DE602004012237T2 - Verfahren zur präzisen bestimmung der position eines fehlers in einem elektrischen übertragungssystem - Google Patents

Verfahren zur präzisen bestimmung der position eines fehlers in einem elektrischen übertragungssystem Download PDF

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die offenbarte Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Identifizieren von Fehlern in einem elektrischen Übertragungssystem und insbesondere ein Verfahren zum präzisen Bestimmen der Stelle eines Fehlers in einer elektrischen Übertragungsleitung durch Detektieren und Überwachen von Hochfrequenzenergiestößen, die durch Fehler erzeugt werden, und auch durch Verwenden eines Systems aus Hochfrequenz-Sender- und -Empfänger-Kombinationen zum Überwachen und Detektieren von Hochfrequenzenergiestößen, die durch die Sender erzeugt werden, wobei das System einen Speicher zum Speichern von Hochfrequenzdaten vor und nach einem detektierten Fehler und eine Algorithmusfähigkeit zum Analysieren der gespeicherten Daten enthält.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Ein häufiges Ereignis in der Stromverteilerbranche ist eine Lichtbogen- oder elektrische Entladung in dem Übertragungs- und Verteilungsnetz. Solche Fehler werden üblicherweise durch Dinge wie zum Beispiel Isolierungsbruch, physische Schäden an der Übertragungsleitung, Eindringen von Feuchtigkeit usw. oder eine Kombination davon verursacht, und es ist anzumerken, dass die Charakteristika eines Lichtbogen- oder Entladungsfehlers weit gefächert sind. Zum Beispiel kann sich ein Fehler als ein Ereignis eines relativ hochohmigen Übergangszustands, das nur Mikrosekunden andauert, oder als ein niedrigohmiger Dauerfehler, der schließlich zu einem Ausschalten von Netzschutzeinrichtungen (zum Beispiel einer Sicherung oder eines Leistungsschutzschalters oder Auslösen eines Schutzschaltrelais) führt, manifestieren.
  • Es versteht sich, dass selbst kleinere Ereignisse einer Übergangsentladung in Kabeln schließlich zu schwerwiegenderen Problemen führen können, weil aufeinanderfolgende Entladungsereignisse die Qualität des Kabels beeinträchtigen. Eine frühzeitige Detektion und Ortung von vorübergehenden Fehlerereignissen mit anschließender Korrektur kann darum zu wirtschaftlichen Nutzeffekten, wie zum Beispiel einer höheren Netz-Gesamtqualität und Kundenzufriedenheit, führen, weil es weniger Stromausfälle gibt.
  • Für die hier offenbarte Erfindung ist von Bedeutung, dass ein stetes Merkmal eines Lichtbogen- oder Entladungsfehlerereignisses darin besteht, dass zum Zeitpunkt der Entladung ein elektrischer Energie- oder Rauschimpuls erzeugt wird, der Hochfrequenzkomponenten umfasst. Und es ist ebenfalls wichtig zu verstehen, dass sich Spannungs- und/oder Stromwellenformen, die durch das Lichtbogen- oder Entladungsfehlerereignis erzeugt werden, in dem Übertragungssystem von der Fehlerstelle aus in beide Richtungen ausbreiten. Dieses Phänomen ist in einer Reihe von Patenten offenbart worden. Zum Beispiel offenbaren Biskeborn, US-Patent Nr. 2,493,800, 1950, Weintraub, US-Patent Nr. 2,717,992 , 1955, Biskip, US-Patent Nr. 3,462,681 , 1969, Fehlerortungssysteme, die:
    die elektrische Welle detektieren, die mit einer Entladung, einer Teilentladung, einem Lichtbogenfehler oder einem Blitzeinschlag verbunden ist und die sich zu jedem Ende des Kabels oder des Übertragungssystems von dem Fehlerpunkt aus ausbreitet;
    Zeitdaten erfassen, die mit der Wanderwelle verbunden sind, die durch den Fehler oder das Ereignis verursacht wurde und die einen Sensor oder Kopplungspunkt an jedem Ende des Übertragungssystems passiert;
    die Entfernung zum Fehler berechnen, indem sie zentral die Zeitverzögerungsdaten über eine HF-Kommunikationsstrecke oder eine sonstige Datenübertragungsstrecke verarbeiten.
  • Diese Patente beschreiben Systeme zur Anwendung auf Hochspannungsfreileitungen und nehmen eine Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wanderwelle an.
  • Das Patent '800 an Biskeborn beschreibt eine Anwendung auf kürzere Kabellängen, aber erfordert den Zugang zu jedem Ende des Kabels an einem gemeinsamen Punkt.
  • Das US-Patent Nr. 3,609,533 , 1971, an Pardis beschreibt ein Fehlerortungssystem, das einen energiereichen Impuls verwendet, der über das zu testende Netzwerk übertragen wird, um als eine Referenz für Zeit- und/oder Verzögerungsmessungen zum Bestimmen der Entfernung zum Fehler zu dienen (anstelle der Verwendung einer HF-Strecke oder sonstiger Übertragungsmedien). Das Patent '533:
    wird allgemein auf Hochspannungsfreileitungen angewendet;
    ist allgemein für massive Isolierungsbrüche oder schweren Blitzeinschlag ausgelegt und bietet eine Genauigkeit von 500 bis 1.000 Fuß; und
    nimmt allgemein eine Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wanderwelle an.
  • Ein Patent an Maureira, US-Patent Nr. 5,416,418 , 1995, beschreibt die Anwendung in Verteilerkabeln mit niedrigerer Spannung, (d. h. 6 kV bis 33 kV) und konzentriert sich auf Teilentladungsereignisse unter Verwendung einer Impulsübertragungstechnik als ein Referenz-/Zeitnahmesignal. Die allgemeinen Merkmale der Erfindung von Maureira sind:
    sie ist zur Anwendung auf kürzere Energieverteilungsnetze als das System des Patents '533 an Pardis gedacht;
    sie detektiert viel kleinere Teilentladungs- oder Koronaentladungsfehler, (Teilentladungsfehler sind periodische Koronaentladungsereignisse ohne Sprungvollausfall), die nicht unbedingt Leistungsschutzschalter auslösen oder das Kabel zerstören, aber die Qualität des Kabels im Lauf der Zeit verschlechtern;
    sie erfordert die Isolierung des Kabels ab dem Verteilernetz;
    sie erfordert eine Hochspannungsquelle zum Belasten des Kabels in eine Teilentladungsaktivität; und
    sie nimmt eine Ausbreitungsgeschwindigkeit an oder verwendet eine VOP, die während der Testeinrichtung festgelegt wird.
  • In Anbetracht früherer Offenbarungen und des wirtschaftlichen Nutzeffekts in Verbindung mit dem Orten von Fehlern in einer proaktiven Weise ist es offensichtlich, dass ein klarer kommerzieller Vorteil aus der Anwendung neuer Techniken resultieren kann, die kostengünstige, genaue Fehlerlokalisierungsverfahren und -vorrichtungen bereitstellen, wodurch Verbesserungen im Vergleich zu früher offenbarten Systemen realisiert werden. Zu den Merkmalen eines Verfahrens und einer Vorrichtung, wie sie in dieser Spezifikation offenbart sind, gehören:
    sie überwacht und speichert das festgestellte Phänomen einer Wanderwelle, die von einem Lichtbogen- oder Entladungsfehler ausgeht, im Zeitbereich;
    sie koordiniert die Überwachungserfindung(en) in einer Weise, die verhältnismetrische Zeit-zu-Entfernung-Berech nungen im Verhältnis zu einer bekannten Entfernung zwischen den Überwachungssystemen auf der Grundlage von Wanderwellenzeitverzögerungsmessungen und Auslösesignalen gestattet;
    sie verbessert die Erfindungen von Biskeborn, Weintraub, Biskip und Pardis durch Ermöglichen genauerer, höher-auflösender Zeitnahmemessungen, die wiederum die Genauigkeit von Entfernung-zum-Fehler-Berechnungen erhöhen;
    sie verbessert die Erfindung von Maureira, indem sie es gestattet, dass das Übertragungssystem zur Fehlerortung in Betrieb bleibt;
    im Gegensatz zu dem System des Patents '418 an Maureira ist es nicht notwendig, dass eine externe Hochspannung (eine andere als die, die bereits in dem Verteilersystem anliegt) angelegt wird, um das Übertragungssystem genügend zu belasten, um eine Entladung hervorzurufen.
  • Ein Patent an Bjorklund, 5,903,155, beschreibt den gleichen grundlegenden Prozess, den Biskeborn, Weintraub, Biskip, Pardis und Maureira verwenden, und zwar:
    Detektieren der durch einen Fehler erzeugten Wanderwelle durch mindestens zwei Empfänger an jedem Ende des Übertragungssystems;
    Synchronisieren des Zeitpunktes des Wanderwellenempfangs mittels eines Verfahrens, so dass Entfernung-zum-Fehler-Berechnungen vorgenommen werden können.
