DE3812997C2

DE3812997C2 -

Info

Publication number: DE3812997C2
Application number: DE3812997A
Authority: DE
Inventors: Werner Follmer; Helmut 5000 Koeln De Kastenholz; Hans Joachim 4050 Moenchengladbach De Bresges
Original assignee: Elsic Elektrische Sicherheitsausruestungen und Betriebsmittel 4050 Moenchengladbach De GmbH
Current assignee: Elsic Elektrische Sicherheitsausruestungen und Betriebsmittel 4050 Moenchengladbach De GmbH
Priority date: 1988-04-19
Filing date: 1988-04-19
Publication date: 1992-11-26
Also published as: DE3812997A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auslese eines Niederspannungskabels aus einer Anzahl gleichartiger, be nachbart liegender Kabel, bei dem dem auszulesenden Kabel ein charakteristischer Strom aufgeprägt wird, beim dem der Neutralleiter des auszulesenden Kabels mit mindestens ei nem zweiten Neutral- oder Schutzleiter verbunden ist und das auszulesende Kabel ein Einspeisungs- und ein offenes Ende aufweist, und bei dem an dem offenen Ende des unter Spannung stehenden Kabels ein Außenleiter über einen schaltbaren Lastwiderstand auf den Neutralleiter gelegt wird, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Ver fahrens.The invention relates to a method for reading a Low-voltage cables from a number of similar, be adjacent cable, with the cable to be read out a characteristic current is impressed, in which the Neutral conductor of the cable to be read with at least one is connected to a second neutral or protective conductor and the cable to be read is an infeed and an open one End, and at the open end of the bottom An outer conductor via a live cable switchable load resistor placed on the neutral conductor is, as well as a device for performing this Ver driving.

Bei Instandsetzungsarbeiten an elektrischen Energiever sorgungsnetzen stellt sich oft die Aufgabe, aus mehreren, in einem Kabelschacht parallel verlegten Kabeln das rich tige, d.h. das reparaturbedürftige, auszuwählen. Im Falle fehlender eindeutiger äußerer Kennzeichen auf dem Kabel ist die Lösung dieser Aufgabe nur mit technischen Hilfs mitteln möglich.During repair work on electrical power supply care networks often has the task of the cables in a cable duct laid in parallel term, i.e. to select the one in need of repair. In the event of missing clear external identification on the cable is the solution to this task only with technical help average possible.

Hierzu werden Geräte verwendet, die das auszuwählende Ka bel mit einem charakteristischen Signal beaufschlagen, das an der Suchstelle aufgenommen werden kann und so die Auslese des Kabels ermöglicht. Für freigeschaltete, d.h. spannungslos gemachte Kabel sind zwei Ausleseverfahren bekannt, die zum Beispiel in der Fachzeitschrift "Der Elektriker", 26. Jahrgang, Heft 1/87, beschrieben sind. Devices are used for this, which the Ka to be selected act on a characteristic signal, that can be included at the search point and so the Cable readout enabled. For activated, i.e. Disconnected cables are two readout methods known, for example in the trade journal "Der Electricians ", 26th year, issue 1/87.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren die sich im Kabel ergebende Differenz zwischen Laststrom im Außenleiter und Rückstrom im Neu tral- oder Schutzleiter als charakteristischer Strom ver wendet und an einer beliebigen Stelle des Kabels nachge wiesen wird.This object is achieved in that in the case of a method, the difference in the cable between load current in the outer conductor and reverse current in the new tral or protective conductor as characteristic current ver turns and at any point on the cable is shown.

Die Lösung der Aufgabe beinhaltet darüber hinaus eine einen schaltbaren Lastwiderstand aufweisende Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The solution to the problem also includes one a switchable load resistance device to carry out the method according to the invention.

Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, daß Nieder spannungskabelnetze zur Energieverteilung an Endverbrau cher üblicherweise als offene Strahlennetze betrieben werden. Dabei wird an einem Kabelende eingespeist, woge gen das andere offen bleibt. Darüber hinaus sind die Neu tralleiter- und Schutzleiterfunktionen im gesamten Netz in einem einzigen Leiter, dem sogenannten PEN-Leiter zu sammengefaßt. Diese Schaltungsform wird als TN-C-Netz be zeichnet. The invention takes advantage of the fact that low power cable networks for power distribution to end consumers cher usually operated as open radiation networks will. It is fed at one end of the cable, surge the other remains open. In addition, the new ones Central and protective conductor functions in the entire network in a single conductor, the so-called PEN conductor summarized. This type of circuit is called a TN-C network draws.

