DE4026428A1

DE4026428A1 - Vorrichtung zum bestimmen sich verschlechternder eigenschaften einer hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE4026428A1
Application number: DE4026428A
Authority: DE
Inventors: Terunobu Miyazaki; Eisaburo Sakou; Kazuo Nishijima; Mitsuru Nakamura; Hashime Nagai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-08-25
Filing date: 1990-08-21
Publication date: 1991-02-28
Anticipated expiration: 2010-08-22
Also published as: CN1017829B; KR100238895B1; JP3039936B2; CN1049761A; JPH0382326A; KR910005059A; DE4026428C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beobachten sich verschlechternder Eigenschaften elektrischer Hochspannungs leitungen. Das Verfahren, nach dem die Vorrichtung arbeitet, wird ausführlich erläutert.

Elektrische Hochspannungsleitungen, insbesondere Leitungen zur Spannungsversorgung, bestehen mit einer großen Anzahl elektrischer Ausrüstungen in weiten Bereichen. Ein außer ordentlich hoher Aufwand an Zeit und Bemühungen ist für die Reparatur solcher Leitungen aufzuwenden. Es ist daher sehr erwünscht, Verschlechterungen vorauszusehen und darüber hinaus den Bereich für die Verschlechterung einzugrenzen. Jedoch existiert bisher keine praktisch ausführbare Technik zum Voraussehen von Verschlechterungen.

In diesem Zusammenhang ist es aus der japanischen Patent veröffentlichung 57-20 779 (1982) bekannt, denjenigen Bereich, in dem ein Erdungsdefekt auftritt, festzustellen. Die Anzeige erfolgt jedoch erst, nachdem der Fehler aufgetreten ist.

Einrichtungen zum Anzeigen des Bereichs eines Erdungsdefektes werden beim genannten Stand der Technik an geeigneten Stellen einer Versorgungsleitung aufgestellt. Sie bestimmen das Auf treten eines Erdungsdefektes daraus, daß das Ausgangssignal von einem Hochfrequenzfilter in einer Eingangsschaltung für das Erdungsdefektsignal (Nullphasensignal), wie es an diesen Stellen festgestellt wird, über einem bestimmten Pegel liegt. Es bestehen jedoch folgende Probleme.

1. Das Gerät kann einen Erdungsdefekt nicht vorhersehen, son dern erst das Auftreten eines solchen feststellen.
2. Da das Anzeigen am Ort des Gerätes erfolgt, kann ein Tätigwerden des Gerätes erst dann festgestellt werden, wenn einer Bedienperson die Anzeige bei einem Rundgang auffällt; dadurch kann die Fehlererfassung sehr lange dauern.
3. Da die Anzeigegeräte tätig werden, wenn der Pegel eines Hochfrequenzsignals höher wird als ein vorgegebener Pegel, besteht die Gefahr, daß mehrere Geräte gleichzeitig einen Fehler anzeigen, wodurch es unmöglich wird, den Ort des Fehlers näher festzulegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vorankündigende Phänomene zu überwachen, die zu einem Erdungsdefekt führen, um es zu ermöglichen, eine endgültige Verschlechterung vor herzusehen.

Einer Weiterbildung der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ort einer Verschlechterung festzustellen.

Gemäß der Erfindung wird eine Verschlechterung einer elektri schen Hochspannungsleitung dadurch vorhergesehen, daß Fre quenzkomponenten von Signalen auf der Leitung überwacht wer den und dabei festgestellt wird, daß die Amplitude der Nutz frequenzkomponente des Nullphasensignals einer dreiphasigen Hochspannungsleitung sich nicht änderte, daß dies aber für die Amplitude der Hochfrequenzkomponente gilt. Ein Vorher sehen ist auch dadurch möglich, daß einzelne Pulssignale in den Nullphasensignalen der dreiphasigen Hochspannungsleitung festgestellt werden.

Um den Ort der Verschlechterung festzustellen, wird das Aus maß der Änderung der Hochfrequenzkomponenten im Nullphasen signal gleichzeitig für mehrere Orte der dreiphasigen Hoch spannungsleitung überwacht. Der Ort der Verschlechterung wird abhängig von den festgestellten Amplituden bestimmt.

Da gemäß der Erfindung vorankündigende Phänomene für Ver schlechterung überwacht werden, können mögliche Erdungsdefek te vorausschauend erkannt werden. Der Ort eines möglichen Defektes kann durch Beobachten der vorankündigenden Phänomene über die gesamte Hochspannungsleitung spezifiziert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren ver anschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Leitungssystems mit einer Einrichtung zum Feststellen von sich verschlechternden Eigenschaften der Leitungen;

Fig. 2 Signalverläufe zum Erläutern von Phänomenen, die einen Erdungsdefekt ankündigen;

Fig. 3 Signalverläufe für Nullphasensignale nach dem Auf treten eines Erdungsdefektes;

Fig. 4 ein Diagramm zum Vergleichen von vorankündigenden Phänomenen mit Phänomenen, wie sie mit dem Auftreten eines Defektes vorliegen;

Fig. 5-7 Blockdiagramme für verschiedene Ausführungs formen von Sensoren;

Fig. 8-11 Diagramme zum Veranschaulichen, wie eine Ver schlechterungszone spezifiziert werden kann;

Fig. 12-14 Flußdiagramm teilweise mit veranschaulichen den Diagrammen, zum Erläutern der Verarbeitung von Daten in einer Feststellungseinrichtung;

Fig. 15 eine Darstellung von Frequenzbändern, um zu erläu tern, welches Frequenzband für ein Filter in Zusammenhang mit der Erfindung sinnvoll ist; und

Fig. 16 Darstellungen eines Versorgungsleitungssystems mit Schaltern, zum Erläutern, wie ein normalerweise offener Punkt umgeschaltet werden kann.

Bevor weiter unten Ausführungsbeispiele der Erfindung erläu tert werden, wird erklärt, was die Vorankündigung ist, die einem Erdungsdefekt einer elektrischen Spannungsleitung vor angeht, d. h., was das vorangehende Phänomen ist. Dieses sollte deutlich von Phänomenen des Erdungsdefektes selbst unterschieden werden, die im Stand der Technik beschrieben sind. Die folgende Erläuterung wird unter der Annahme ge macht, daß die elektrische Spannungsleitung eine Hochspan nungs-Stromversorgungsleitung ist.

Fig. 2 zeigt zeitliche Signalverläufe der Nullphasenspannung V₀, wie sie in einem Unter-Kraftwerk gemessen wurden. Nach Beobachten des Signalzugs gemäß Fig. 2 (I) (Pulse sind der Grundwelle der Nullphasenspannung überlagert) wurde der Sig nalzug gemäß Fig. 2 (II) und noch eine gewisse Zeitspanne später der ähnliche Signalzug gemäß Fig. 2 (III) beobachtet. Es wird erwartet, daß nach dem Erzeugen dieser Signalzüge mit den un periodischen Impulsen schließlich ein Erdungsdefekt auftreten wird. Jedoch weisen die Amplituden der Pulse in den Signalen von Fig. 2 nicht die Beziehung auf, daß sie mit zunehmender Zeit zunehmen; die Phase des Auftretens ist willkürlich und der Erzeugungszyklus ist nicht periodisch. Es sind also Hoch frequenzkomponenten in wesentlichem Anteil in den pulsförmi gen Signalen vorankündigender Phänomene im Signal V₀ vorhan den. Da diese Hochfrequenzkomponenten bei ihrer Ausbreitung durch die Stromversorgungsleitung geschwächt werden, wird davon ausgegangen, daß durch Überwachen der Nullphasenspan nung V₀ nahe dem Ort des Erdungsdefektes das Auftreten des Pulssignales relativ früh beobachtet werden kann.