  • Die konkreten Ansprüche des Bjorklund-Patents sind:
    es spezifiziert ein in den Ansprüchen Hochspannungs-Gleichspannungs-Übertragungssystems;
    es verwendet synchrone Takte in jedem Empfänger; und
    es detektiert Strom in Verbindung mit der Wanderwelle unter Verwendung eines Gleichspannungstransformators und einer Rogowski-(Wechselstrom)-Spule. Frühere Patente detektieren ebenfalls den Strom.
  • Ein Patent an Wright und Mitarbeiter, 4,499,417, beschreibt ein einseitiges System, das die durch den Fehler hervorgerufenen Störungen und anschließende Reflexionen verwendet. Zusammenfassend ausgedrückt:
    es detektiert das erste Auftreten einer durch einen Fehler hervorgerufenen Störung in entweder Spannung oder Strom;
    es identifiziert und markiert dieses konkrete Ereignis unter Verwendung von entweder Spannungs- oder Stromkennlinien;
    es fährt fort, die Übertragungsleitung zu analysieren, und vergleicht dabei anschließende Ereignisse mit dem ersten unter Verwendung der oben beschriebenen Kennlinien oder vorhergesagter Kennlinien auf der Grundlage der Kenntnis der Übertragungsleitung;
    es misst die Zeit, die die Störung braucht, um sich von der ursprünglichen Charakterisierung auszubreiten, sich zu dem Fehler zu bewegen und als eine Reflexion zurückzukehren;
    es ermittelt die Entfernung zum Fehler auf der Grundlage von Zeitmessungsdaten; und
    Entfernung-zum-Fehler-Berechnungen basieren auf einer Signalausbreitungsgeschwindigkeitskonstante, die anhand des Typs der Übertragungsleitung ermittelt wird.
  • Ein Patent an Bunch, 4,570,231, beschreibt den gleichen grundlegenden Prozess, den Biskeborn, Weintraub, Biskip, Pardis und Maureira verwenden, und zwar:
    es detektiert die durch einen Fehler erzeugte Wanderwelle durch mindestens zwei Empfänger an jedem Ende des Übertragungssystems;
    es synchronisiert die Zeitpunkte des Wanderwellenempfangs mittels eines Verfahrens, so dass Entfernung-zum-Fehler-Berechnungen vorgenommen werden können.
  • Die konkreten Ansprüche des Bunch-Patents sind:
    es umfasst einen Fehlerfinder zum Lokalisieren von Fehlern in einer Hochspannungsübertragungsleitung;
    es ermöglicht eine verbesserte Filterung zum Zurückweisen von Hintergrundrauschen, um einen Fehler leichter identifizieren zu können;
    es synchronisiert Zeitverzögerungsmessungen unter Verwendung einer herkömmlichen Modemkommunikationsstrecke zwischen den zwei Empfangsstationen.
  • Ein Patent an Burnett, 5,243,294, offenbart ein komplexes System zum Bestimmen der Wahrscheinlichkeit einer physischen Anomalie in einer länglichen, elektrisch leitfähigen Anlage, wie zum Beispiel einer Öl- oder Gasleitung. Die Technik basiert auf dem Senden zweier Impulse von jedem Ende des zu beurteilenden physischen Körpers. Des Weiteren synchronisiert es die zwei Impulsgeneratoren an jedem Ende des physischen Körpers, so dass der Punkt des Aufeinandertreffens der zwei Impulse, die sich von jedem Ende heranbewegen, vorhergesagt werden kann;
    es tastet den Punkt des Aufeinandertreffens der Impulse entlang des physischen Körpers ab; und
    es beurteilt die Kennlinie des Aufeinandertreffens der Wellen zum Ermitteln der Wahrscheinlichkeit einer physischen Anomalie.
  • Ein Patent an Bellis und Mitarbeiter, 4,491,782, beschreibt eine Verbesserung der Zeitbereichsreflektometrie, auch als Impulsecho bekannt. Dieses Patent richtet sich auf instabile, vorübergehende Fehler sowie stabile Fehler in stromführenden Elektrokabeln. Es offenbart:
    Des Weiteren ist eine TDR-Technik für Stromübertragungsleitungen durch Folgendes gekennzeichnet:
    sie verwendet Strom- oder Spannungssensoren zum Ermitteln, ob ein Fehler vorliegt;
    sie speichert eine Reihe von TDR-Wellenformen vor dem Fehler und nach dem Fehler; und
    sie vergleicht die einwandfreien TDR-Wellenformen mit den fehlerhaften TDR-Wellenformen, um das Erkennen der Fehlerstelle zu unterstützen.
  • Ein Patent an Walsh, 5,382,910, beschreibt eine Verbesserung der Zeitbereichsreflektometrie durch Auslöschen des blinden Punktes oder der Totzone, der bzw. die jedem TDR-System eigen ist, während der Übertragung des Testimpulses.
  • Ein Patent an Oberg und Mitarbeiter, 5,751,149, beschreibt eine Verbesserung der Zeitbereichsreflektometrie durch Implementieren eines Sendeimpulses mit einer sehr hohen und einstellbaren Frequenz, um es zu ermöglichen, dass frequenzempfindliche Fehler besser für die TDR sichtbar sind.
  • Ein Patent an Westwood, 5,514,965, beschreibt eine Verbesserung der Zeitbereichsreflektometrie durch Verwendung neuer Techniken, und zwar eines digitalen programmierbaren Verzögerungsgenerators als eine TDR-Zeitbasis zum Verbessern der Auflösung von Fehlerreflexionen.
  • Des Weiteren kann es in einigen Fällen, wie zum Beispiel dann, wenn eine Niederspannung an Wohnhäuser und Industriebetriebe verteilt wird, für die öffentliche Sicherheit gefährlich sein, irgendeine Form von Hochspannung anzulegen. Außerdem ist es wünschenswert, dass die Kunden weiter mit Strom versorgt werden können, während ein System getestet wird. Vor diesem Hintergrund ist anzumerken, dass die hier offenbarte Erfindung das verteilte Wechselstromsignal als die Quelle ihres Signals verwendet (meine Betonung). Dies verbessert den Lösungsansatz des Patents '418 an Maureira (der sogar einen Fehler an einer zuvor nicht fehlerhaften Stelle erzeugen kann), indem das Übertragungssystem nicht weiter mit einer Hochspannungsquelle beschädigt wird. Die hier offenbarte Erfindung ermittelt auch eine Ausbreitungsgeschwindigkeit, die für Entfernungsberechnungen verwendet wird, in einem Moment unmittelbar vor dem Auftreten eines Fehlers, wodurch die Genauigkeit verbessert wird, weil sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit je nach Kabeltyp, Alter, Zeit, Strombelastung und Umgebungstemperatur ändern kann. Die hier offenbarte Erfindung initiiert des Weiteren die Speicherung von Daten des erfindungsgemäßen Systems vor einem Fehler anstatt nach einem Fehler. Dies ist von Vorteil, weil, wenn ein Fehler schwerwiegend genug ist, um einen vollständigen Offenkreis oder Kurzschluss zu erzeugen, kein Auslösesignalweg existiert.
  • An diesem Punkt wird offenbart, dass die vorliegende Erfindung alle zuvor zitierten Schriften des Standes der Technik verbessert, indem sie den Betrieb des erfindungsgemäßen Systems vor einem Fehler anstatt nach einem Fehler initiiert. Dies ist von Bedeutung, da die Ausbreitungsgeschwindigkeit durch die Wechselstrombelastung im Lauf der Zeit und durch Fehlerstrom beeinflusst werden kann. Des Weiteren stellt die hier offenbarte Erfindung ein Auslösesignal in Form eines kohärenten Spektrums bereit, das gefiltert und verstärkt werden kann, um die Auflösung und/oder die Rauschimmunität zu erhöhen.
  • Auch angesichts des Standes der Technik besteht nach wie vor Bedarf an Systemen, die ein Detektieren und Identifizieren der Stelle von Fehlern in Strom- und/oder Signalübertragungssystemen mit verbesserter Genauigkeit ermöglichen.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die hier offenbarte Erfindung ist vor allem ein Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers in einer Signal- und/oder Elektrizitätsübertragungsleitung. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
    • a) Bereitstellen einer elektrischen Signal- und/oder Energieübertragungsleitung und funktionales Implementieren mindestens eines ersten und eines zweiten Sender-/Empfänger-Mittels zum Erzeugen und Empfangen von Hochfrequenzsignalstößen auf der Leitung, wobei das erste und das zweite Sender-/Empfänger-Mittel voneinander um eine bekannte räumliche Entfernung entlang der elektrischen Signal- und/oder Energieübertragungsleitung getrennt sind; und
    • b) Bereitstellen eines Mittels zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten, die sowohl durch das erste als auch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet und empfangen werden, als eine Funktion der Zeit.