Bei einem Verfahren wird das Kabel mit einem Hochfre quenzsignal beaufschlagt und die um das Kabel vorhandene Figuration des elektrischen Feldes ausgewertet. Bei einem anderen bekanntgewordenen Ausleseverfahren wird ein säge zahnähnlicher Impuls auf eine Ader des auszulesenden Ka bels gegeben und beispielsweise mit Hilfe einer rich tungsempfindlichen Strommeßzange nachgewiesen.In one method, the cable is connected to a high frequency and the existing around the cable Figuration of the electric field evaluated. At a other known methods of selection become a saw tooth-like pulse on one wire of the Ka to be read given and for example with the help of a rich tion-sensitive current clamp.

Den bekannten Ausleseverfahren haftet der gravierende Nachteil an, daß sie nur bei spannungsfreien Kabeln anzu wenden sind. Während die Freischaltung eines Mittelspan nungskabels meistens ohne Unterbrechung der Versorgung möglich ist, ist die Freischaltung eines Niederspannungs kabels fast immer mit einer nicht oder kaum tragbaren Versorgungsunterbrechung verbunden.The well-known selection process is liable for the serious Disadvantage that they only to be used with voltage-free cables are turning. During the activation of a medium span mostly without interrupting the supply is possible is the activation of a low voltage almost always with a hardly or hardly portable Supply interruption connected.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der US 39 82 181 bekannt, mit dem ausgehend von den offenen Enden eines Wechselspannungsnetzes die entsprechenden Kontakte in einem Schaltschrank oder Verteiler ausfindig gemacht werden können, ohne daß das Wechselspannungsnetz freigeschaltet zu werden braucht. Allerdings ist daraus keine TNC-Vernetzung bekannt, d.h. eine Verbindung des Neutralleiters mit dem Schutzleiter ist dort nicht vorge sehen. Mit dem bekannten Verfahren lassen sich in Betrieb befindliche, unter Spannung stehende Niederspannungskabel aus benachbart liegenden, gleichartigen Kabeln nicht aus lesen.A method of the type mentioned is from the US 39 82 181 known, with the starting from the open Ends of an AC network the corresponding Find contacts in a control cabinet or distributor can be made without the AC network needs to be activated. However, it is from that no TNC networking known, i.e. a connection of the Neutral conductor with the protective conductor is not featured there see. The known method can be used live, live low-voltage cables not from neighboring, similar cables read.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit dem bzw. der sich Kabel aus benachbart lie genden, gleichartigen Kabeln im Betrieb an beliebiger Stelle auslesen lassen. The invention has for its object a method and an apparatus for performing the method create with which cable from lying adjacent similar cables in operation on any Have the job read out.

Durch einen zwischen einem Außenleiter und dem PEN-Leiter des Kabels liegenden zusätzlichen ohmschen Lastwiderstand fließt in dem jeweiligen Außenleiter ein zusätzlicher Last strom. Der zu diesem Strom gehörende Rückstrom fließt nicht nur durch den kabeleigenen PEN-Leiter, sondern auch durch die PEN-Leiter benachbarter Kabel sowie über andere Rück flußwege, wie zum Beispiel das Erdreich und Erdleitungen, sowie Metallmäntel und/oder -schirme benachbarter Kabel und Leitungen anderer Versorgungsträger, soweit diese leitend und geerdet sind. Da der zusätzliche Rückstrom im Kabel selbst also kleiner ist als der zusätzliche Außenleiter strom, ist die sich ergebende Differenz im Kabel ungleich Null und kann daher mit einer Strommeßzange nachgewiesen werden.By one between an outer conductor and the PEN conductor additional ohmic load resistance of the cable an additional load flows in the respective outer conductor electricity. The reverse flow belonging to this current does not flow only through the cable's own PEN conductor, but also through the PEN conductors of neighboring cables as well as other back river routes, such as the soil and underground pipes, as well as metal sheaths and / or shields of adjacent cables and Lines of other utilities, insofar as they are conductive and are grounded. Because the additional reverse current in the cable itself is therefore smaller than the additional outer conductor current, the resulting difference in the cable is unequal Zero and can therefore be detected with a clamp meter will.