In Fig. 2 ist der pulsförmige Signalzug V₀ als Beispiel für ein vorangehendes Phänomen dargestellt. Die Erzeugungsperiode des pulsförmigen Signalverlaufs V₀ kann für mehrere Zyklen andauern, oder es wird angenommen, daß kurzzeitige Überlage rungen von Signalen mit hohen Frequenzanteilen in wesentli chem Anteil, verglichen mit der Grundperiode, bei allmähli cher Verschlechterung bis zur endgültigen Verschlechterung wiederholt werden.

Die Fig. 3(a) und (b) zeigen Signalzüge, wie sie im Erdungs defektfall auftreten, wobei hochfrequente Schwingungen auf einanderfolgend auftreten. Derartiges ist in der japanischen Patentveröffentlichung 57-20 779 (1982) beschrieben. Ähnliche vorangehende Phänomene werden beim Nullphasenstrom beobach tet.

Vergleicht man die Signalzüge gemäß vorankündigenden Phänome nen für Erdungsdefekte mit Signalzügen aus Erdungsdefekten, wird beobachtet, daß die folgenden Beziehungen existieren.

Als Beispiel für Vorankündigungen der Verschlechterung einer Energieversorgungseinrichtung zeichnen sich vorangehende Phänomene dadurch aus, daß sie Nullphasensignale mit einzel nen pulsförmigen Signalen erzeugen. Dies bedeutet, wie durch den Signalverlauf 1 in Fig. 4 dargestellt, in dem die Abszis se die Frequenz und die Ordinate die Amplitude darstellt, daß zur Zeit der Vorankündigung der Verschlechterung eine solche Charakteristik besteht, daß die Amplitude der Nutzfrequenz komponente sich nicht vom normalen Wert unterscheidet, son dern daß dies nur für Pulssignale (Hochfrequenzkomponenten) in großem Ausmaß gilt. Demgegenüber ist, wie im Kurvenverlauf 2 in Fig. 2 dargestellt, bei weit fortgeschrittener Ver schlechterung (bei beginnendem Erdungsdefektfall) die Hoch frequenzkomponente weiter erhöht, und auch die Nutzfrequenz komponente ist erhöht. Die Ausmaße der Änderungen der Nutz frequenzkomponente und der Hochfrequenzkomponente in einem Nullphasensignal zeigen im allgemeinen den folgenden Zusam menhang in bezug auf Verschlechterung der Vorrichtungen.

Tabelle 1

Weiterhin gilt beim Vergleich der Fig. 2(a) mit (b) (c), daß sie im Endstadium der Verschlechterung selbst an entfernten Orten zu beobachten sind, aber nur benachbart zur Verschlech terungsquelle in einem frühen Stadium. Dies unterstützt die Tatsache, daß eine Leitungscharakteristik dahingehend be steht, daß die Hochfrequenzwelle mit der Entfernung vom Auf trittspunkt abgeschwächt wird. Weiterhin kann festgestellt werden, daß die Periode des Auftretens der Pulse ausreichend lang ist im Vergleich zur Periode der Nutzfrequenz.

Die Erfindung baut auf den vorstehend beschriebenen voran gehenden Phänomenen auf.

Der Ort der Anbringung einer erfindungsgemäßen Einrichtung wird nun anhand von Fig. 1 erklärt. In Fig. 1 (a) ist T ein Transformator zur Energieverteilung in einem Unter-Verteil kraftwerk. Weiterhin ist eine Busleitung B vorhanden, an die Leistungsschalter F.CB₁∼F.CB_n für Hochspannungsleitungen entsprechend der Anzahl herausgeführter Hochspannungsleitungen angeschlos sen sind. Die Hochspannungsleitungen F₁₁, F₁₂, F₁₃, ... F_n, die sich wie die Zweige eines Baumes ausbreiten, sind an die Ausgänge der Leistungsschalter F.CB angeschlossen, d. h. die Zweigleitungen F₁₂, F₁₃, usw. erstrecken sich von der Stamm leitung F₁₁ weg, entsprechend den jeweiligen Anforderungen, wie in der Figur dargestellt.

Sensoren 1, 1′, 1′′, ... sind an willkürlichen Stellen der Hochspannungsleitungen angebracht, wie in der Zeichnung dar gestellt. Die von diesen Sensoren gemessenen Nullphasensig nale (auf Grundlage der Nullphasenspannung oder des Null phasenstromes und aus diesen wie erforderlich transformiert oder abgeleitet) werden zu einer Feststellungseinrichtung 3 über eine Informationsnachrichtenleitung 2 geleitet.

Ein Sensor 4 mit einer ähnlichen Funktion wie die Sensoren 1 ist geeignet an der Versorgungsbusleitung angebracht und überträgt die von der Hauptleitung abgeleiteten elektrischen Werte an die Feststellungseinrichtung 3.

Bei einem solchen Aufbau, entsprechend der Erfindung, werden die in jeweiligen Punkten des Versorgungssystems gemessenen Signale an einer Stelle gesammelt. Wie im folgenden im ein zelnen erläutert, wird eine Annahme abgeleitet, in welchem Teil der Verteilungsleitungen F₁∼F_n eine sich verschlech ternde Leitung befindet.

Bei der Anordnung kann die Nachrichtenleitung 2, die zum Übertragen von Information zur Feststellungseinrichtung 3 dient, eine ausgesprochene Nachrichtenleitung sein, oder sie kann mit Hilfe eines Trägersystems unter Nutzung der Hoch spannungsleitungen gebildet sein oder durch Übertragungs einrichtungen wie solche über drahtlose Kanäle.

Fig. 1(b) zeigt ein Beispiel einer Systemanordnung, bei der das System gemäß Fig. 1(a) durch drahtgebundene Übertra gungsleitungen angeschlossen ist. Polterminals 10, 10′, 10′′, ... mit den Funktionen der Sensoren 1, 1′, 1′, ... zum Messen der Nullphasensignale sind für jeweilige Schalter SW entlang der Hochspannungsversorgungsleitung F₁₁ angeschlossen. Eine Nachrichtenleitung 2 verbindet die Polterminals 10, den Un teranschluß 100 im Unter-Kraftwerk (mit dem Sensor 4 usw.) und die Hauptstation 30 (die die Feststellungseinrichtung enthält), die z. B. in der Bedienzentrale angeordnet ist, miteinander. Die Hauptstation 30 weist ein Modem 31, einen Sende/Empfangs-Teil 32, einen Signalbus 39, Verbinder 33 und 33′, einen Drucker 34, eine Kathodenstrahlröhre 35, eine Tastatur 36, eine Anzeigenbedienung 37, eine Bedienkonsole 38 usw. auf. Sie ist mit einem Versorgungscomputer über den Verbinder 33′ verbunden. Dadurch wird die in der Polterminal station 10 erfaßte Information in den Rechner der Hauptsta tion 30 eingegeben und auf der Kathodenstrahlröhre 35 oder dem Drucker 34 ausgegeben. Befehle vom Rechner, der Tastatur 36, der Anzeigenbedienung 37, der Bedienkonsole 38 usw. wer den an die Polterminalstationen 10 und die Steuerungen von Schaltern SW ausgegeben. Ermitteln oder Erfassen vorgegebener Eingaben usw. wird ausgeführt.