  • Das Verfahren umfasst des Weiteren das Wiederholen des Schrittes c, bis ein unerwarteter Hochfrequenzsignalstoß, der weder durch das erste noch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet wurde, sowohl durch das erste als auch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel empfangen wird, wobei der Schritt c folgender ist:
    • c) während des Speicherns von Hochfrequenzsignaldaten, die das Aussenden und Empfangen von Hochfrequenzsignalen, die sowohl durch das erste als auch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel gesendet und empfangen wurden, dokumentieren: bei Empfang eines erneut stattfindenden auslösenden Ereignisses, das durch das erste Sender-/Empfänger-Mittel detektiert wurde, Bewirken, dass das erste Sender-/Empfänger-Mittel einen Hochfrequenzsignalstoß erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des zweiten Sender-/Empfänger-Mittels ausbreitet, wobei der Hochfrequenzsignalstoß durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel empfangen wird; und mindestens eine Auswahl aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: bei Empfang des erneut stattfindenden auslösenden Ereignisses, das durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel detektiert wurde, Bewirken, dass das zweite Sender-/Empfänger-Mittel einen Hochfrequenzsignalstoß erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des ersten Sender-/Empfänger-Mittels ausbreitet, wobei der Hochfrequenzsignalstoß durch das erste Sender-/Empfänger-Mittel empfangen wird; und nach dem Detektieren eines Signals von dem ersten Sender-/Empfänger-Mittel nach einiger Zeit: Bewirken, dass das zweite Sender-/Empfänger-Mittel einen Hochfrequenzsignalstoß erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des ersten Sender-/Empfänger-Mittels ausbreitet, wobei der Hochfrequenzsignalstoß durch das erste Sender-/Empfänger-Mittel empfangen wird.
  • (Es ist zu beachten, dass die erzeugten und ausgesendeten Hochfrequenzsignale in der Regel ununterbrochen in ein Schieberegisterspeichermittel zum Speichern von Hochfrequenzsignalen eingespeist und dort gespeichert werden, wobei dieser Schieberegisterspeicher Daten herausschiebt, wenn neue Daten eingespeist werden).
  • Das Verfahren umfasst des Weiteren folgenden Schritt:
    • d) bei Detektion eines unerwarteten Hochfrequenzsignalstoßes, der weder durch das erste noch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel erzeugt wurde, Bewirken, dass mindestens ausgesendete und empfangene Hochfrequenzsignaldaten, die in Schritt c erzeugt wurden und dem letzten Auftreten des erneut stattfindenden auslösenden Ereignisses entsprechen, und von Daten, die das unerwartete Hochfrequenzsignal dokumentieren, in dem Mittel zum Speichern von Hochfrequenzdaten als Funktionen der Zeit fixiert werden.
  • Nachdem Daten, die zu einem unerwarteten Hochfrequenzsignal gehören, erhalten wurden, wird Schritt e ausgeführt, wobei dieser Schritt folgender ist:
    • e) unter Verwendung von Daten, die in dem Mittel zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten gespeichert wurden, Entwickeln und Ausrichten eines ersten und eines zweiten effektiven Hochfrequenzdatendiagramms im Verhältnis zur Zeit, die dem ersten bzw. dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel entsprechen, dergestalt, dass bewirkt wird, dass: ein Zeitunterschied zwischen der Auslösung des Hochfrequenzsignalstoßes von dem ersten Sender-/Empfänger-Mittel in dem ersten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit und dem Empfang des Hochfrequenzsignalstoßes durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel in dem zweiten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit gleich einem Zeitunterschied zwischen der Auslösung des Hochfrequenzsignalstoßes von dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel in dem zweiten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit und dem Empfang des Hochfrequenzsignalstoßes durch das erste Sender-/Empfänger-Mittel in dem ersten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit ist; wobei die effektiven Datendiagramme Daten enthalten, die der Detektion des unerwarteten Hochfrequenzsignalstoßes entsprechen, der weder durch das erste noch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel erzeugt wurde.
  • Um den räumlichen Ort eines detektierten Fehlers, der die Ursache des unerwarteten Hochfrequenzsignalstoßes war, zu lokalisieren, werden Schritte f und g ausgeführt, wobei diese Schritte f und g Folgende sind:
    • f) Messen eines resultierenden Zeitunterschieds in dem ersten und dem zweiten ausgerichteten effektiven Diagramm im Verhältnis zur Zeit zwischen entsprechenden analogen Punkten in dem unerwarteten Hochfrequenzsignal, das durch das erste Sender-/Empfänger-Mittel und das zweite Sender-/Empfänger-Mittel detektiert wurde; und
    • g) Umwandeln des Zeitunterschieds in dem ersten und dem zweiten ausgerichteten effektiven Diagramm im Verhältnis zur Zeit zwischen analogen Punkten in der Detektion des unerwarteten Hochfrequenzsignals oder Fehlers durch das erste Sender-/Empfänger-Mittel und das zweite Sender-/Empfänger-Mittel in eine räumliche Entfernung der Stelle des Fehlers der Signal- und/oder Elektrizitätsübertragung, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel befindet.
  • Es ist anzumerken, dass der Schritt c des Speicherns von Hochfrequenzsignaldaten, die das Aussenden und Empfangen von Hochfrequenzsignalen dokumentieren, die sowohl durch das erste als auch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet und empfangen wurden, in der Regel in dem Sender-/Empfänger-Mittel stattfindet. Er kann in dem Mittel zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten, die sowohl durch das erste als auch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet und empfangen werden, als eine Funktion der Zeit stattfinden, was in der Regel weder an dem Ort des ersten noch des zweiten Sender-/Empfänger-Mittels ist. Des Weiteren kann die Signalübertragung zwischen den Sender-/Empfänger-Mitteln und dem Mittel zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten, die sowohl durch das erste als auch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet und empfangen werden, über jedes beliebige funktionale Mittel erfolgen, wie zum Beispiel über Funkwellen, über das Internet, über Mobiltelefone, über einen Weg unter Verwendung eines Satelliten, über Infrarot- oder Mikrowellen-gestützte Kommunikationssysteme usw.
  • Es ist des Weiteren anzumerken, dass Schritt g unter Verwendung einer Ausbreitungsgeschwindigkeit (Velocity of Propagation – VOP) des elektromagnetischen Hochfrequenzsignals auf der Grundlage der Daten, die unmittelbar vor dem Auftreten des Fehlers erhalten wurden, ausgeführt wird.
  • Ein alternatives Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers in einer Signal- und/oder Elektrizitätsübertragungsleitung, das ein erstes und ein zweites Sender-/Empfänger-Mittel und ein dazwischen angeordnetes Empfangsmittel verwendet, umfasst folgende Schritte:
    • a) Bereitstellen einer elektrischen Signal- und/oder Energieübertragungsleitung und funktionales Implementieren eines ersten und eines zweiten Sender-/Empfänger-Mittels auf dieser Leitung zum Erzeugen und optionalen Empfangen von Hochfrequenzsignalstößen und eines Empfängermittels zum Empfangen von Hochfrequenzsignalstößen, wobei das erste und das zweite Sender-/Empfänger-Mittel jeweils von dem Empfängermittel, das sich zwischen ihnen befindet, um eine bekannte räumliche Entfernung entlang der elektrischen Signal- und/oder Energieübertragungsleitung getrennt sind;
    • b) Bereitstellen eines Mittels zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten, die sowohl durch das erste als auch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet und empfangen werden, als eine Funktion der Zeit.
  • Das Verfahren umfasst des Weiteren das Wiederholen des Schrittes c, bis ein unerwarteter Hochfrequenzsignalstoß, der weder durch das erste noch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet wurde, sowohl durch das erste und das zweite Sender-/Empfänger-Mittel als auch durch das Empfängermittel empfangen wird, wobei der Schritt c Folgender ist:
    • c) während des Speicherns von Hochfrequenzsignaldaten, die das Aussenden und Empfangen von Hochfrequenzsignalen, die sowohl durch das erste als auch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet und durch das Empfängermittel empfangen wurden, dokumentieren: bei Empfang eines erneut stattfindenden auslösenden Ereignisses, das durch das erste Sender-/Empfänger-Mittel detektiert wurde, Bewirken, dass das erste Sender-/Empfänger-Mittel einen Hochfrequenzsignalstol erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des Empfängermittels ausbreitet, wobei der Hochfrequenzsignalstoß durch das Empfängermittel empfangen wird; und mindestens eine Auswahl aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: bei Empfang des erneut stattfindenden auslösenden Ereignisses, das durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel detektiert wurde, Bewirken, dass das zweite Sender-/Empfänger-Mittel einen Hochfrequenzsignalstoß erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des Empfängermittels ausbreitet, wobei der Hochfrequenzsignalstoß durch das Empfängermittel empfangen wird; und bei Detektion eines Signals von dem ersten Sender-/Empfänger-Mittel durch das Empfängermittel, nach einiger Zeit: Bewirken, dass das zweite Sender-/Empfänger-Mittel einen Hochfrequenzsignalstoß erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des Empfängermittels ausbreitet, wobei der Hochfrequenzsignalstoß durch das Empfängermittel empfangen wird.