Noch einfacher und eindeutiger wird die Auslese, wenn der Lastwiderstand periodisch zu- und wieder abgeschaltet, d.h. getaktet, wird, womit sich die als Auslesemerkmal dienende Differenz zwischen Außenleiter und Rückstrom eine charakte ristische Kennung aufprägen läßt. Bei dem auszulesenden Kabel läßt sich die Kennung mit hoher Amplitude wiederfin den, wohingegen sich bei allen anderen Kabeln aufgrund der verteilten Rückströme die gleiche Kennung nur mit wesent lich geringerer Amplitude wiederfinden läßt.The selection will be even easier and clearer if the Load resistance switched on and off periodically, i.e. is clocked, with which the serving as a read-out feature Difference between phase conductor and reverse current a character can be stamped with the identifier. When reading out Cable can find the identifier with high amplitude again the, whereas with all other cables due to the distributed return flows the same identifier only with essential Lich lower amplitude can be found again.

Bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung wird das Takten des Lastwiderstandes durch ein Zeitre lais realisiert.In one embodiment of the device according to the invention the clocking of the load resistance by a time control lais realized.

Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Ver fahren verwenden, wenn ein Gleichrichter in Serie mit dem Lastwiderstand geschaltet wird. Der zusätzlich fließende Laststrom im Außenleiter fließt dann nur in eine Richtung, d.h. er wird auf die Halbwellen nur einer Polarität be schränkt, wohingegen sämtliche Rückströme in die andere Richtung fließen. Bei Verwendung einer richtungsempfind lichen Strommeßzange, die an ein Mitte-Null-Instrument ange schlossen ist, zeigen sich dann bei dem auszulesenden Kabel charakteristisch getaktete Zeigerausschläge nur in eine Richtung, wohingegen bei allen anderen Kabeln die Zeigeraus schläge wesentlich schwächer in die andere Richtung erfol gen.The Ver according to the invention can be particularly advantageous use drive if a rectifier in series with the Load resistor is switched. The additionally flowing Load current in the outer conductor then only flows in one direction, i.e. it will be on the half waves of only one polarity limits, whereas all backflows into the other Flow towards. When using a directional sensor union current clamp attached to a center-zero instrument is then shown in the cable to be read characteristically clocked deflections only in one Direction, whereas with all other cables the pointers out strikes much weaker in the other direction gene.

Anhand der schematischen Darstellung in der Zeichnung wer den weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:Based on the schematic representation in the drawing who the further details of the invention explained. Show it:

Fig. 1 eine Prinzipskizze der Grundschaltung zum Durch führen des erfindungsgemäßen Verfahrens; Figure 1 is a schematic diagram of the basic circuit for performing the inventive method.

Fig. 2 den Laststromkreis einer erfindungsgemäßen Vor richtung; und Fig. 2 shows the load circuit of a device according to the invention; and

Fig. 3 den Steuerstromkreis der Vorrichtung gemäß Fig. 2. Fig. 3 shows the control circuit of the apparatus of FIG. 2.

Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines Niederspan nungskabels mit einer symbolisch dargestellten Schutzhülle 1, die drei Außenleiter L₁, L₂, L₃ und einen kombinierten Schutz- und Neutralleiter PEN umfaßt. An dem offenen Ende 2 des Kabels sind zwischen dem hier beispielhaft gewählten Außenleiter L₁ und dem PEN-Leiter ein Lastwiderstand R_L, ein Schalter S und ein Gleichrichter D in Serie geschaltet. Der Schalter 1 ist mechanisch mit einem Taktgeber t₁ gekop pelt. Durch den Außenleiter L₁ fließt über den Lastwider stand R_L ein zusätzlicher Strom I_L1. Für den gesamten Rückstrom steht nicht nur der kabeleigene PEN-Leiter zur Verfügung, sondern auch mehrere andere Rückleiter 3. Der Rückstrom teilt sich daher in mehrere Teilrückströme I_R1 . . . I_RN auf. Die Differenz I_{L 1}-I_R1 im Kabel kann mit einer Strommeßzange nachgewiesen werden. Fig. 1 shows a schematic representation of a low-voltage cable with a symbolically illustrated protective cover 1 , which comprises three outer conductors L ₁ , L ₂ , L ₃ and a combined protective and neutral conductor PEN. At the open end 2 of the cable, a load resistor R _L , a switch S and a rectifier D are connected in series between the outer conductor L ₁ chosen here as an example and the PEN conductor. The switch 1 is mechanically coupled with a clock generator t ₁ . An additional current I _L1 flows through the outer conductor L ₁ via the load resistor R _L. Not only is the cable's own PEN conductor available for the entire return current, but also several other return conductors 3 . The reverse current is therefore divided into several partial reverse currents I _R1 . . . I _RN on. The difference I _{L 1} -I _R1 in the cable can be detected with a clamp meter.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Laststromkreis eines erfindungsgemäßen Gerätes. Zwischen einer Anschluß buchse für einen Außenleiter des auszulesenden Kabels, bei spielsweise L₁, und einer Buchse für den PEN-Leiter dessel ben Kabels liegt der Strompfad für den Laststrom, gebildet aus zwei kontaktlosen Schaltern in Form von antiparallelen Thyristoren Th₁ und Th₂, zwei Gleichrichtern D₁ und D₂, drei parallel geschalteten Lastwiderständen R₁ bis R₃ mit je einem in Serie hierzu geschalteten kontaktlosen Schalter Th₃ bis Th₅ und einem Stromanzeigeinstrument A. Der Schal ter Th₁ und der Gleichrichter D₁ bilden den Teilstrompfad für die negativen Halbwellen des Laststromes; entsprechend bilden der Schalter Th₂ und der Gleichrichter D₂ den Teil strompfad für die positiven Halbwellen. Durch wahlweises Einschalten der Lastwiderstände R₁ bis R₃ über die Schalter Th₃ bis Th₅ läßt sich die am Anzeigeinstrument A abzulesen de Höhe des Laststromes einstellen. Fig. 2 shows an embodiment for the load circuit of a device according to the invention. Between a connection socket for an outer conductor of the cable to be read, for example L ₁ , and a socket for the PEN conductor of the same cable is the current path for the load current, formed from two contactless switches in the form of antiparallel thyristors Th ₁ and Th ₂ , two rectifiers D ₁ and D ₂ , three load resistors R ₁ to R ₃ connected in parallel, each with a series-connected contactless switch Th ₃ to Th ₅ and a current indicating instrument A. The switch ter ₁ and the rectifier D ₁ form the partial current path for the negative half-waves of the load current; Accordingly, the switch Th ₂ and the rectifier D _{2 form} the partial current path for the positive half-waves. By optionally switching on the load resistors R ₁ to R ₃ via the switches Th ₃ to Th ₅ , the amount of the load current that can be read on the display instrument A can be set.

Parallel zum Laststrompfad geschaltet sind ein Transforma tor Tr zur Versorgung des in Fig. 3 dargestellten Steuer stromkreises des Gerätes und zwei Motoren M, die ein hier nicht dargestelltes Kühlgebläse für die Lastwiderstände an treiben. Die Motoren M lassen sich über einen Schalter A₁ an Spannung legen. Zwischen dem Schalter A₁ und dem Transformator Tr in Serie geschaltet ist ein zweiter Schal ter A₂. Das Einschalten des Steuerstromkreises ist daher nur bei laufender Kühlung möglich. Zwei Kontrollampen La₁ und La₂ sind parallel zu den Motoren M bzw. zu dem Transfor mator Tr geschaltet und zeigen die Schaltzustände der Schal ter A₁ und A₂ an.Connected in parallel with the load current path are a transformer Tr for supplying the control circuit of the device shown in FIG. 3 and two motors M which drive a cooling fan, not shown here, for the load resistors. The motors M can be connected to voltage via a switch A ₁ . Between the switch A ₁ and the transformer Tr connected in series is a second switch ter A ₂ . Switching on the control circuit is therefore only possible while the cooling is running. Two control lamps La ₁ and La ₂ are connected in parallel to the motors M and to the transformer Tr, respectively, and indicate the switching states of the switches A ₁ and A ₂ .

Zwischen der Buchse L₁ und der Buchse PEN sind weiterhin drei Leitungen mit je einem Schalter A₃ bis A₅ geschaltet und in Serie hierzu drei Kontrollampen La₃ bis La₅. Die Schalter A₃ bis A₅ sind mit den entsprechend bezeichneten Schaltern im Steuerstromkreis mechanisch verbunden. Die Kon trollampen La₃ bis La₅ signalisieren den Schaltzustand der kontaktlosen Schalter Th₃ bis Th₅ und damit die Höhe des Laststromes. Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen Gerätes sind die Lastwiderstände R₁ bis R₃ so dimen sioniert, daß sich der Laststrom bei einer anliegenden Spannung von 220 Volt stufenweise zwischen 12A und 36A einstellen läßt.Three lines, each with a switch A ₃ to A _{5, are} connected between the socket L ₁ and the socket PEN, and three control lamps La ₃ to La ₅ in series. The switches A ₃ to A ₅ are mechanically connected to the correspondingly designated switches in the control circuit. The control lamps La ₃ to La ₅ signal the switching state of the contactless switches Th ₃ to Th ₅ and thus the level of the load current. In one embodiment of the device according to the invention, the load resistors R ₁ to R ₃ are dimensioned in such a way that the load current can be set in stages between 12A and 36A at an applied voltage of 220 volts.