Fig. 1(c) zeigt ein Beispiel einer Systemanordnung, bei der ein bekanntes Verfahren zum Übertragen von Signalen mit Hilfe einer Versorgungsleitung ausgeführt wird, und zwar wird die Hochspannungsversorgungsleitung F₁₁ als Nachrichtenleitung 2 verwendet. In diesem Fall weist eine Polterminalstation 10 eine Fernsteuerungs-Terminalstation 10a mit einem Sensor 1 und einem Hochspannungskoppler 10b zum Isolieren und Ermit teln von Signalen an den Polen (Masten) auf, entsprechend dem Schalter SW. Im Unter-Kraftwerk ist ein Hochspannungskoppler zur Isolation und zum Ermitteln von Signalen für jede der Versorgungsleitungen F₁₁∼F_n vorhanden und mit einer wieder holenden Installation verbunden. Es ist erforderlich, zwi schen dem Unter-Kraftwerk und der Hauptstation 30 (in der die Feststelleinrichtung 3 angeordnet ist) eine große Menge von Daten mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen, weswegen diese Stationen durch ein Nachrichtenkabel miteinander verbunden sind. Die Hauptstation weist neben einer Fernsteuerung, die Übertragungseinheiten TU aufweist, eine CPU, eine Bedienkon sole OP, usw. auf, wie auch eine Kathodenstrahlröhreneinheit 41 zum Ausgeben verschiedener Informationen und Eingeben ver schiedener Daten, ein Versorgungssystempanel zum Darstellen z. B. des Status aktiver Leitungen des Versorgungssystems, einen Versorgungsrechner usw. Ähnliche Signaleingabe, Aus gabedarstellung und Ausüben von Schaltfunktionen wie beim System gemäß Fig. 1(b) kann auch bei der Systemanordnung gemäß Fig. 1(c) vorgenommen werden. Die Maschinenausstattung der Hauptstation von Fig. 1(b) ist dabei von der gemäß Fig. 1(c) unterschiedlich, jedoch kann jede Maschinenaus rüstung verwendet werden, wenn sie das Eingeben, Anzeigen, Ausgeben und Verarbeiten von Information zuläßt. Die folgen den Erläuterungen beziehen sich auf eine Einrichtung mit einer gesonderten Nachrichtenleitung.

Fig. 5(I) zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Sensor 1 innerhalb der Polterminalstation 10, die in der Versorgungs leitung dezentralisiert angeordnet ist. Es wird die Signal form der Nullphasenspannung V₀ einschließlich von Hochfre quenzkomponenten überwacht. Die gewöhnliche Nullphasenspan nung V₀ beinhaltet Nutzfrequenzkomponenten oder Hochfrequenz komponenten von relativ geringer Ordnung, der dritten Ord nung, der vierten Ordnung, während sie kaum Frequenzen höhe rer Ordnung enthält. Es wird jedoch auf die Tatsache hinge wiesen, daß das Signal steile Spitzen aufweist, wenn z. B. winzige Erdungsdefekte auftreten. Wenn ein Erdungsdefekt für kurze Zeit auftritt, wird die Nullphasenspannung V₀ nur für diese Zeit außerordentlich hoch und nimmt dann wieder die Signalform mit niedrigem Pegel wie zuvor ein, wenn der Er dungsdefekt nicht mehr vorliegt. Viele Hochfrequenzkomponen ten sind in diesem Nullphasensignal vorhanden, das während der kurzen Zeitspanne hoch ist. Da die Einrichtungen sich erst verschlechtern, dauert der winzige Erdungsdefekt nicht an, sondern er endet kurz nach seinem Auftreten und wieder holt sich oft mit Spitzen außerordentlich hoher Werte der Spannung V₀ (in Nadelform).

Das Beispiel gemäß Fig. 5(I) dient dazu, den Spitzenwert eines einzelnen sehr hohen Spannungssignals V₀ zu halten, aus dem Hochfrequenzkomponenten nicht durch ein Filter abge trennt werden können, um solche Signale miteinander zu ver gleichen. Die Spannungen zwischen den Versorgungsleitungen S und Erde werden durch Teilerkondensatoren C₁, C₂ in Spannun gen willkürlich vorgegebener Höhe geteilt. Die Nullphasen spannung V₀ wird durch Vektorsummierung in der Nullphasen gewinnungsschaltung 40 erhalten. Liegt eine pulsförmige Än derung mit der Amplitude V₁ in der Nullphasenspannung zum Zeitpunkt t₁ vor, wie in Fig. 5(II) (a) dargestellt, und wird dieses Nullphasenspannungssignal V₀ einem Eingangsan schluß eines Subtrahiermittels 20 zugeführt, wird am Ausgang des Subtrahiermittels nur die pulsförmige Spannungsänderung V₁ erhalten, wie in Fig. 5(II) (c) dargestellt, wenn dem anderen Eingang des Subtrahiergliedes 20 das Signal gemäß Fig. 5(II) (b) zugeführt wird, bei dem mit Hilfe eines Tief paßfilters (LPF) aus dem Nullphasenspannungssignal V₀ die Grundschwingungen und die höheren Harmonischen niedriger Ord nung durchgelassen werden. Die Amplitude der pulsförmigen Spannungs änderung wird durch einen A/D-Wandler gewandelt und durch Spitzenwerthalter 21 und 22 gehalten, was durch Fig. 5(II) (d) veranschaulicht ist.

Liegt eine positive pulsförmige Spannungsänderung vor, wird der Wert durch den Spitzenwerthalter 21 gehalten, während er im Fall einer negativen Spannungsänderung durch den Spitzen werthalter 22 gehalten wird. Ein Startdetektor 5 gibt ein Startsignal für eine CPU aus, wie es in Fig. 5(II) (e) dar gestellt ist. Dies erfolgt, sobald das Ausgangssignal vom Spitzenwerthalter einen größeren Wert einnimmt als ein im Startdetektor 5 gesetzter Ermittlungspegel. In der CPU wird A/D-Wandlung mit Hilfe des Startsignals ausgeführt, wobei der numerische Wert der Amplitude der Spannungsänderung V₁ erfaßt und gespeichert wird und die Spitzenwerthalter mit einem Rücksetzsignal zu einem Zeitpunkt t₂ nach einer vorgegebenen Zeitspanne auf den Ausgangszustand rückgesetzt werden. Die von der CPU erfaßten Daten werden zusammen mit den Sensoren, die die Signale erfaßten, zugeordneten Ziffern, der Erfas sungszeit, usw. der Feststellungseinrichtung 3 innerhalb der Hauptstation 30 über einen Übertragungsport 6 und das Nach richtenkabel 2 zugeführt.

Koinzidenz von Daten an mehreren Stellen kann dadurch erfaßt werden, daß innerhalb der CPU eine Taktfunktion genutzt wird und Information zu den eingegebenen Zeiten gleichzeitig zu den Eingangsdaten hinzugefügt und gespeichert wird. Koinzi denz wird am wirkungsvollsten in einer bekannten Weise fest gestellt, wie sie in der japanischen Patentveröffentlichung 1-8246 (1989) angegeben ist. Die Feststellung kann aber auch auf andere Art und Weise erfolgen.

Fig. 5 betrifft ein Ausführungsbeispiel, das auf die Höhe des Spitzenwertes einer pulsförmigen Spannung anspricht. Ein an deres Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6 dargestellt ist, wertet Hochfrequenzkomponenten aus. Fig. 6 zeigt also ein an deres Beispiel für die Ausgestaltung des Sensors 1.