  • Das Verfahren umfasst dann des Weiteren folgenden Schritt:
    • d) bei der Detektion eines unerwarteten Hochfrequenzsignalstoßes durch das erste oder das zweite Sender-/Empfänger-Mittel und/oder das Empfängermittel, der weder durch das erste noch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel erzeugt wurde, Bewirken, dass mindestens ausgesendete und empfangene Hochfrequenzsignaldaten, die in Schritt c erzeugt wurden und die dem letzten Auftreten des erneut stattfindenden auslösenden Ereignisses entsprechen, und Daten, die das unerwartete Hochfrequenzsignal dokumentieren, in dem Mittel zum Speichern von Hochfrequenzdaten als Funktionen der Zeit fixiert werden.
  • Nachdem Daten, die zu einem unerwarteten Hochfrequenzstoß gehören, erhalten wurden, wird Schritt e ausgeführt, wobei dieser Schritt e Folgender ist:
    • e) unter Verwenden von Daten, die in dem Mittel zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten gespeichert wurden, Entwickeln und Ausrichten eines ersten und eines zweiten effektiven Hochfrequenzdatendiagramms im Verhältnis zur Zeit, die dem ersten und dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel bzw. dem Empfängermittel entsprechen, dergestalt, dass bewirkt wird, dass: ein Zeitunterschied zwischen dem Auslösen des Hochfrequenzsignalstoßes von dem ersten Sender-/Empfänger-Mittel in dem ersten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit und dem Empfang des Hochfrequenzsignalstoßes durch das Empfängermittel in dem zweiten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit gleich einem Zeitunterschied zwischen dem Auslösen des Hochfrequenzsignalstoßes durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel in dem zweiten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit und dem Empfang des Hochfrequenzsignalstoßes durch das Empfängermittel in dem ersten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit ist; wobei die effektiven Datendiagramme Daten enthalten, die der Detektion des unerwarteten Hochfrequenzsignalstoßes entsprechen, der weder durch das erste noch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel erzeugt wurde.
  • Um den räumlichen Ort eines detektierten Fehlers, der die Ursache des unerwarteten Hochfrequenzsignalstoßes war, zu lokalisieren, werden Schritte f und g ausgeführt, wobei diese Schritte f und g Folgende sind:
    • f) Messen eines resultierenden Zeitunterschieds in dem ersten und dem zweiten ausgerichteten effektiven Diagramm im Verhältnis zur Zeit zwischen entsprechenden analogen Punkten in dem unerwarteten Hochfrequenzsignal, das durch das Empfängermittel detektiert wurde; und
    • g) Umwandeln des Zeitunterschieds in dem ersten und dem zweiten ausgerichteten effektiven Diagramm im Verhältnis zur Zeit zwischen analogen Punkten in der Detektion des unerwarteten Hochfrequenzfehlersignals durch das Empfängermittel in eine räumliche Entfernung der Stelle des Fehlers der Signal- und/oder Elektrizitätsübertragung, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel befindet.
  • Es wird auch offenbart, dass Schritt c verallgemeinert werden könnte zu:
    • c) während des Speicherns von Hochfrequenzsignaldaten, die das Übertragen von Hochfrequenzsignalen, die sowohl durch das erste als auch durch das zweite Sendermittel ausgesendet wurden, und deren Empfang durch das Empfängermittel dokumentieren, Ausführen von Folgendem in einer beliebigen funktionalen Reihenfolge: Bewirken, dass das erste Sender-/Empfänger-Mittel einen Hochfrequenzsignalstoß erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des Sender-/Empfänger-Mittels ausbreitet; und Bewirken, dass das zweite Sender-/Empfänger-Mittel einen Hochfrequenzsignalstoß erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des Sender-/Empfänger-Mittels ausbreitet; wobei kein konkretes erneut stattfindendes auslösendes Ereignis verwendet wird. Des Weiteren kann die Terminologie "in einer beliebigen funktionalen Reihenfolge", wie gerade angesprochen, beinhalten, dass entweder das erste oder das zweite Sender-/Empfänger-Mittel veranlasst wird, zuerst zu senden, oder kann beinhalten, dass sowohl das erste als auch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel im Wesentlichen gleichzeitig senden (sehr nahe am selben Zeitpunkt).
  • Ein weiteres Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers in einer Signal- und/oder Elektrizitätsübertragungsleitung umfasst folgende Schritte:
    • a) Bereitstellen einer elektrischen Signal- und/oder Energieübertragungsleitung und funktionales Implementieren mindestens eines ersten und eines zweiten Sendermittels zum Erzeugen von Hochfrequenzsignalstößen auf der Leitung und eines Empfängermittels zum Empfangen von Hochfrequenzsignalstößen, wobei das erste und das zweite Sendermittel um eine bekannte räumliche Entfernung entlang der elektrischen Signal- oder Energieübertragungsleitung voneinander getrennt sind und das separate Empfängermittel dazwischen angeordnet ist;
    • b) Bereitstellen eines Mittels zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten, die sowohl durch das erste als auch durch das zweite Sendermittel ausgesendet und durch das Empfängermittel empfangen werden, als eine Funktion der Zeit.
  • Das Verfahren umfasst des Weiteren das Wiederholen des Schrittes c, bis ein unerwarteter Hochfrequenzsignalstoß, der weder durch das erste noch durch das zweite Sendermittel ausgesendet wurde, durch das Empfängermittel empfangen wird, wobei der Schritt c Folgender ist:
    • c) während des Speicherns von Hochfrequenzsignaldaten, die die Übertragung von Hochfrequenzsignalen, die sowohl durch das erste als auch durch das zweite Sendermittel ausgesendet wurden, und deren Empfang durch das Empfängermittel dokumentieren, Ausführen von Folgendem in einer beliebigen funktionalen Reihenfolge: Bewirken, dass das erste Sendermittel einen Hochfrequenzsignalstoß erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des Empfängermittels ausbreitet; und Bewirken, dass das zweite Sendermittel einen Hochfrequenzsignalstoß erzeugt und aussendet, der sich in Richtung des Empfängermittels ausbreitet.
  • Das Verfahren umfasst des Weiteren:
    • d) bei der Detektion eines unerwarteten Hochfrequenzsignalstoßes durch das Empfängermittel, Bewirken, dass der unerwartete Hochfrequenzsignalstoß und die Hochfrequenzsignaldaten, die in Schritt c erzeugt wurden und die mindestens dem letzten Auftreten der durch den ersten und den zweiten Sender erzeugten Hochfrequenzsignalstöße entsprechen, in dem Mittel zum Speichern von Hochfrequenzdaten als Funktionen der Zeit fixiert werden, und
    • e) unter Verwenden von Daten, die in dem Mittel zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten als eine Funktion der Zeit gespeichert wurden, Entwickeln und Ausrichten eines ersten und eines zweiten effektiven Hochfrequenzdatendiagramms im Verhältnis zur Zeit, dergestalt, dass bewirkt wird, dass: ein Zeitunterschied zwischen dem Auslösen des Hochfrequenzsignalstoßes von dem ersten Sendermittel in dem ersten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit und dem Empfang des Hochfrequenzsignalstoßes durch das Empfängermittel in dem zweiten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit gleich einem Zeitunterschied zwischen dem Auslösen des Hochfrequenzsignalstoßes von dem zweiten Sendermittel in dem zweiten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit und dem Empfang des Hochfrequenzsignalstoßes durch das Empfängermittel in dem ersten effektiven Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit ist; wobei das effektive Datendiagramm Daten enthält, die der Detektion des unerwarteten Hochfrequenzsignalstoßes entsprechen, der weder durch das erste noch durch das zweite Sendermittel erzeugt wurde.
  • Das Verfahren umfasst des Weiteren:
    • f) Messen eines resultierenden Zeitunterschieds in dem ersten und dem zweiten ausgerichteten effektiven Diagramm im Verhältnis zur Zeit zwischen entsprechenden analogen Punkten in dem unerwarteten Hochfrequenzsignal, das durch das Empfängermittel detektiert wurde; und
    • g) Umwandeln des in Schritt f ermittelten Zeitunterschieds in eine räumliche Entfernung der Stelle des unerwarteten Hochfrequenzsignalstoßes zwischen dem ersten und dem zweiten Sendermittel.
