DE2651814B2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur induktiven Ortung einer Fehlerstelle in einem Erdkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur induktiven Ortung einer Fehlerstelle in einem Erdkabel mittels eines Tonfrequenzsenders und -empfängers.

Derartige Ortungsverfahren sind beispielsweise aus einem Aufsatz »Verfahren und Meßgeräte zur Kabelfehlerortung« von Herbert Sutter, erschienen in »elektrotechnik« Jahrgang 56 (1974), Heft 4, Seiten 10 bis 13 bekannt

Eine Voraussetzung für das bisher bekannte Verfahren der induktiven Ortung mit Tonfrequenz ist eine möglichst niederohmige Verbindung zwischen zwei Adern des fehlerhaften Kabels an der Fehlerstelle und eine möglichst hochohmige Verbindung gegen den metallischen Mantel des Kabels bzw. gegenüber dem Erdreich. Oft ist diese Voraussetzung durch Niederbrennen des Fehlers mit geeigneten Brenngeräten zu erreichen.

Neuerdings werden jedoch auch Kabel ohne einen metallischen Mantel bzw. mit einem isolierten Mantel verlegt Nicht immer betrifft die Fehlerstelle zwei Adern, so daß nur ein hochohmiger Obergang zwischen einer Ader und dem Erdreich besteht Mit den üblichen Methoden war die sonst sehr erfolgreiche induktive Ortung bei derartigen Fällen nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch in den oben dargestellten Fällen Kabelfehler induktiv mit einer Suchspule und einem daran angeschlossenen

Tonfrequenzempfänger zu orten.

Ein Verfahren zur induktiven Ortung einer Fehlerstelle in einem Erdkabel mittels eines Tonfrequenzsenders und -empfängers ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer mit einer Tonfrequenzspannung überlagerten Hochspannung an der hochohmigen Fehlerstelle eine Bogenentladung zwischen dem fehlerhaften Leiter und dem Erdreich hervorgerufen und das magnetische Wechselfeld des Bogenstromes vom Tonfrequenzempfänger geortet wird.

Dabei hält die Hochspannung die elektrische Verbindung zwischen dem Leiter und dem Erdreich aufrecht, so daß sich ein genügend hoher tonfrequenter Strom auch bei niedriger Tonfrequenzspannung und vergleichsweise geringer Energie ausbilden kann, dessen induktives Feld mit der Suchspule und dem Tonfrequenzempfänger geortet werden kann.

Die Hochspannung kann eine Gleichspannung oder in einer bevorzugten Verfahrensvarianten eine niederfrequente Wechselspannung sein, beispielsweise die Netzspannung.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt zweckmäßig einen mit einem Tonfrequenzgenerator vereinigten Hochspannungsgenerator.

Als Hochspannungsgenerator kann ein aus der Technik der Kabelfehlerortung bekanntes Brenngerät verwendet werden. Zweckmäßig ist dabei eine Serienschaltung Erde-Tonfrequenzgenerator und potentialfreies Brenngerät

Die Überlagerung der Hochspannung mit einer Tonfrequenzspannung kann auch mit Hilfe eines Isoliertransformators erfolgen, dessen Sekundärwicklung zwischen dem Ausgang des Brenngerätes und dem Eingang der gestörten Kabelader liegt und dessen Primärwicklung an den Ausgang des Tonfrequenzgenerators angeschlossen ist Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung sieht zur Ankopplung der Tonfrequenz einen Kondensator vor.

Eine besonders vorteilhafte Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung besteht aus einem Tonfrequenzgenerator, dessen Ausgang über einen Frequenzteiler mit dem Teilungsverhältnis 2 :1 an einen Steuereingang eines tonfrequenten Hochspannungssenders angeschlossen ist, an dessen die tonfrequente Hochspannung führendem Ausgang über einen Doppelweg-Gleichrichter der Prüfling anschließbar ist Die Erfindung wird an vier in F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert

F i g. 1 stellt eine Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dar, bei der mit Hilfe einer Serienschaltung eines Tonfrequenzgenerators mit

einem Brenngerät eine additive Überlagerung der vom Brenngerät gelieferten Hochspannung mit einer Tonfrequenzspannung stattfindet;

Fig.2 ist die induktive Oberlagerung einer vom Brenngerät erzeugten Hochspannung mit e*ner Tonfrequenzspannung mit Hilfe eines Isoliertransformators schematisch dargestellt;

Fig.3 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einer kapazitiven Überlagerung der beiden miteinander zu kombinierenden Spannungen;

F i g. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung gezeigt, bei der die fehlerhafte Kabelader mit einer doppelweg-gleichgerichteten tonfrequenten Hochspannung beaufschlagt wird.