Wie in Fig. 5 können zwei Kondensatoren genutzt werden, um eine Spannung dadurch abzugreifen, daß die Spannung gegen Erde geteilt wird. Jedoch ist es vorteilhafter, eine Teiler schaltung zu verwenden, die einen Kondensator C₁ und einen Widerstand R aufweist und eine Differenzbildecharakteristik aufweist, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, um dieses erfin dungsgemäße Ausführungsbeispiel am wirkungsvollsten zu ge stalten. Eine erforderliche Anzahl an Bandpaßfiltern BPF₁, BPF₂, ... mit jeweils einer Bandpaßcharakteristik, die nur ein vorgegebenes Frequenzband durchläßt, ist hinter einem Hochpaßfilter HPF angeordnet, das die Hochfrequenzkomponenten in den gewonnenen Nullphasenspannungssignalen V₀ durchläßt. Die Amplituden der Ausgangssignale werden von der CPU nach A/D-Wandlung und digitaler Wandlung erfaßt. Falls erforder lich, werden Daten der erfaßten Daten über einen Übertra gungsport 6 und die Nachrichtenleitung 2 an die Feststellein richtung 3 in der Hauptstation 30 geliefert. Die Zeitpunkte, zu denen Daten erfaßt werden, können durch den Startdetektor 5 gemäß Fig. 5 festgelegt werden oder dadurch, daß ein Start signal von einer anderen Stelle über die Nachrichtenleitung 2 erhalten wird.

Es wird nun anhand von Fig. 7(a) ein weiteres Ausführungs beispiel eines Sensors 1 erläutert, wie er für dezentrali sierte Anordnung entlang von Versorgungsleitungen geeignet ist. Der Sensor ist so aufgebaut, daß zwei Sätze von Teiler schaltungen, an denen Teilspannungen zwischen der Versor gungsleitung und Erde abgegriffen werden können, vorhanden sind und die Nullphasenspannungen von Leitungen F₁ und F₂ von Nullphasenspannungsgewinnungsschaltungen 40 und 40′ erhalten werden können, indem die Spannungsteilerschaltungen zu beiden Seiten des Schalters SW angeschlossen werden, der zum Verbin den oder Trennen zwischen der Leitung F₁ und der Leitung F₂ in der Versorgungsleitung liegt. Spannungsänderungsermitt lungsschaltungen 23 und 23′ sind durch ein Tiefpaßfilter LPF und ein Subtrahiermittel 20 gebildet, wie anhand von Fig. 5 erläutert. Sie sind so angeordnet, daß sie nur eine steile Änderung in der Spannung ausgeben. Eine Datenverarbeitungs einrichtung 25 wird durch Spitzenwerthalter 21 und 22 gebil det, wie sie anhand von Fig. 5 erläutert wurden, und durch den Teil, der die Daten von diesen Haltern über einen A/D- Wandler wandelt und die Werte durch die CPU erfaßt. Ein Dif ferenzdetektor 24 erhält die Ausgangssignale der Spannungs änderungsermittlungsschaltungen 23 und 23′, berechnet die Differenz aus den beiden Eingangswerten und sorgt dafür, daß die Daten durch die CPU innerhalb der Datenverarbeitungsein richtung 25 gesichert werden. Diese Daten werden über einen Übertragungsport und die Nachrichtenleitung 2 zur Feststell einrichtung 3 auf entsprechende Weise übertragen, wie anhand von Fig. 5 erläutert. Die Funktion dieser Ausführungsform wird nun anhand von zwei Fällen erläutert, wobei beim einen der Schalter SW "Ein" und beim anderen "Aus" ist.

Wenn der Schalter SW "Ein" ist, gilt folgendes.

Da die Ausgangssignale von den Spannungsänderungsermittlungs schaltungen 23 und 23′ dieselbe Amplitude aufweisen, ist der vom Differenzdetektor 24 ausgegebene Differenzwert Null.

Besteht jedoch irgendeine Schwierigkeit in einer der Erfas sungsschaltungen für außerordentliche Daten des Systems aus den beiden Schaltungen, steht ein Ausgangssignal am Diffe renzdetektor 24 an, wodurch es im allgemeinen möglich ist, beide Erfassungsschaltungen zu überwachen.

Wenn der Schalter SW "Ein" ist, gilt folgendes.

Die Ausgangswerte der Spannungsänderungsermittlungsschaltun gen und 23 und 23′ sind voneinander unabhängig, wobei im we sentlichen keine Ausgangswerte vorliegen, wenn keine Ver schlechterung vorhanden ist. Wenn ein kleiner Erdungsdefekt in einer der beiden Speiseleitungen aufgetreten ist, wird nur die Änderung wirksam erfaßt. Insbesondere werden normale Störsignale (z. B. Störungen durch ein entferntes Gewitter) nicht als Differenzausgangssignale erfaßt, da diese Signale in beide Versorgungsleitungen gelangen. Differenzausgangs signale können jedoch mit hoher Empfindlichkeit dann erfaßt werden, wenn ein winziger Erdungsdefekt in einer der beiden Versorgungsleitungen auftritt. Die Versorgungsleitungen F₁ und F₂ können zum selben System (derselben Bank) oder unter schiedlichen Systemen gehören.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das für dezentralisierte Anordnung entlang von Versorgungsleitungen geeignet ist, wird nun anhand von Fig. 7(b) beschrieben.

Unterschiede gegenüber dem Sensor 1 gemäß Fig. 7(a) bestehen nur dahingehend, daß die Differenzbildeschaltung 24 durch eine Differenzbildeschaltung 26 und einen Detektor 27 ersetzt ist. Die übrigen Funktionsgruppen arbeiten auf dieselbe Weise.

Wenn der Schalter SW ausgeschaltet ist, gelangen die Aus gangssignale der Nullphasenspannungs-Gewinnungsschaltungen 40 und 40′ in die Differenzbildeschaltung 26, die die Diffe renz zwischen den Werten bildet und sie an den Detektor 27 ausgibt. Der Detektor 27 ist so ausgebildet, daß er Ausgangs signale nur für Spannungsänderungen ausgibt, in denen die Frequenzkomponenten niedriger Ordnung durch das Tiefpaßfilter LPF und die Subtrahierschaltung in der Spannungsänderungs ermittlungsschaltung 23 entfernt sind. Wenn bei dieser Aus führungsform die Zuleitungen F₁ und F₂ zur selben Bank gehö ren, gibt die Differenzbildeschaltung 26 eine Spannung auf grund von Verschlechterung nur aus, weil die Frequenzkompo nenten niedriger Ordnung in den Ausgangssignalen von den Nullphasenspannungs-Gewinnungsschaltungen 40 und 40′ ziemlich gleich sind. Dadurch kann der Pegel für Anfangsermittlung ziemlich niedrig gewählt werden, und es wird ein Detektor mit hoher Empfindlichkeit erhalten.

Dies zeigt, daß ein Detektor hoher Empfindlichkeit, der nicht durch Nullphasensignale beeinflußt wird, selbst in einem System erhalten werden kann, bei dem ein Versorgungsleitungs- Trägersystem mit niederfrequenten Signalen eingesetzt wird, wie ein Nullphasenträger-Übertragungssystem. Bei diesem wer den zum Herausgreifen der gegen Erde geteilten Spannungen (Fig. 5-7) Kondensatoren für jede Phase bei der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 5 verwendet, während eine Reihenschal tung eines Kondensators und eines einstellbaren Widerstandes für jede Phase bei den Ausführungsformen der Fig. 6 und 7 verwendet wird. Jedoch kann auch wie folgt vorgegangen wer den. Es wird eine Reihenschaltung von Kondensatoren für jede Phase verwendet und gleichzeitig wird ein einstellbarer Widerstand parallel zum erdungsseitigen Kondensator C einge setzt. Durch Anordnen des Kondensators C parallel zum Wider stand R kann die Anordnung so ausgebildet werden, daß sie als Reihenkondensatorschaltung für Hochfrequenzkomponenten und als C+R-Schaltung für relativ niedrige Frequenzkomponenten wirkt.