  • Wie in Bezug auf die oben besprochene Methodologie angedeutet, kann die Terminologie "in einer beliebigen funktionalen Reihenfolge", wie sie eben angesprochen wurde, beinhalten, dass entweder das erste oder das zweite Sendermittel veranlasst wird, zuerst zu senden, oder kann beinhalten, dass sowohl das erste als auch das zweite Sendermittel veranlasst werden, gleichzeitig zu senden.
  • Obgleich diese Methodologie keine einschränkende Anwendung ist, eignet sie sich besonders für das Detektieren von Fehlern in Elektrizitätsübertragungsleitungen für Wechselstrom mit 50 oder 60 Hz, wobei das auslösende Ereignis, das durch das erste und das zweite Sender-/Empfänger-Mittel detektiert wird, ein Spannungs- und/oder Strom-Nulldurchgang ist, der an dem ersten und dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel an Zeitpunkten eintrifft, die zueinander um die Zeit versetzt sind, die sich der Nulldurchgang zwischen dem ersten und dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel auf der Grundlage seiner Ausbreitungsgeschwindigkeit entlang der Elektrizitätsübertragungsleitungen für Wechselstrom mit 50 oder 60 Hz ausbreitet. Der das Auslösesignal darstellende Spannungs- und/oder Strom-Nulldurchgang breitet sich von dem ersten zu dem zweiten Sender/Empfänger mit einer langsameren Ausbreitungsgeschwindigkeit aus als der Hochfrequenzsignalstoß, der von dem ersten Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet und durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel empfangen wird, oder von dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel zu dem ersten Sender-/Empfänger-Mittel.
  • Es ist klar, dass, wenn es keinen Zeitunterschied in den ausgerichteten effektiven Diagrammen im Verhältnis zur Zeit zwischen analogen Punkten in der Detektion des unerwarteten Hochfrequenzsignals oder Fehlers durch das erste Sender-/Empfänger-Mittel und das zweite Sender-/Empfänger-Mittel gibt, sich der Fehler in der Signal- und/oder Elektrizitätsübertragungsleitung im Wesentlichen in der Mitte zwischen dem ersten und dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel befindet. Wenn es einen Zeitunterschied in den ausgerichteten effektiven Diagrammen im Verhältnis zur Zeit zwischen analogen Punkten in der Detektion des unerwarteten Hochfrequenzsignals oder Fehlers durch das erste Sender-/Empfänger-Mittel und das zweite Sender-/Empfänger-Mittel gibt, so befindet sich der Fehler in der Signal- und/oder Elektrizitätsübertragungsleitung entweder näher an dem ersten Sender-/Empfänger-Mittel oder näher an dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel.
  • Hochfrequenzenergiestöße von dem ersten und dem zweiten Sender-/Empfänger-Mittel umfassen in der Regel Frequenzen oberhalb 1.000 Hz und werden in der Regel so gewählt, dass sie dem erwarteten Frequenzgehalt eines unerwarteten Hochfrequenzsignals angenähert sind, das aus einem Fehler in der elektrischen Signal- und/oder Energieübertragungsleitung resultiert, so dass eine im Wesentlichen ähnliche Ausbreitungsgeschwindigkeit erhalten wird. Eine akzeptable Vorgehensweise kann hingegen sein, dass die Frequenz des unerwarteten Hochfrequenzsignals in der Größenordnung von einem (1) MHz liegt und die der Hochfrequenzenergiestöße, die durch das erste und das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet werden, in der Größenordnung von 300–500 KHz liegen.
  • Es wird ausdrücklich erwähnt, dass, gemäß dem oben Dargelegten, das Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers in einer Signal- und/oder Elektrizitätsübertragungsleitung das Bereitstellen von mehr als zwei Sender- und/oder Empfängermitteln beinhalten kann (zum Beispiel zwei Sender-/Empfänger-Mittel und ein Empfängermittel, das funktional in Bezug auf diese angeordnet ist, oder zum Beispiel drei Sender-/Empfänger-Mittel und dergleichen).
  • Des Weiteren ist das Mittel zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten, die sowohl durch das erste als auch durch das zweite Sender-/Empfänger-Mittel ausgesendet und empfangen werden, als eine Funktion der Zeit in der Regel ein Datenerfassungsspeicher, der in einer solchen Weise konfiguriert ist, die es ermöglicht, mehrere Fehlerereignisse zu speichern und aufzubewahren. Das heißt zum Beispiel, dass, wenn ein Fehler nicht zum Ausfall eines Stromübertragungssystems führt, die Daten, die sich auf sein Auftreten beziehen, selbst dann erhalten bleiben können, wenn die hier offenbarte Erfindung unmittelbar dazu übergeht, das Übertragungssystem durch Ausführen der Schritte a–d in dem oben besprochenen Verfahren weiter zu überwachen.
  • Zum besseren Verständnis sollen des Weiteren als nichteinschränkende Beispiele von Elektrizitäts- und/oder Signalübertragungsleitungen, auf die das hier offenbarte Verfahren zum Bestimmen einer Stelle eines Fehlers angewendet werden kann, folgende genannt sein:
    mehrere elektrische Leiter, die zu einem einzigen System kombiniert sind;
    Einphasen-Stromübertragungssysteme;
    Dreiphasen-Stromübertragungssysteme;
    Flugzeug-Stromübertragungssysteme;
    Raumschiff-Stromübertragungssysteme;
    Stromübertragungssysteme von Handelsschiffen oder Schiffen der Kriegsmarine;
    Signal- und/oder Elektrizitätsübertragungsleitungen in einem örtlich begrenzten industriellen Stromübertragungssystem.
  • Zur Hervorhebung ist noch einmal anzumerken, dass die vorliegende Erfindung eine Ausbreitungsgeschwindigkeit (VOP) eines Hochfrequenzsignals in einem Übertragungssystem verwendet, die vor und nicht nach einem Fehlerereignis ermittelt wird. Dies ist von Vorteil, weil eine VOP, die nach einem Fehlerereignis ermittelt wird, insofern fehlerhaft sein kann, als die Ausbreitungsgeschwindigkeit (VOP) sich mit der Stromlast ändern kann, und ein Fehler verursacht einen übermäßig hohen Stromfluss in dem Übertragungssystem. Des Weiteren unterbricht die rasche Änderung der Wechselspannungs-Sinuswelle, die durch das Fehlerereignis hervorgerufen wird, den Zeitablauf entlang der Übertragungsleitung.
  • Es ist des Weiteren anzumerken, dass die offenbarte Erfindung dafür verwendet werden kann, die Ausbreitungsgeschwindigkeit (VOP) von Hochfrequenzsignalen in dem Übertragungssystem selbst bei Nichtvorliegen eines Fehlers zu ermitteln. Ein Nutzer kann einfach Daten extrahieren und Schritte in der Methodologie ausführen, die sich nicht auf das Bestimmen einer Fehlerstelle beziehen, um die Zeit zwischen einer Signalaussendung und ihrem Empfang zu ermitteln, und kann dann die bekannte Trennungsentfernung durch diesen Wert dividieren.
