DE3128061A1

DE3128061A1 - Verfahren zur fehlerortung an elektrischen leitern

Info

Publication number: DE3128061A1
Application number: DE19813128061
Authority: DE
Inventors: Erhard 2300 Kronshagen Neubert; Manfred Dipl.-Ing. 2301 Schönkirchen Schacht
Original assignee: Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date: 1981-07-16
Filing date: 1981-07-16
Publication date: 1983-02-03

Description

Verfahren zur Fehlerortung an elektrischen
Leitern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehlerortung an elektrischen Leitern, insbesondere Kabeln, mit einem Körperschallaufnehmer zur Erfassung eines Uberschlaggeräusches, das durch eine ins fehlerhafte Kabel eingespeiste elektrische Stoßwelle erzeugt wird.
Treten an verlegten Kabeln aufgrund verschiedenartiger Ursachen Fehler auf, dann ist es notwendig, den Fehlerort schnell und genau zu lokalisieren, um lange Ausfallzeiten und die damit verbundenen Kosten zu vermeiden.
Die Fehler an Kabeln machen sich auf verschiedenartige Weise bemerkbar, weshalb auch je nach Fehlerart unterschiedliche Ortungsverfahren angewendet werden.
Ein Verfahren, das vorzugsweise bei hochohmigen Fehlern angewendet wird, beruht darauf, daß mit Hilfe einer elektrischen Stoßwelle am Fehlerort ein Uberschlag erzeugt wird. Das mit dem Uberschlag verbundene akustische Geräusch wird mit einem Körperschallaufnehmer abgehört. Aus der Intensität des Geräusches kann dann auf den genauen Fehlerort geschlossen werden.
Darüber hinaus sind auch Verfahren bekannt, bei denen zusätzlich der auftretende Stromsprung induktiv bzw.
der Spannungs sprung kapazitiv aus der Leitung ausgekoppelt wird und gewissermaßen als Leitlinie an unterirdisch verlegten Leitungen dient.
Diese bekannten Verfahren sind mit Mängeln behaftet, die teilweise die Ortung von Uberschlagsstellen schwer erfaßbar bzw. unmöglich machen. So kann in inhomogenen Medien über gut schalleitende Kanäle, wie Lehm, Gestein, Kantstein oder Bordsteinkanten, der Uberschlagsknall an vom Uberschlagsort relativ weit entfernt liegenden Orten sehr laut wahrgenommen werden, während lockerer Kies über der Leitung den Schall stark dämpft, so daß hier nur kleine Lautstärken wahrgenommen werden können. Hierdurch entstehen Fehlinterpretationen, und der Anwender des Verfahrens wird an einen falschen Ort geleitet.
Bei Leitungen, die in der Erde in Rohren verlegt sind, wird häufig über dem Uberschlagsort kein Lautstärkemaximum festgestellt, da der Schall auf dem Wege über das Rohr ins Erdreich über große Strecken gleichmäßig abgestrahlt wird. Ebenfalls ist die Ortung einer Uberschlagsstelle an Kabeln, die unter Brücken verlegt sind, problematisch, da die Brückenkonstruktion den Schall leitet und an verschiedenen Orten gleich laut abstrahlt. Damit wird eine Ortung des Uberschlags unmöglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde D ein einfaches Meßverfahren zu schaffen, das eine Ortung der elektrischen Uberschläge am Fehlerort trotz unterschiedlicher Fremdeinflüsse einwandfrei zu gewährleisten.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß über einen magnetischen Aufnehmer ein Signal vom entstehenden Magnetfeld zum Start einer Zeitmeßeinrichtung ausgelöst wird und über den Körperschallaufnehmer ein Signal von der entstehenden Schallwelle zum Stopp der Zeitmeßeinrichtung erfolgt, wobei die gemessene Laufzeitdifferenz ein Maß für die Entfernung zum Uberschlagspunkt an der Fehlerstelle ist.