Der Aufbau eines Sensors, wie er entlang einer Versorgungs leitung verwendet wird, wurde anhand der Fig. 5-7 erläu tert. In den Fig. 6 und 7(b) werden die Hochpaß- und Band filter HPF bzw. BPF verwendet, um pulsförmige Komponenten auszusondern, wie sie in den Nullphasen-Spannungssignalen vorhanden sind. Die von diesen Filtern abgedeckten Frequenz bänder sind erforderlich, um andere Frequenzkomponenten aus zuschließen, die in der Umgebung der Versorgungsleitung be stehen. Störsignale elektromagnetischer Strahlung usw, wie sie um die Versorgungsleitung bestehen, dürfen nicht ermit telt werden, da gemäß der Erfindung sehr kleine Signale zu messen sind, die eine Verschlechterung begleiten.

Fig. 15(a) zeigt die Frequenzbänder, die gewöhnlich im Rund funk und bei der Nachrichtenübertragung verwendet werden. Es wird ein Bereich von etwa 300 kHz∼10 ¹⁴ Hz hierfür verwen det. Für die Erfindung ist es zum Unterscheiden der hier maß geblichen Signale von Störsignalen nicht von Vorteil, Fre quenzen im genannten Bereich zu untersuchen. Der Bereich oberhalb 10¹⁴ Hz kann verwendet werden, jedoch ist er nicht geeignet, wenn einfache Filter an den Versorgungsleitungen verwendet werden sollen. Daher sollte für die Praxis der Be reich unter 300 kHz verwendet werden. Dieser Bereich wird tatsächlich aber weiter eingeschränkt, wie in Fig. 15(b) veranschaulicht. In dieser Darstellung ist 200∼300 kHz ein Frequenzband, das als Träger für Schutzrelaisanordnungen von Versorgungsleitungsträgersystemen verwendet wird, weswegen das bei der Erfindung verwendete Frequenzband im Bereich un ter 200 kHz liegen sollte. Für die untere Grenze ist zu be achten, daß Störsignale in der Versorgungsleitung im Bereich unter 5 kHz zunehmen. Daher sollte das bei der Erfindung ver wendete Frequenzband im Bereich 5 kHz∼200 kHz liegen. Da der Verstärker hinter dem Filter nicht einfach hergestellt werden kann, wenn die Frequenz über 30 kHz liegt, ist es un ter Berücksichtigung dieser Tatsache wünschenswerter, den Bereich mit 5∼30 kHz zu wählen.

Unter Bezug auf die Fig. 7(a), (b) wurde erläutert, daß zwei Teilerschaltungen verwendet werden und bestimmt wird, in wel cher Zuleitung die Verschlechterung auftrat. Es ist aber er sichtlich, daß die Feststellung, in welcher Zuleitung zu den beiden Enden eines Schalters SW eine Verschlechterung auf tritt, auch dann erfolgen kann, wenn jeweils eine der Anord nungen gemäß der Fig. 5 oder 6 an einem der Enden des Schal ters SW angeordnet wird.

Die Detektoren 24 und 27 in den Fig. 7(a) bzw. (b) können A/D-Wandlung, ausgehend vom analogen Signal, vornehmen und die Daten mit Hilfe der Datenverarbeitungseinrichtung 25 speichern, oder sie können die Tatsache feststellen, daß ein vorgegebener Wert überschritten wurde und diese Tatsache als Trigger-(Start)-Signal zum Sichern von Verschlechterungsdaten nutzen.

Dies bedeutet, daß dann, wenn ein Verschlechterungssignal mit hoher Empfindlichkeit an irgendeiner Stelle der Schalter nahe einem dem Kraftwerk zugewandten Ende des Versorgungs systems festgestellt wird, es möglich ist, Daten sofort von jedem Sensor zu erfassen.

Fig. 8 veranschaulicht den Feststellungsalgorithmus in der Feststellungsanordnung 3 zum Feststellen der Verschlechte rungszone in der Versorgungsleitung aus den Daten, wie sie mit einem Verfahren sichergestellt wurden, wie es anhand der Fig. 5-7 erläutert wurde.

Entlang der Abszisse ist die Entfernung von Sensoren entlang einer Versorgungsleitung ausgehend von einem willkürlich gewählten Punkt aufgetragen. Die Ordinate betrifft Werte (Amplituden) von Daten, wie sie von verschiedenen Sensoren geliefert wurden.

Die Nullphasenspannung, die im wesentlichen aus Hochfrequenz komponenten besteht, die von einer Stelle mit verschlechter ten Eigenschaften geliefert wurden, breitet sich auf der Ver sorgungsleitung aus, die im Hochfrequenzbereich als LC-Schal tung verstanden werden kann; die Komponenten werden allmäh lich gedämpft. Aus Fig. 8 ist demgemäß ersichtlich, daß die Daten am Ort 10 des Sensors, der der Verschlechterungsstelle am nächsten liegt, maximalen Wert aufweisen, während die Werte von den Sensoren zu beiden Seiten der Leitung ausgehend vom Ort 10 niedrigere Werte aufweisen.

Das eben Ausgeführte gilt entsprechend für die Amplitude der Hochfrequenzkomponente (Fig. 5) wie auch für ihren Spitzen wert (Fig. 6).

Fig. 9 zeigt die Amplitude und die Schwächung von Hochfre quenzkomponenten für jedes Frequenzband; der Spitzenwert ist am Ort 10 nahe der Verschlechterungsstelle für Datengruppen eines beliebigen Frequenzbandes maximal. Je höher die Fre quenz ist, desto größer wird die Schwächung entlang der Ver sorgungsleitung, was entsprechend der Schwächung einer LC- Konstanten im Hochfrequenzbereich erfolgt. Daher werden die Daten im verhältnismäßig niedrigen Frequenzband V₀ (HF_L) all mählich mehr geschwächt als die Daten im hohen Frequenzband V₀ (HF_H) .

Fig. 10 veranschaulicht den Anteil von Hochfrequenzkomponen ten in Nullphasenspannungssignalen als Verschlechterungs signalen. Auf der Abszisse ist die Frequenz und auf der Ordi nate der Pegel aufgetragen.

Im allgemeinen sind drei Verschlechterungsmuster zu beachten, nämlich das Muster (a), gemäß dem jede Frequenz mit gleichem Ausmaß vorhanden ist, das Muster (b), in dem tiefe Frequenzen in erheblichem Ausmaß vorhanden sind und das Ausmaß mit zu nehmender Frequenz abnimmt, und das Muster (c), in dem der Anteil niedriger Frequenzen klein ist und der Anteil höherer Frequenzen mit zunehmender Frequenz zunimmt.

Zukünftig sind weitere Feldversuche und Experimente erfor derlich, um zu entscheiden, welche Muster genau welchem Fall der Verschlechterung oder welcher Anlagenkomponente ent sprechen.