In F i g. 1 ist ein eine Hochspannung lieferndes Brenngerät 1 während des Betriebs über einen Tonfrequenzgenerator 2 geerdet Über einen Überbrückungsschalter 3 kann das Brenngerät 1 unter Umgehung des Tonfrequenzgenerators 2 direkt geerdet werden. An einer Ausgangsklemme 4, an der bei offenem Schalter 3 die tonfrequent überlagerte Ausgangsspannung des Brenngerätes 1 anliegt, ist die fehlerhafte Ader 5 eines Prüflings 6 angeschlossen. Die Ader weist an der Fehlerstelle einen hochohmigen Erdschluß auf. Er ist in der Figur gekennzeichnet durch ein gestrichelt dargestelltes WiderstandssymboL Die tonfrequent überlagerte, der fehlerhaften Ader 5 zugeführte Hochspannung erzeugt an der Fehlerstelle eine Bogenentladung, deren Strom von einem magnetischen Wechselfeld begleitet ist, das mit einer Suchspule 8 und einem zugehörigen Tonfrequenzempfänger 9 geortet werden kann.

In den folgenden Figuren sind mit Geräteeinheiten der F i g. 1 übereinstimmende Geräte mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet

In F i g. 2 ist der Ausgang eines geerdeten Brenngerätes 1 über die Sekundärwicklung eines Isoliertransformators 10 mit der Ausgangsklemme 4 zum Anschluß des der Einfachheit halber nicht dargestellten Prüflings verbunden. An einer Primärwicklung des Isoliertransformators 10 sind Ausgangsklemmen des Tonfrequenzgenerators 2 angeschlossen.

In F i g. 3 ist der Ausgang eines geerdeten Brenngerä

tes 1 über einen Widerstand 31 mit der Klemme 4 zum Anschluß des Prüflings verbunden. Die Überlagerung der Hochspannung mit der in dem Tonfrequenzgenerator 2 erfolgten Tonfrequenzspannung erfolgt durch

s kapazitive Ankopplung mit Hilfe eines Kondensators 12, dessen einer Belag am Ausgang des Tonfrequenzgenerators und dessen anderer Belag zwischen dem Widerstand 11 und der Klemme 4 liegt Der Tonfrequenzgenerator 2 ist ebenfalls geerdet

ίο In Fig.4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gezeigt Dabei ist der Ausgang des Tonfrequenzgenerators 2 über einen Frequenzteiler 13 mit dem Teilungsverhältnis 2 :1 mit dem Steuereingang eines Tonfrequenzsenders 14 verbunden. Der Tonfrequenzsender hat eine Endstufe, die eine tonfrequente Hochspannung abgibt Die Ausgangsspannung der Endstufe des Hochspannungssenders 14 ist über einen hochspannungsfesten Doppelweg-Gleichrichter 15 mit der fehlerhaften Ader 5 des Prüflings 6 verbindbar. Diese Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß die Bogenentladung wegen der Kabelkapazität im Nulldurchgang der tonfrequenten Hochspannung von z. B. 500 Hz weniger zum Löschen neigt als das bei der Netzfrequenz 50 Hz der Fall wäre. Als Tonfrequenz wird zweckmäßig eine Frequenz gewählt, deren nach Gleichrichtung und der Glättung durch das Kabel verbleibende, über die Bogenentladung fließende Wechselkomponente der Ortungsfrequenz des Tonfrequenzempfängers genau entspricht Dies wird dann erreicht, wenn der Tonfrequenzgenerator, der den Tonfrequenzsender steuert, eine Wechselspannung liefert deren Frequenz genau auf die im Tonfrequenzempfänger eventuell eingeschalteten Filter abgestimmt ist Diese Steuerfrequenz wird durch den Frequenzteiler im Verhältnis 2 :1 untersetzt so daß der Tonfrequenzsender eine Hochspannung mit einer Frequenz von z. B. 250 Hz liefert Nach der Vollweg-Gleichrichtung im hochspannungsfesten Gleichrichter hat die gleichgerichtete Hochspannung dann wieder eine Wechselkomponente von 500 Hz, auf die der Tonfrequenzempfänger abgestimmt ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur induktiven Ortung einer Fehlerstelle in einem Erdkabel mittels eines Tonfrequenzsenders und -empfangen, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer mit einer Tonfrequenzspannung überlagerten Hochspannung an der hochohmigen Fehlerstelle eine Bogenentladung zwischen dem fehlerhaften Leiter und dem Erdreich hervorgerufen und das magnetische Wechselfeld des Bogenstromes vom Tonfrequenzempfänger geortet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannung eine Gleichspannung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannung eine niederfrequente Wechselspannung ist

4. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochspannungsgenerator mit einem Tonfrequenzgenerator in einem Gerät vereinigt ist

5. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator ein Kabelfehlerbrenngerät ist

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Serienschaltung Erde — Tonfrequenzgenerator und potentialfreies Brenngerät

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonfrequenzgenerator an das Brenngerät mit Hilfe eines Isoliertransformators angekoppelt ist

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonfrequenzgenerator an das Brenngerät mit Hilfe eines Kondensators angekoppelt ist.

9. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tonfrequenzgenerator über einen Frequenzteiler mit dem Teilungsverhältnis 2 :1 an einen Steuereingang eines Hochspannungs-Tonfrequenzsenders angeschlossen ist, an dessen Ausgang über einen Doppelweg-Gleichrichter der Prüfling anschließbar ist