Hierdurch wird der große Unterschied in der Laufgeschwindigkeit des auftretenden elektromagnetischen Feldes mit annähernd Lichtgeschwindigkeit gegenUber der Schallgeschwindigkeit in Stoffen in der Größenordnung vom 300 bis 500 m/s ausgenutzt, wobei die Laufzeit des elektromagnetischen Feldes vernachlässigbar ist. Damit ist es möglich, auf einfache Weise im Leitungsverlauf den Punkt mit minimaler Laufzeit als Uberschlagsort zu ermitteln. Das Meßergebnis ist somit unabhängig von Lautstärke schwankungen des aufgenommenen Schallsignals, so daß Fehlortungen ausgeschlossen werden.
Durch dieses Verfahren wird auch die Ortung von Uberschlägen an in Rohren sowie über Brücken verlegten Leitungen möglich, da die Messung unabhängig von der Lautstärkeverteilung erfolgt.
Eine einfache Anordnung wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß der magnetische Aufnehmer und der Schallaufnehmer Jeweils über eine Trigger-Einrichtung das augenommene Signal einem Zeitmesser zuführt, der mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der magnetische Aufnehmer durch eine Spule oder einen Hall-Generator gebildet ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem verlegten Kabel und einer Meßeinrichtung schematisch dargestellt.
Das dargestellte Kabel 1 im Erdboden 2 besitzt eine Fehlerstelle 3, und es wird durch eine nicht näher dargestellte bekannte Einrichtung eine elektrische Stoßwelle erzeugt, die einen Uberschlag an der Fehlerstelle 3 hervorruft. An der Fehlerstelle 3 wird dabei eine magnetische Welle 4 und eine Schallwelle 5 erzeugt.
Die magnetische Welle 4 breitet sich annähernd mit Lichtgeschwindigkeit aus und wird durch einen magnetischen Aufnehmer 6 in Form einer Spule bzw. eines Hall-Generators aufgenommen. Es erfolgt eine Umsetzung in einer Trigger-Einrichtung 7, und das entstehende Signal startet eine Zeitmeßeinrichtung 8.
Die entstehende Schallvelle 5 breitet sich mit Schallgeschwindigkeit im Erdboden aus und wird von einem Schallaufnehmer 9 in Form eines Mikrofons aufgenommen und erzeugt in einer Trigger-Einrichtung 10 ein Signal, das die von der magnetischen Welle 4 gestartete Zeitmeßeinrichtung 8 stoppt. Die auf diese Weise gemessene Laufzeitdifferenz wird einer Anzeigevorrichtung 11 zugeführt, die einen Aufschluß über den Fehlerort 2 ermöglicht.
Selbstverständlich sind auf diese Weise auch Uberschläge an leitfähigen Rohren, wie kunststoffummantelte Gasrohre oder dergl., ermittelbar, um den Ort der Beschädigung der Kunststoffisolierung oder ähnliche Fehler festzustellen.
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Claims

Patentansprüche RVerfahren zur Fehlerortung an elektrischen Leitern, insbesondere Kabeln, mit einem Körperschallaufnehmer zur Erfassung eines 6fberschlaggeräusches, das durch eine ins fehlerhafte Kabel eingespeiste elektrische Stoßwelle erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß über einen magnetischen Aufnehmer (6) ein Signal vom entstehenden Magnetfeld (4) zum Start einer Zeitmeßeinrichtung (8) ausgelöst wird und über den Körperschallaufnehmer (9) ein Signal von der entstehenden Schallwelle (5) zum Stopp der Zeitmeßeinrichtung (8) erfolgt, wobei die gemessene Laufzeitdifferenz ein Maß für die Entfernung zum Uberschlagspunkt an der Fehlerstelle (2) ist.
2. Einrichtung zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Aufnehmer (6) und der Schanaufnehmer (9) Jeweils über eine Trigger-Einrichtung (7,10) das aufgenommene Signal einem Zeitmesser (8) zuführt, der mit einer Anzeigevorrichtung (11) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Aufnehmer (6) durch eine Spule oder einen Hall-Generator gebildet ist.