgültigen Bereich der Einrichtung bei deren maximaler Abtastgeschwindigkeit. Die maximale Länge des Speichers 44 hat nicht nur die Kabellänge, sondern auch die Fehlerstellen-Ionisations-Verzögerungszeit zu berücksichtigen. Um eine völlige Zulassung der extrem langen Ionisations-Verzögerungszeiten, die einige Fehlerstellen zeigen, zu gewähren, kann ein Speicher von mindestens 20.000 Wörtern erforderlich sein. Jedoch kann eine Nachimpulsaufzeichnung verwendet werden, um zumindest einen Teil dieser Verzögerung auszugleichen, und wenn der Bereich der Nachimpulsverzögerung zehnmal so groß gemacht wird wie die Gesamtabtastung bzw. Gesamtabfragung des Speichers, so kann ein Speicher mit einer Länge von 2000 Wörtern verwendet werden. The length of memory 44 limits the ultimate area of the device at their maximum scanning speed. The maximum length of the memory 44 has not only the cable length but also the fault location ionization delay time to consider. To a complete admission of the extremely long Ionization delay times, Grant which may show some failure points, a memory of at least 20,000 Words may be required. However, post-pulse recording can be used to compensate for at least part of this delay, and if the range of the Post-pulse delay is made ten times as large as the total sampling or Total query of the memory, a memory with a length of 2000 words can be be used.

Ein weiterer Vorteil des Digital-Übergangsaufzeichners besteht darin, daß bei Verwendung von Digitaltechniken komplizierte Wellenformen leicht verglichen werden können. Es ist somit ohne weiteres möglich, Impulse an eine Anzahl von separaten Adern eines Kabels anzulegen und die Wellenformen digital zu vergleichen. Another advantage of the digital transition recorder is that that using digital techniques, complicated waveforms are easily compared can be. It is thus easily possible to send pulses to a number of separate Lay the wires of a cable and compare the waveforms digitally.

Besonders sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Digitaltechnik ein genaues Messen des Zeitintervalls zwischen aufeinanderfolgenden reflektierten Signalen ermöglicht, Wie bereits erwähnt, kann für eine Fernübertragung der Daten im Übergangsaufzeichner nach einer zentralen Stelle gesorgt sein. It should be noted, however, that digital technology is a accurately measuring the time interval between successive reflected signals As already mentioned, allows for remote transmission of the data in the transitional recorder to be taken care of in a central location.

An dieser Stelle können die Daten in der Datenverarbeitungsanlage 53 mit vorgespeicherten Daten oder vorberechneten Daten aus dem Datenspeicher 54, die sich auf ein Kabelnetzwerk beziehen, verglichen oder auf andere Weise analysiert werden. Insbesondere können computergespeicherte Daten an einer Zentralstelle für automatische Vergleichszwecke aufbewahrt werden.At this point, the data in the data processing system 53 with pre-stored data or pre-calculated data from the data memory 54, that relate to a cable network, compared or otherwise analyzed will. In particular, computer-stored data can be stored at a central point for are kept for automatic comparison purposes.

Claims

Claims t18 device for localizing a fault location in a cable, characterized by a pulse generator with a connecting device for applying a voltage step impulse between a conductor of a device to be tested Cable and a return conductor, by a waveform reproducing or recording device and by one between the connecting means and the reproducing or recording device coupled coupling device with a primary winding and a secondary winding, the arrangement being made so that the coupling means the current waveform, which results from the application of a voltage pulse to the cable, differentiated, so that there is a signal output at the secondary winding that has a pulse of relatively short duration each time there is a reflection of the voltage pulse after the pulse generator returns.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coupling device a linear coupler with a primary winding and a secondary winding is that the Primary winding in the connecting device is connected in series and that the Secondary winding has a damping resistor connected in parallel with it.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that an electrostatic Shielding between the primary winding and the secondary winding of the linear coupler is provided.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the recording device is a digital transitional recorder for recording of the waveform of the resulting reflected signal from the cable is that the Digital transitional recorder means a device for periodically repeated sampling of the waveform to be recorded, an analog-to-digital converter for Converting the sampling signal amplitudes into digital form and a digital signal memory for registering the digitized scanned information.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that there is a visual Waveform playback device for instant visual display of the waveform contains.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that there is a Device for transmitting the information in digital form to a remote Position contains.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that it is in combination with the information transmission device at the remote location of a facility to compare the transmitted information with a pre-recorded information, which represents the waveform that is normally to be expected, or with a pre-calculated information, which represents possible error criteria, contains.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that it is on the remote station a device for reproducing the transmitted information for visual analysis.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that that there is a memory at the remote location for receiving the transmitted information contains.

10. Apparatus according to claim 4, characterized in that there is a device for feeding in the from the storage at the location of the generator or at the remote Place retrieved information into a digital-to-analog converter to provide a analog waveform and a reproducing device for displaying the analog waveform from the converter.

11. Apparatus according to claim 4, characterized in that the digital memory there is a temporary storage facility at the location of the generator and that a facility to read out or retrieve the information located in this memory permanent recording is provided.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the pulse generator has a capacitor and a high-voltage direct current source, which is connected through a resistor for charging the capacitor, as well a switch for connecting the high voltage side of the capacitor to a conductor of the cable to be checked, the low voltage side of the capacitor can be connected to a grounded conductor of the cable via the primary winding.