Fig. 11 veranschaulicht konzeptweise Änderungen des Zusammen hangs zwischen Entfernung und Amplitude gemäß Fig. 9, wenn eine Verschlechterung nach einem der Muster (a), (b) und (c) auftrat, wobei die Verteilung für jeden der Fälle dargestellt ist. In allen Fällen weist für jedes Frequenzband der Daten wert an der Verschlechterungsstelle 10 sein Maximum auf. Da bei sind im Fall (a) die Maximalamplituden für alle drei Bänder im wesentlichen gleich; im Fall (b) werden sie mit ab nehmender Frequenz immer höher; und im Fall (c) werden sie umgekehrt mit zunehmender Frequenz immer höher.

Aus solcher Information kann durch die Feststellungseinrich tung 3 bestimmt werden, wo eine Verschlechterung auftrat und welcher Art dieselbe ist.

Der Verarbeitungsvorgang in der Feststellungseinrichtung 3 innerhalb der Hauptstationen 30 wird nun für denjenigen Fall erläutert, daß der Sensor ein solcher gemäß Fig. 5 ist, der Spitzenwerte erfaßt.

Die Feststellungseinrichtung 3, die die Versorgungsleitungen überwacht, steht in Verbindung mit allen spitzenwertdetektie renden Sensoren 1 entlang der Versorgungsleitung in Fig. 5 zu willkürlichen oder festgelegten Zeitpunkten, sammelt die Spitzenwerte der Hochfrequenzkomponenten in den Nullphasen signalen von jedem Sensor und bestimmt die sich verschlech ternde Zone entlang der Versorgungsleitung.

Fig. 12(a) zeigt schematisch die Verarbeitungsfolge in der Feststellungseinrichtung 3. Sie kommuniziert sequentiell mit den Sensoren 1-N in den verschiedenen Orten zwischen dem Ausgang des Unter-Kraftwerks und dem Ende der Versorgungslei tung, um die Spitzenwerte V_0H der Hochfrequenzkomponenten in den Nullphasensignalen zu erfassen. Durch Erfassen der Ampli tuden der Spitzenwerte der Hochfrequenzkomponenten V_OH in den Nullphasensignalen wird für die Signale von der Versor gungsleitung eine Verteilung erhalten, wie sie in Fig. 12(b) dargestellt ist. Liegt der Fall gemäß dem Beispiel dieser Zeichnung vor, wird aus dem Ergebnis geschlossen, daß eine Verschlechterung nahe dem Sensor 10 vorliegt, der den maxi malen Wert angezeigt hat. Nun wird der Verarbeitungsablauf in der Feststellungseinrichtung 3 erläutert, wie er erfolgt, wenn mehrere Frequenzkomponenten aus unterschiedlichen Fre quenzbändern durch Sensoren 1 erfaßt werden, wie einer in Fig. 6 dargestellt ist. Die Feststellungseinrichtung 3, die die Versorgungsleitungen überwacht, kommuniziert mit allen Sensoren an verschiedenen Orten entlang einer Versorgungslei tung zu willkürlichen oder festgegebenen Zeitpunkten, erfaßt die Komponenten höherer Harmonischer höherer Ordnung mit Nullphasensignal von jedem Sensor und bestimmt die Ver schlechterungszone entlang der Versorgungsleitung.

Der Verarbeitungsablauf in der Feststellungseinrichtung ist in Fig. 13(a) schematisch dargestellt. Die Einrichtung kom muniziert sequentiell mit den Sensoren 1-N, die an unter schiedlichen Orten zwischen dem Ausgang des Unter-Kraftwerks und dem Ende der Versorgungsleitung angeordnet sind, um Fre quenzkomponentendaten V_OfH für mehrere Bänder in den Null phasensignalen zu erfassen. Durch Erfassen der Situation der Amplitude von V_OfH entlang der Versorgungsleitung für das Signal für jedes Frequenzband, wie in Fig. 11 dargestellt, wird im Beispiel der Figur (Fig. 13(b)) bestimmt, daß ein Verschlechterungszustand nahe dem Sensor 10 besteht. Die Nullphasensignale hauptsächlich hoher Frequenzkomponenten, die am Verschlechterungsort aufgetreten sind, breiteten sich entlang der Versorgungsleitung aus, die als LC-Hochfrequenz kreis aufgefaßt wird, wodurch die Signale allmählich ge schwächt wurden. Das Ausmaß der Schwächung nimmt mit zuneh mender Ordnung zu, wodurch der Signalverlauf gemäß Fig. 13 (b) erhalten wird, d. h. zwei Arten von Komponenten V_OfH1 und V_OfH2 höherer Harmonischer werden erfaßt, was genaueres Bestimmen der Verschlechterungszone ermöglicht.

Wenn das Nullphasensignal selbst von jedem Punkt zur Fest stellungseinrichtung 3 übertragen wird, kann der Verschlech terungsort mit dem folgenden Verfahren wirkungsvoll bestimmt werden.

Die Feststellungseinrichtung 3, die die Versorgungsleitungen überwacht, vergleicht periodisch die Nullphasensignale in der Busleitung des Unter-Kraftwerks, an das eine Versorgungslei tung angeschlossen ist, mit den Nullphasensignalen vom Sen sor 4 und den Sensoren 1, 1′, 1′′, ..., die an voneinander ge trennten Orten der Versorgungsleitung angeordnet sind. Die Verschlechterungszone entlang der Versorgungsleitung wird mit Hilfe eines koinzident plötzlich auftretenden Differenzwertes bestimmt. Hierbei wird ausgenutzt, daß sich die Nullphasen signale hauptsächlich hoher Frequenzkomponenten, die am Ver schlechterungsort aufgetreten sind (es kann sich um die Am plitude des Spitzenwertes einer einzigen pulsförmigen Span nung V₀ handeln, jedoch erfolgt die folgende Erläuterung auf Grundlage von Hochfrequenzkomponenten) entlang der Versor gungsleitung ausbreiten, die als LC-Hochfrequenzschaltung aufgefaßt wird, wodurch die Signale allmählich geschwächt werden. Dementsprechend sind die meisten Hochfrequenzkompo nenten in den Nullphasensignalen vorhanden, wie sie vom Sen sor erfaßt werden, der dem Verschlechterungsort am nächsten ist. Durch Bilden der Differenz koinzidenter Nullphasensig nale von zwei Orten derselben Versorgungsleitung werden die Anteile der Hochfrequenzkomponenten als Momentanwerte erfaßt und aus der Verteilung der Amplitudenwerte läßt sich die Ver schlechterungszone bestimmen. Ein schematisches Beispiel für einen Verarbeitungsablauf in der Feststellungseinrichtung 3 hierfür ist in Fig. 14 dargestellt. Die Feststellungseinrich tung 3 legt einen Zeitpunkt T fest, zu dem der Verschlech terungszustand untersucht wird, und erfaßt und speichert zu diesem Zeitpunkt T die Nullphasensignale in der Busleitung des Unter-Kraftwerks. Anschließend werden die Amplituden der Nullphasensignale zum Zeitpunkt T durch Datenaustausch mit jedem Sensor erfaßt. Durch das vergleichende Subtrahieren der Amplituden der Nullphasensignale von der Busleitung des Unter-Kraftwerks und von den Sensoren werden die Differenzen zwischen den Amplituden der Hochfrequenzkomponenten bestimmt. Wie oben beschrieben, werden die Hochfrequenzkomponenten um so mehr geschwächt, je weiter entfernt der Verschlechterungs ort ist. Durch Ausführen der oben genannten Vergleichsabläufe für die Nullphasensignale von allen Sensoren ist es daher möglich, festzustellen, ob eine Verschlechterung vorliegt, und, falls ja, wo die Verschlechterungszone liegt. Hierzu wird die Vergleichsfunktion unter Nutzen der erfaßten Null phasensignale selbst ausgeführt. Daher werden zu übertragende Signale selbst dann überhaupt nicht beeinflußt, wenn das Übertragen über eine Hochspannungsleitung mit einem Null phasenspannungssignal (z. B. in einem Nullphasen-Trägerüber tragungssystem) erfolgt, da die zu subtrahierenden Übertra gungssignale niedere Frequenzen aufweisen.