  • Oder anders ausgedrückt: Die vorliegende Erfindung ist vor allem ein Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers in einer Signal- und/oder Elektrizitätsübertragungsleitung, das mit dem funktionalen Implementieren von mindestens zwei erfindungsgemäßen Sender/Empfängern in einer Übertragungsleitung beginnt, wobei die Sender/Empfänger um eine bekannte Entfernung voneinander getrennt sind (zum Beispiel an beiden Enden der zu testenden Übertragungsleitung oder an beiden Enden und einem Mittelpunkt). Der wichtige Punkt ist, dass mindestens zwei Sender/Empfänger angeordnet werden müssen, wobei sich mindestens einer davon auf einer Seite der Fehlerstelle befindet und der andere auf der anderen Seite des Fehlers befindet. Der erfindungsgemäße Sender/Empfänger stellt ein Verfahren zum Verbinden oder Koppeln (d. h. zum funktionalen Implementieren) eines Sender/Empfängers mit der Übertragungsleitung (zum Beispiel zur Verwendung als Hochspannungsleitungs-Trägerfrequenzsystem), Bandpassfilterung und/oder Filterung auf der Basis einer digitalen Signalverarbeitung und einen Speicher zum Speichern der analogen Wellenformen, die aus der zu testenden Übertragungsleitung abgetastet wurden, bereit. Das System ermöglicht während des Gebrauchs eine präzise Abtastung des analogen Signals in dem Kabel im Verhältnis zur Zeit. Als ein Beispiel sei angemerkt, dass ein Datenerfassungssystem im Wesentlichen wie ein digitales Abtastspeicheroszilloskop arbeitet. Außerdem enthalten die erfin dungsgemäßen Sender/Empfänger Schaltungen für die Detektion eines auslösenden Ereignisses, das einen Hochfrequenzenergiestoß oder Marker erzeugt, Detektionsschaltungen für einen Stromsignal-Nulldurchgang, Detektions- und Speicherschaltungen für die Fehlerwanderwelle, einen Mikroprozessor zur Systemsteuerung und Peripherie-Elemente wie zum Beispiel ein Gehäuse, Batterie, Netzteile usw. Der erfindungsgemäße Sender/Empfänger speichert ununterbrochen Hochfrequenzdaten von der zu testenden Übertragungsleitung im Verhältnis zur Zeit in einem internen Speicher. Während die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger (beide und/oder alle) die Hochfrequenzdaten von der Übertragungsleitung speichern, detektieren die Sender/Empfänger ein auslösendes Ereignis, das in der bevorzugten Ausführungsform von der Signal- oder Energiewellenform abgeleitet wird, die über die überwachte elektrische Übertragungsleitung übertragen wird. Wenn Strom übertragen wird, so wird dieses Ereignis vorzugsweise als der Spannungs- oder Strom-Nulldurchgang des Stromsignals mit 50 oder 60 Hz gewählt, das, wie anzumerken ist, eine Ausbreitungsrate hat, die viel langsamer als der Hochfrequenzstoß oder das Markersignal ist. Wenn ein Nulldurchgang durch eine offenbarten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger detektiert wird, so erzeugt der Sender/Empfänger einen Hochfrequenzstoß oder ein Markersignal, der bzw. das in die zu testende Übertragungsleitung eingekoppelt und auf der zu testenden Übertragungsleitung übertragen wird. Weil der Sender/Empfänger ununterbrochen Hochfrequenzdaten speichert, wird das Markersignal ebenfalls im internen Speicher des sendenden erfindungsgemäßen Sender/Empfängers gespeichert. Dieser Hochfrequenzstoß oder Marker breitet sich entlang der Übertragungsleitung zu einem anderen offenbarten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger aus, der an die zu testende Übertragungsleitung angeschlossen ist. Der andere Sender/Empfänger speichert ebenfalls ununterbrochen Hochfrequenzdaten im Verhältnis zur Zeit, so dass der Marker im Speicher des zweiten (oder eines sonstigen anderen) erfindungsgemäßen Sen der/Empfängers gespeichert wird. In dem bevorzugten Verfahren sind die Markerdetektionsschaltungen in einer Weise implementiert, die gewährleistet, dass Daten vor und nach dem auslösenden Ereignis immer im Speicher gespeichert werden. Wenn sich das Stromsignal mit 50 oder 60 Hz entlang der zu testenden Übertragungsleitung ausbreitet, so detektiert der zweite erfindungsgemäße Sender/Empfänger auch den Nulldurchgang des Stromsignals und sendet sein eigenes Hochfrequenzstoß-Markersignal auf der zu testenden Übertragungsleitung. Weil alle Sender/Empfänger ununterbrochen Hochfrequenzdaten speichern, wird das Markersignal ebenfalls im internen Speicher jedes erfindungsgemäßen Sender/Empfängers, der auf der zu testenden Übertragungsleitung verwendet wird, gespeichert. Dieser Hochfrequenzstoß oder Marker breitet sich zurück entlang der Übertragungsleitung zu dem ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger (oder einem anderen erfindungsgemäßen Sender/Empfänger), der mit der zu testenden Übertragungsleitung verbunden ist, aus und wird in seinem internen Speicher gespeichert. Der Austausch von Hochfrequenzenergiestößen oder Markern schafft im Wesentlichen das Mittel, mit dem die Fehlerdaten von unabhängigen erfindungsgemäßen Sender/Empfängern zeitlich und daher entfernungsmäßig koordiniert werden können. (Hinweis: Weitere Erläuterungen zum Austausch von Markersignalen finden sich weiter hinten in diesem Text.)
  • Um das Thema der Handhabung von Fehlersignalen weiter zu vertiefen, wird hervorgehoben, dass, wie oben angedeutet, die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger routinemäßig Hochfrequenzdaten von der zu testenden Übertragungsleitung erfassen und speichern. Wenn ein Lichtbogen- oder Entladungsfehler auftritt, so geht eine Energiewelle von der Fehlerstelle aus, die sich in beiden Richtungen von der Fehlerstelle weg ausbreitet. Die Fehlerereigniswelle bewegt sich im Wesentlichen mit der gleichen Ausbreitungsrate wie der Hochfrequenzstoß oder das Markersignal. Das niederfrequente Stromsignal mit 50 oder 60 Hz wandert viel langsamer als der Hochfrequenzstoß oder das Markersignal und der unerwartete Hochfrequenzstoß oder das Fehlersignal. Ohne darauf beschränkt zu sein, wird in dem bevorzugten Verfahren das Stromsignal mit 50 oder 60 Hz, das in dem Stromverteilersystem anliegt, verwendet, um den Austausch der Hochfrequenzstoß- oder Markersignale des Sender/Empfängers auszulösen. Beide (oder alle, wenn mehr als zwei Sender/Empfänger vorhanden sind) erfindungsgemäßen Sender/Empfänger speichern das Hochfrequenzfehlerereignis im Speicher im Verhältnis zur Zeit, wenn die Welle ihre jeweiligen Positionen passiert. In dem Fall, wo zwei erfindungsgemäße Systeme vorhanden sind, erreicht, wenn das Fehlerereignis näher an dem ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger liegt, die Fehlerwelle den ersten Sender/Empfänger früher als den zweiten Sender/Empfänger. Wenn sich das Fehlerereignis genau in der Mitte der zu testenden Übertragungsleitung befindet, so erreicht die Fehlerereigniswelle beide Sender/Empfänger zur selben Zeit. Wenn das Fehlerereignis näher an dem zweiten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger liegt, so erreicht die Fehlerwelle den zweiten Sender/Empfänger früher als den ersten Sender/Empfänger. Schaltungen in jedem der erfindungsgemäßen Sender/Empfänger detektieren, wann eine Fehlerwelle diesen Sender/Empfänger passiert hat, und nach einer vorgegebenen Zeit setzt jeder der Sender/Empfänger seinerseits die Speicherung neuer Hochfrequenzdaten aus. Die Fehlerdetektionsschaltungen sind in einer Weise implementiert, die gewährleistet, dass Daten sowohl vor als auch nach dem Fehlerereignis im Speicher gespeichert werden. Nach der Detektion eines Fehlers enthält dann jeder erfindungsgemäße Sender/Empfänger einen statischen Datensatz der Hochfrequenzgrößenordnung im Verhältnis zur Zeit, von Markersignalen, von beiden (allen) Sender/Empfängern ausgesendet und empfangen wurden, und der Fehlerwelle, wenn sie den jeweiligen Sender/Empfänger passiert. Die Zeitbeziehungen zwischen dem Markersignalaustausch und der Fehlerwelle werden beibehalten, und die gespeicherten Hochfrequenzdaten werden dann an einen Anzeigemechanismus zur Auswertung übertragen. In den Sender/Empfängern sind die Daten mit gemeinsamer Zeitbasisauflösung gespeichert, so dass die einzelnen Datengruppierungen im Verhältnis zur Zeit zusammen mit derselben Zeitbasis aufgetragen werden können. Um die Anzeige von zwei oder mehr erfindungsgemäßen Sender/Empfängern ordnungsgemäß zu justieren, muss die Markersignalverzögerung von dem ersten Sender/Empfänger zu dem zweiten Sender/Empfänger, T1, (unter der Annahme, dass zwei Sender/Empfänger verwendet werden) gleich der Markerverzögerung von dem zweiten Sender/Empfänger zu dem ersten Sender/Empfänger, T2, sein. Weil sich die Markersignale um die gleiche Entfernung auf demselben Übertragungsweg ausgebreitet haben und die gleiche Frequenz haben, haben sie die gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit. Durch Auftragen der Marker- und Fehlerdatengruppierungen von jedem Sender/Empfänger und Ausrichten der Zeitverzögerungen, die mit dem Markersignalaustausch einhergehen (d. h. Angleichung von T1 an T2), und Auswerten der relativen Zeitverzögerungen, die mit der Fehlerwelle, die jeden Sender/Empfänger passiert, einhergehen, anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit können die Fehlerwellenzeitverzögerungsunterschiede in eine Entfernung relativ zu der Entfernung, um die die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger voneinander getrennt sind, umgewandelt werden.