In Fig. 3 ist der Steuerstromkreis des beispielhaft darge stellten erfindungsgemäßen Gerätes schematisch dargestellt. Zwischen der von dem Transformator Tr (Fig. 2) gelieferten Steuerspannung liegt ein Zeitschaltrelais t₁, das wechsel weise die Steueranschlüsse der antiparallelen Thyristoren Th₁ oder Th₂ mit der Steuerspannung beaufschlagt. Auf diese Weise wird entweder der Weg für die positiven Halbwellen des Laststromes oder der Weg für die negativen Wellen des Laststromes frei geschaltet. Bei der beispielhaften Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Gerätes lassen sich die Schaltzeiten je Polarität der Halbwellen zwischen 2,5 Sekun den und 25 Sekunden einstellen. Parallel zum Zeitschaltre lais t₁ liegen drei Steuerleitungen für die Thyristoren Th₃ bis Th₅ mit Schaltern A₃ bis A₅. Beim Schließen eines dieser Schalter schaltet der jeweilige Thyristor durch und gibt dem Laststrom den Weg über den dazugehörigen Lastwider stand frei.In Fig. 3, the control circuit of the exemplary Darge device according to the invention is shown schematically. Between the control voltage supplied by the transformer Tr ( FIG. 2) there is a time switching relay t ₁ , which alternately applies the control voltage to the control connections of the antiparallel thyristors Th ₁ or Th ₂ . In this way, either the path for the positive half-waves of the load current or the path for the negative waves of the load current is enabled. In the exemplary embodiment of the device according to the invention, the switching times per polarity of the half-waves can be set between 2.5 seconds and 25 seconds. Parallel to the timing relay t ₁ are three control lines for the thyristors Th ₃ to Th ₅ with switches A ₃ to A ₅ . When one of these switches is closed, the respective thyristor switches through and releases the load current via the associated load resistance.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung zu seiner Durchführung wird eine Auslese von unter Spannung stehenden Niederspannungskabeln möglich, was von großem Vor teil bei Instandsetzungsarbeiten an elektrischen Energiever sorgungsnetzen ist.With the method and the device according to the invention its implementation will be a selection of live standing low voltage cables possible, which is of great advantage part in repair work on electrical power supply supply networks.

Claims

1. Method for reading out a low-voltage cable from a number of similar, adjacent cables, in which a characteristic current is impressed on the cable to be read out, in which the neutral conductor of the cable to be read out is connected to at least one second neutral or protective conductor and the read out Cable has an infeed and an open end, and in which at the open end of the live cable an outer conductor is placed on the switch conductor load via a switchable load resistor, characterized in that the resultant difference in the cable between load current in Outer conductor and reverse current in the neutral or protective conductor are used as characteristic current and are detected at any point on the cable.

2. The method according to claim 1, characterized in that the load current on the half-waves of only one polarity is restricted.

3. The method according to claim 1, characterized in that the two flow directions of the load current in below different and characteristic clocked who the.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the level of the load current through Change additional load resistors in parallel is changed.

5. Apparatus for performing the method according to claim 1 with a load circuit and a control circuit, characterized by a load resistor (R ₁ ) and a series-connected, contactless switch, the lying in the control circuit lying switch, in particular a timing relay (t ₁ ), is controlled.

6. The device according to claim 5 for performing the method according to claim 2, characterized in that two rectifiers (D ₁ , D ₂ ) each with a series-connected contactless switch (Th ₁ , Th ₂ ) are connected to each other in the antiparallel.

7. The device according to claim 6 for performing the method according to claim 3, characterized in that the two switches (Th ₁ , Th ₂ ) are alternately controlled by a time relay (t ₁ ) located in the control circuit.

8. The device according to one or more of claims 5 to 7 for performing the method according to claim 4, characterized in that several with an electronic switching element (Th ₃ Th ₄ Th ₅ ) in series connected load resistors (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) are connected in parallel to each other.

9. The device according to one or more of claims 5 to 8, characterized in that as a contactless Switches each have two anti-parallel thyristors be used.

10. The device according to one or more of claims 5 to 9, characterized in that the load or resistors (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) are cooled by a built-in fan.