Die Feststellungseinrichtung 3, die die Verschlechterungs zone mit Hilfe der Nullphasensignale von den Sensoren an un terschiedlichen Orten entlang der Versorgungsleitung fest stellt, wurde unter Bezugnahme auf die Fig. 12-14 erläu tert. Diese Feststellungseinrichtung 3 gibt die Daten für eine festgestellte Verschlechterungszone so oft aus, wie die se Daten auf Grundlage der Information bestimmt werden, wie sie von jedem Sensor dauernd oder zu vorgegebenen Zeitpunkten erfaßt werden. Als Ausgabemedien in der Hauptstation gemäß den Fig. 1(b), (c) dient eine Floppy-Disk 43, ein Drucker 34, ein Bildschirm (Kathodenstrahlröhre) 35, eine Lampen anzeige (Versorgungssystempanel) 42 usw. zur Ausgabe. Die Ausgabe wird in der Feststellungseinrichtung gespeichert, zusammen mit den Zeitpunkten und Feststellungen oder anderer nützlicher Informationen. Auch derartige Informationen wer den mit Ablauf der vorgenannten Ausgabeverarbeitung ausgege ben.

Signale entstehen nicht nur in Form des vorstehend beschrie benen, vorankündigenden Signals, sondern auch dann, wenn z. B. Schutzeinrichtungen für eine Versorgungsleitung, wie ein Unterbrecher, betätigt werden. Störsignale treten auch z. B. durch Blitze auf. Es kann daher zu Fehlbestimmungen einer Verschlechterungszone kommen. Aus diesem Grund werden auch andere nützliche Information ausgegeben, wie z. B.

1) das Wetter zum Zeitpunkt der Feststellung (z. B. Gewit ter, Taifun usw.),
2) die Zone wird ein - einige Male kurzzeitig festgestellt und dann für längere Zeit nicht mehr festgestellt,
3) die festgestellte Verschlechterungszone bewegt sich (was durch Störsignale von Kraftfahrzeugen verursacht sein kann) usw.

Durch derartige Informationen kann eine Bedienperson leicht feststellen, ob tatsächlich eine Verschlechterung vorliegt oder nicht.

Für den Fall, daß "das Auftreten von Fehlern mehrere Male in deutlichen Abständen in der Nähe desselben Ortes gefunden" wurde, ist es einfach, künstlich festzustellen, daß eine Ver schlechterung in der Versorgungsleitung aufgetreten ist; das Überwachungsergebnis wird ausgegeben, was erforderlich ist, um eine Verschlechterungszone festzustellen. Es gehört zum Ausführungsbeispiel der Erfindung, Bedingungen hinzuzufügen, z. B. ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn dieselbe Zone N-mal festgestellt wird, d. h. wenn die Zone mehr als einmal festgestellt wird.

Durch Registrieren der Eigenschaften jedes Teils einer Ver sorgungsleitung in der Feststellungseinrichtung 3 kann die Datenausgabe mit den vorstehend genannten nützlichen Informa tionen ergänzt werden. Folgende Ausgaben können z. B. zur Anzeige auf der Kathodenstrahlröhre 41 oder einem anderen Ausgabemedium hinzugefügt werden, um das Feststellen einer Verschlechterung durch die Bedienperson zu unterstützen:

a) es können Bereiche angezeigt werden, in denen ein Be rühren mit Bäumen erfolgen kann,
b) Bereiche, die durch Salz stark geschädigt sind, können angezeigt werden,
c) die Versorgungsausrüstung (Mast-Transformatoren, Mast- Schalter, Unterbrecher, usw.) ,
d) die Abmessungen von Versorgungsleitungen,
e) Vorfälle mit Erdungsdefekten, die bereits aufgetreten sind, usw.

Diese Art von Informationen kann bei zukünftigen Ausführungs formen der Erfindung auf einfache Art und Weise automatisch in der Feststellungseinrichtung genutzt werden.

Weiter ist zu beachten, daß die Erfindung nicht darauf be grenzt ist, eine sich ankündigende Verschlechterung festzu stellen und den Bereich hierfür zu bestimmen und auszugeben, sondern daß sie auch anschließend auf Grundlage des Ergebnis ses auf das Betreiben der Versorgungsleitungen Einfluß neh men kann, wie sie z. B. von der Hauptstation 30 vorgenommen wird.

Eine der Möglichkeiten besteht darin, den normalerweise offe nen Punkt in einer Versorgungsleitung in die Nachbarschaft eines festgestellten Verschlechterungsortes zu verlegen. Da durch kann der festgestellte Verschlechterungspunkt genauer bestimmt werden und der Bereich der Unterbrechung in einer Versorgungsleitung aufgrund des Schaltens eines Unterbrechers kann verringert werden, wenn der Erdungsdefektvorfall auf trat, bevor der verschlechterte Bereich repariert wird.

Fig. 16 zeigt eine gewöhnliche Versorgungsleitung, bei der Schalter SW1-SW12 von einer Busleitung B₁ und Schalter SW20-SW30 von einer Busleitung B₂ versorgt werden. Der nor malerweise offene Punkt ist der Schalter SWO, der die Speise leitung F₁ (von der Busleitung B₁) von der Speiseleitung F₂ (von der Busleitung B₂) trennt. Hier ist angenommen, daß die Schalter SW Schutzfunktion haben und ein Sensor zu jedem Schalter der Anordnung gehört. Die Entfernung zwischen den Schaltern beträgt etwa 1∼3 km. Zwischen diesen Schaltern ist zusätzlich eine große Anzahl von Handschaltern vorhan den. Selbst wenn von einem Signal vom Sensor am Schalter SW10 festgestellt werden könnte, daß ein winziger Erdungsdefekt von diesem Ort gemeldet wird, wäre es erforderlich, den Be reich um diesen Ort abzusuchen, um die genaue Stelle aufzu finden. Die Stelle könnte zwischen den Schaltern SW9 und SW11 liegen. Wenn nun der normalerweise offene Punkt auf den Schalter SW10 gelegt wird (SW0 wurde geschlossen und SW10 wurde geöffnet) und angenommen wird, daß der Maximalwert beim nächsten Pulssignal vom winzigen Erdungsdefekt am Schalter SW9 beobachtet wurde, steht fest, daß der Fehler zwischen den Schaltern SW10 und SW9 (diese Schalter nicht beinhaltend) liegt. Dadurch ist der Vermutungsbereich für die Verschlech terung eingeengt. Auch selbst dann, wenn ein Erdungsdefekt direkt danach auftrat, kann eine Serviceunterbrechung zwi schen SW10 und SW0 verhindert werden. Wenn dann der Ver schlechterungsbereich auf die genannte Art und Weise spezifi ziert wurde, ist es von Vorteil, alle Versorgungsleitungen und/oder verschiedene Versorgungseinrichtungen in diesem Be reich zu ersetzen. Dabei führt das Umschalten des normaler weise offenen Punktes (Schließen des Schalters am gerade nor malerweise offenen Punkt und Öffnen des Schalters nahe dem Sensor 10) zum zeitweisen Einführen einer Schleife in das Versorgungssystem, was es erforderlich macht, die Schleifen bildung zum Zwecke des Schutzes auf möglichst kurze Zeit zu begrenzen. Als konkrete Maßnahmen bestehen die folgenden:

1) Stationieren von Bedienpersonen am gerade normalerweise offenen Punkt und an einem Ort nahe dem Sensor 10, wo jeweils Schalter angeordnet sind, und schnelles Ausführen von "Durch schalten des normalerweise offenen Punktes" und "Öffnen des Schalters nahe dem Sensor 10", während die Bedienpersonen sich mit Funk über diese Maßnahmen verständigen,
2) Schalten des normalerweise offenen Punktes von der Be dienzentrale (der Hauptstation mit Fernsteuerung) aus, falls die Steuerung von Schaltern so ausgebildet ist, daß sie auf Fernsteuerung anspricht (sei es in einem Kabelsystem oder in einem Trägersystem). Diese Funktionen werden jedoch für die aktuelle Zeit von den Bedienpersonen ausgeführt. Dies, weil das Umschalten des normalerweise offenen Punktes zu einer Änderung in der Betriebssituation des Systems führt und auf Grundlage erfaßter Daten für die Situation des Laststroms in jedem Teil der Versorgungsleitung erfolgen muß, wobei noch zu beachten ist, ob die Last schwankt oder nicht. Wenn ein System so aufgebaut ist, daß alle Schalter ferngesteuert wer den können, wie dies in einem automatischen Versorgungssystem der Fall ist, und das über Daten zu zugeordneter Last, viel seitige Verarbeitung von Lastdaten, Einzellastplanung usw. verfügt, kann der Ablauf mit Hilfe der erzeugten Daten auch automatisch erfolgen. Das Reduzieren der Zeitspanne des Ver sorgungsablaufs mit der Schleife beim Umschalten des norma lerweise offenen Punktes hat nichts mit dem Grundgedanken der Erfindung zu tun. Daher wird hier nichts weiter ausgeführt, als daß nochmals darauf hingewiesen wird, daß die Erfindung in Zusammenhang mit einem solchen Vorgang von Vorteil ist.

Die vorstehenden Erläuterungen wurden ausgehend von Null phasenspannungen als Beispiel für Nullphasensignale gemacht. Es können jedoch auch ohne weiteres entsprechend Nullphasen ströme verwendet werden.

Mit der Erfindung ist es möglich, eine Verschlechterungszone zu spezifizieren, da Sensoren Änderungen in Hochfrequenzkom ponenten in Nullphasensignalen feststellen, wie sie durch Verschlechterung erzeugt werden, und da die Information von den Sensoren durch eine Feststellungseinrichtung erfaßt und verarbeitet wird. Bei bekannten Einrichtungen gingen Bedien personen die Versorgungsleitungen direkt nach dem Auftreten eines Systemfehlers ab und suchten vom Boden aus nach dem Fehlerpunkt. Dies erforderte viel Zeit und führte damit zu hohen Kosten. Demgegenüber führt das mit der erfindungsgemä ßen Einrichtung ausführbare Verfahren zu folgenden Effekten:

1) Verschlechterungsphänomene werden bereits festgestellt, bevor ein Fehler auftritt,
2) eine Verschlechterungszone wird spezifiziert, so daß sich verschlechternde Bereiche und Anlagenelemente repariert werden können, bevor ein Ausfall auftritt,
3) selbst im Fall eines plötzlichen Ausfalls kann der aus fallende Ort spezifiziert werden, was zum Verbessern des Wir kungsgrades beim Reparieren und zum Verhindern des Wieder auftretens eines Ausfalls beiträgt.

Weiter besteht der Vorteil, daß die Abläufe nicht durch un terschiedliche Lasten beeinflußt werden, da plötzliche Ände rungen in Hochfrequenzkomponenten von Nullphasensignalen überwacht werden. Daher kann die Einrichtung als systemunab hängig vom Signalübertragungssystem eingesetzt werden, wie es bei einem Hochspannungs-Trägersystem genutzt wird.

Claims

1. Einrichtung zum Feststellen des Ortes sich verschlech ternder Eigenschaften einer Kraftleitung, gekennzeichnet durch:
mehrere Sensoren (1, 1′, 1′′, ...), die an mehreren Orten der Leitung angeordnet sind und dort Nullphasensignale fest stellen und in den Nullphasensignalen enthaltene Pulssignale erfassen, und
eine Feststellungseinrichtung (3), die eine Verschlechte rung für die Nähe desjenigen Ortes feststellt, an dem derje nige der Vielzahl von Sensoren angeordnet ist, der den maxi malen Wert des Pulssignals angezeigt hat.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Signalübertragungseinrichtung (2) zwischen den mehreren Sen soren (1, 1′, 1′′,...) und der Feststellungseinrichtung (3), zum Übertragen der von den mehreren Sensoren gemessenen Puls signale.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Sensoren (1, 1′, 1′′,...) die Amplitude des Signals einer hohen, besonderen Frequenz in den Nullphasensignalen an der Vielzahl von Orten erfassen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere Frequenz im Bereich zwischen 5 kHz und 200 kHz liegt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sensoren (1, 1′, 1′′,...) zum Messen der Nullphasensignale in einer Kraftleitung mit drei Phasen eine Serienschaltung aus einem Kondensator (C₁) und einem Wider stand (R) zwischen jeder Phase und Erde und einen Anschluß zwischem dem Kondensator und dem Widerstand zum Abgreifen der Signale aufweisen.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge kennzeichnet,
daß Schalter (SW) in der Nähe der Vielzahl der Sensoren (1, 1′, 1′′,...) angeordnet sind,
daß die Feststellungseinrichtung (3) eine Einrichtung zum Spezifizieren und Ausgeben der Verschlechterungsstelle der Leitung auf der Grundlage der Amplitude der mehreren puls förmigen Signale sowie eine Einrichtung zum Erzeugen von Be diensignalen für die Schalter über die Signalübertragungsein richtung (2) aufweist, und
daß die Vielzahl der Sensoren eine Einrichtung zum Be dienen der Schalter auf das jeweils erhaltene Bediensignal hin aufweist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekenn zeichnet durch die Ausgabe sich verschlechternder Eigenschaf ten der Leitung oder des Ortes der Verschlechterung aufgrund der Pulssignale in den Nullphasensignalen, wie sie in der Lei tung beobachtet werden, und außerdem anderer Information zu den Ursachen des Auftretens der Pulssignale.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Amplitude der Pulssignale in den Null phasensignalen für eine Mehrzahl von Punkten entlang der Lei tung überwacht wird, ein Schalter (SW10) nahe einer Stelle mit sich verschlechternden Eigenschaften geöffnet wird, wenn eine solche Stelle aufgrund der Amplitude festgestellt wird, und Spannung den Leitungen (F₁, F₂) an beiden Enden, die durch den Schalter voneinander getrennt sind, zugeführt wird.

9. Vorrichtung zum Feststellen des Ortes sich verschlech ternder Eigenschaften einer Kraftleitung, gekennzeichnet durch einen Ersatz der Leitung und der elektrischen Einrichtung in der Nähe der Stelle sich verschlechternder Eigenschaften, wenn die Position aufgrund von Pulssignalen in den Nullphasen signalen auf der Kraftleitung an einer Vielzahl von Punkten bestimmt worden ist.