  • Wie oben angedeutet, wird die Erläuterung des Markeraustauschs nun direkt besprochen. Beim Einschalten treten beide (oder alle, wenn mehr als zwei Sender/Empfänger-Systeme vorhanden sind) Sender/Empfänger in einen Modus des ununterbrochenen Aufzeichnens von Hochfrequenzdaten von der zu testenden Übertragungsleitung ein und warten auf ein auslösendes Nulldurchgangs-Ereignis. Der Sender/Empfänger, der der Stromquelle am nächsten liegt, empfängt als erster das auslösende Ereignis, (zum Beispiel das Stromsignal mit 50 oder 60 Hz). Bei Empfang des auslösenden Ereignisses wird der erste Sender/Empfänger veranlasst, ein Markersig nal zu erzeugen, zu speichern und auszusenden. Sowohl der Marker als auch das auslösende Ereignis breiten sich entlang der zu testenden Übertragungsleitung aus. Aber der. Marker wandert mit einer viel höheren Geschwindigkeit als das auslösende Ereignis, so dass er vor dem auslösenden Ereignis an dem zweiten Sender/Empfänger ankommt. Der zweite Sender/Empfänger empfängt und speichert den Marker des ersten Sender/Empfängers (die Markerausbreitungszeit von dem ersten Sender/Empfänger zu dem zweiten Sender/Empfänger hat die Bezeichnung T1). Einige Zeit später breitet sich das auslösende Ereignis (zum Beispiel ein Stromsignal mit 50 oder 60 Hz) zu dem zweiten Sender/Empfänger aus und veranlasst den zweiten Sender/Empfänger, seinen eigenen Marker zu erzeugen, zu speichern und in Richtung des ersten Sender/Empfängers auszusenden. Eine kurze Zeit später empfängt und speichert der erste Sender/Empfänger den Marker des zweiten Sender/Empfängers (die Markerausbreitungszeit von dem zweiten Sender/Empfänger zu dem ersten Sender/Empfänger hat die Bezeichnung T2). Mit Bezug auf das auslösende Ereignis haben beide Sender/Empfänger einen Marker erzeugt, gespeichert und ausgesendet, und jeder Sender/Empfänger hat einen Marker von dem anderen Sender/Empfänger empfangen und gespeichert. Beide Marker haben dasselbe Kabel durchquert und haben die gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit. Darum kann vor allem die Schlussfolgerung gezogen werden, dass T1 = T2. Das auslösende Ereignis veranlasst jeden der Sender/Empfänger, das Speichern von Daten für eine vorgegebene Zeit nach dem auslösenden Ereignis fortzusetzen. Nach dieser vorgegebenen Zeit wird die Speicherung von Daten beendet. Wie oben angemerkt, erreicht der Marker des ersten Sender/Empfängers den zweiten Sender/Empfänger vor dem auslösenden Ereignis. Darum ist klar, dass eine bestimmte Menge Daten vor dem auslösenden Ereignis erfasst werden muss. Beim Anzeigen der zwei unabhängig erfassten Wellenformen werden die Wellenformen korrekt horizontal (Zeit) ausgerichtet, wenn die Wellenform des zweiten Sen der/Empfängers horizontal mit Bezug auf die Wellenform des ersten Sender/Empfängers (nach links oder rechts) bewegt wird, bis T1 gleich T2 ist (sie sind gleich in der Zeit, müssen aber in der Entfernung, wie gezeigt, über den Anzeigemechanismus hinweg angeglichen werden). Wenn wir eine Fehlersituation betrachten, so überwachen die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger, nachdem sie Marker ausgesendet und gespeichert haben, die Übertragungsleitung auf ein Fehlerereignis. Wenn ein Fehler auftritt, so befindet er sich in einiger Entfernung von jedem Sender/Empfänger, aber er befindet sich zwischen dem Sender/Empfänger. Bei Eintreten eines Fehlers breiten sich Wanderwellen (eine, die sich in Richtung des ersten Sender/Empfängers bewegt, und eine, die sich in Richtung des zweiten Sender/Empfängers bewegt) von der Fehlerstelle fort in dem Kabel mit einer Ausbreitungsgeschwindigkeit aus, die derjenigen der Marker hinreichend ähnlich ist, um eine hinreichend präzise Messung des Fehlers zu ermöglichen. Im Lauf der Zeit empfängt und speichert jeder Sender/Empfänger die Hochfrequenzfehlerdaten. Jeder Sender/Empfänger ist dafür ausgelegt, einige Daten vor dem Fehler und einige Daten nach dem Fehler zu speichern. Indem dem Bediener Daten vor und nach einem Ereignis (Auslösen und Fehler) zur Verfügung stehen, kann der Bediener eine ordnungsgemäße Ausrichtung vornehmen und ein klares Bild davon erhalten, wann die Ereignisse stattfanden, wenn sie an dem Sender/Empfänger eintreffen, so dass ordnungsgemäße Berechnungen zum Ermitteln der Entfernung von den Sender/Empfängern zu dem Fehler ausgeführt werden können.
  • Ein offenbartes erfindungsgemäßes Verfahren zum Auslösen eines Markeraustauschs beinhaltet, wie oben beschrieben, das Detektieren eines auslösenden Ereignisses (zum Beispiel des Wechselspannungs-Nulldurchgangs) mit anschließender Erzeugung, Speicherung und Aussendung eines Hochfrequenzstoßes oder Markersignals. Das Austauschen von Hochfrequenzenergiestößen oder Markersignalen schafft das Mittel, durch das die Fehlerdaten von unabhängigen erfindungsgemäßen Sender/Empfängern zeitlich und somit entfernungsmäßig koordiniert werden können. (Es ist auch zu beachten, dass, da das 50/60 Hz-Signal eine geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit (VOP) hat, es derselbe Nulldurchgangszyklus ist, der alle Sender/Empfänger auslöst).
  • Ein alternatives auslösendes Verfahren beinhaltet, wie oben beschrieben, dass alle Sender/Empfänger identisch sind und dass, in zufälligen Intervallen, jeder erfindungsgemäße Sender/Empfänger einen Marker aussendet. Statistisch gesehen, sendet ein einzelner Sender/Empfänger seinen Marker vor den anderen Sender/Empfängern aus. Darum wird dieser ersten Sender/Empfänger zum Master-Sender/Empfänger zum Auslösen des Austauschs von Markern. Die anderen Sender/Empfänger werden zu Slave-Sender/Empfängern, die auf den Empfang des Markersignals des Master-Sender/Empfängers warten, um eine vorgegebene Zeitverzögerung zu beginnen, bevor sie ihre eigenen Marker versenden. Zum Beispiel liegt beim Einschalten das zufällige Markerintervall jedes Sender/Empfängers zwischen 15 und 20 Millisekunden. Statistisch gesehen, sendet ein einzelner Sender/Empfänger seine Marker vor den anderen aus und wird zum Master-Markergenerator. Die anderen Sender/Empfänger werden Slaves und versenden ihre Marker in zufälligen Intervallen 2–4 Millisekunden, nachdem sie Marker von dem ersten Sender/Empfänger empfangen haben. Diese Konzept von Master-Slave-Sender/Empfängern kann so ausgeweitet werden, dass auf einer Übertragungsleitung, bei der es mehrere Sender/Empfänger gibt, jeder Sender/Empfänger in der Gruppe von Sender/Empfängern eine Sequenz entwickelt, wann, nachdem der Marker von dem ersten Sender/Empfänger kommend empfangen wurde, jeder seinen Marker aussendet, so dass jeder nachfolgende Sender/Empfänger den nächsten zu einer Verzögerung veranlasst, woraufhin er seinen Marker aussendet. Des Weiteren gestattet ein unabhängiger Austausch von Markersignalen, die nicht auf das Wechselstromsignal bezo gen sind, eine Fehlerortung in einem Gleichspannungsverteilersystem. In einem solchen Fall wird eine externe Stromquelle – Wechselstrom oder Gleichstrom – an die Übertragungsleitung in einer Größenordnung angelegt, die ausreicht, einen Lichtbogen- oder Entladungsfehler auszulösen. Obgleich nicht bevorzugt, gestattet diese Herangehensweise die Durchführung der offenbarten Erfindung in Fällen, wo eine Fehlerortung benötigt wird und kein Stromsignal vorliegt.
  • Es versteht sich, dass die Terminologie "Hochfrequenzstoß oder Markersignal" im Sinne dieser Spezifikation einen Energiestoß von mehreren Zyklen einer elektromagnetischen Welle (zum Beispiel sinusförmig), allgemein im Bereich von 100 KHz bis 1 MHz, meint, der auf einer zu testenden Übertragungsleitung übertragen und durch erfindungsgemäße Sender/Empfänger im Speicher gespeichert wird. Der Austausch dieses Markersignals ermöglicht ein Verfahren zum Koordinieren der gespeicherten Daten in zwei oder mehr unabhängigen Systemen, d. h. den erfindungsgemäßen Sender/Empfängern.
  • Des Weiteren ist ein unerwarteter Hochfrequenzsignalstoß oder Fehler als eine Wanderwelle anzusehen, die durch einen Lichtbogen- oder Entladungsfehler erzeugt wird, der sich von der Fehlerstelle fort in beiden Richtungen entlang der zu testenden Übertragungsleitung bewegt. Obgleich sie einen ähnlichen Frequenzgehalt hat, wird sie nicht durch die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger erzeugt und unterscheidet sich von dem Hochfrequenzstoß oder Markersignal, der bzw. das dafür verwendet wird, gespeicherte Daten in erfindungsgemäßen Systemen zu initiieren.
  • Eine elektrische Signal- und/oder Energieübertragungsleitung, ein Übertragungssystem, ein Verteilersystem, ein Kabel oder ein zu testendes Kabel meint in dieser Spezifikation mindestens zwei metallische Leiter, die durch ein dielektrisches Medium getrennt sind und die eine herkömmliche Ausbreitungscharakteristik für elektromagnetische Wellen aufweisen und/oder als das Verteilungsmedium für analoge Signale, Daten oder elektrischen Strom dienen.
  • Die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger agieren als Sender und Empfänger von Markersignalen und Fehlersignalen und speichern die Daten in einem internen Speicher.
  • Die Ausbreitungsgeschwindigkeit (VOP) oder der Geschwindigkeitsfaktor ist die Geschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle während ihrer Bewegung entlang einer Übertragungsleitung. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit wird üblicherweise als ein Prozentsatz der Geschwindigkeit von Licht in einem Vakuum oder als Fuß oder Meter je Mikrosekunde ausgedrückt. Die Geschwindigkeit von Licht ist hier als 299.792.458 m/s (Meter/Sekunde) definiert.
  • Es versteht sich, dass ein erstes und ein zweites effektives Hochfrequenzdatendiagramm im Verhältnis zur Zeit, die Signalen entsprechen, als "effektiv" bezeichnet werden, weil zwar in der Regel eine visuelle Darstellung verwendet wird, aber die Diagramme im Verhältnis zur Zeit nicht die Form richtiger Diagramme zu haben brauchen, sondern statt dessen Daten in einem Computerspeicher. sein können, die durch einen Algorithmus verarbeitet werden, um die Stelle eines Fehlers zu lokalisieren.
  • Eine elektrische Stromquelle zum Auslösen eines Fehlerereignisses kann das Stromsignal sein, das durch die Übertragungsleitung oder eine externe Wechselstromquelle verteilt wird. In einem speziellen Fall kann eine Gleichstromquelle anstelle des Nullspannungsdurchgangs des Stromsignals verwendet werden.
  • BERECHNEN DER ENTFERNUNG VOM SENDER/EMPFÄNGER ZUM FEHLER
  • Abschließend wird die Mathematik zum Analysieren von Daten, die durch die Ausführung der offenbarten Erfindung hervorgebracht werden, direkt besprochen. In dieser Beschreibung gibt es zwei Fälle:
    • 1. Zwei Sender/Empfänger werden zum Feststellen der Entfernung zum Fehler verwendet, wobei sich der Fehler zwischen den Sender/Empfängern befindet und die Sender/Empfänger nahe genug beieinander liegen, dass sie die Marker des anderen detektieren und speichern können.
    • 2. Drei oder mehr Sender/Empfänger werden zum Ermitteln der Entfernung zum Fehler verwendet. Dies wäre der Fall, wenn die zwei Sender/Empfänger, die sich zu beiden Seiten des Fehlers befinden, zu weit auseinander liegen, als dass sie die Marker des anderen detektieren und speichern könnten. In diesem Fall würde ein dritter Sender/Empfänger in einiger Entfernung von einem der anderen Sender/Empfänger angeordnet werden, dergestalt, dass sie nahe genug beieinander liegen, um erfolgreich Marker austauschen zu können.
  • In beiden Fällen sind die Annahmen, (A) dass die VOP des Kabels unbekannt ist, aber ermittelt werden muss, und (B) dass die VOP über die Länge des Kabels hinweg hinreichend homogen ist, um eine hinreichend präzise Messung des Fehlers zu ermöglichen.
  • FÜR ZWEI VORRICHTUNGEN
  • Der Punkt an dem Kabel, wo der Fehler auftritt, wird mit F bezeichnet.
  • Die Entfernung von dem Fehler F zu dem ersten Sender/Empfänger ist A.
  • Die Entfernung von dem Fehler F zu dem zweiten Sender/Empfänger ist B.
  • F befindet sich zwischen A und B.
  • Die bekannte Entfernung zwischen den zwei Test-Sender/Empfängern ist L.
  • Dann ist L = A + B.
  • Die Zeit, die der Fehler braucht, um sich von F nach A zu bewegen, ist a.
  • Die Zeit, die der Fehler braucht, um sich von F nach B zu bewegen, ist b.
  • Der bekannte Zeitunterschied zwischen den zwei Wanderungszeiten von dem Fehler F zu jedem Sender/Empfänger ist (a–b).
  • Die Zeit, die die Marker brauchen, um das Kabel von einem Sender/Empfänger zu dem anderen zu durchqueren, hat die Bezeichnung T1 und T2.
  • Da T1 die Zeit ist, die der Marker des ersten Sender/Empfängers braucht, um von dem ersten Sender/Empfänger zu dem zweiten zu gelangen, und T2 die Zeit ist, die der Marker des zweiten Sender/Empfängers braucht, um von dem zweiten Sender/Empfänger zu dem ersten zu gelangen, kann man sagen, dass T1 = T2 ist. Dies ist die Zeit t.
  • Die Geschwindigkeit der Marker ist L/t in Fuß je μs oder Meter je μs.
  • Wir nehmen an, dass (A) die Geschwindigkeit der Marker und die Geschwindigkeit des Fehlers hinreichend ähnlich sind, um eine hinreichend präzise Berechnung der Entfernung zum Fehler zu ermöglichen, und dass (B) die VOP der Marker und des Fehlers über die volle Länge des Kabels hinweg konstant sind.
  • Darum kann man sagen, dass A/a = B/b = L/t.
  • Durch Einsetzen gemeinsamer Werte zwischen unabhängige Formeln und Finden der Unbekannten aus den bekannten Formeln kommen wir zu: A/a = ((A + B) – A)/(a – (a – b))A a – A (a – b) = a (A + B) – A a2 A a = a (A + B) + A (a – b)A a = (a (A + B))/2 + (A (a – b))/2A = (a (A + B)/2)/(a – (a – b)/2).
  • Für den speziellen Fall, wo nur zwei Sender/Empfänger in dem zu testenden Kabel vorhanden sind:
    Von dem obigen: A/a = L/t, das umgeschriebenen werden kann als A = L (a/t).
  • Nun kombinieren wir zwei unabhängige Formeln: L a/t = (a (A + B)/2)/(a – (a = b)/2).
  • Es kann so umgeschrieben werden, dass: a = (t L/2 + L (a – b)/2)/L.
  • Und weiter a = ((L/2)/(L/t)) + ((a – b)/2).
  • Was weiter vereinfacht werden kann zu: a = (t + (a – b))/2.
  • Und weiter: A = L (a/t).
  • Und weiter: b = ((L/2)/(L/t)) – ((a – b)/2).
  • Was weiter vereinfacht werden kann zu: b = (t – (a – b))/2.
  • Und weiter: B = L (b/t).
  • FÜR DREI VORRICHTUNGEN
  • Der Punkt an dem Kabel, wo der Fehler auftritt, ist mit F bezeichnet.
  • Die Entfernung von dem Fehler F zu dem ersten Sender/Empfänger ist A.
  • Die Entfernung von dem Fehler F zu dem zweiten Sender/Empfänger ist B.
  • F liegt zwischen A und B.
  • Die bekannte Entfernung von dem ersten Sender/Empfänger zu einem mittleren Sender/Empfänger ist C.
  • Die bekannte Entfernung zwischen den zwei Test-Sender/Empfängern ist L.
  • Dann: L = A + B.
  • Die Zeit, die der Fehler braucht, um von F nach A zu gelangen, ist a.
  • Die Zeit, die der Fehler braucht, um von F nach B zu gelangen, ist b.
  • Der Zeitunterschied zwischen den zwei Wanderungszeiten von dem Fehler F zu jedem Sender/Empfänger ist a–b.
  • Die Zeit, die die Marker brauchen, um das Kabel von dem ersten Sender/Empfänger zu dem mittleren Sender/Empfänger zu durchqueren, hat die Bezeichnung T1 und T2.
  • Da T1 die Zeit ist, die der Marker des ersten Sender/Empfängers braucht, um von dem ersten Sender/Empfänger zu dem mittleren zu gelangen, und T2 die Zeit ist, die der Marker des mittleren Sender/Empfängers braucht, um von dem mittleren Sender/Empfänger zu dem ersten gelangen, kann man sagen, dass: T1 = T2.
  • Dies wird als die Zeit t bezeichnet.
  • Die Geschwindigkeit der Marker ist C/t in Fuß je μs oder Meter je μs.
  • Wir nehmen an, dass (A) die Geschwindigkeit der Marker und die Geschwindigkeit des Fehlers hinreichend ähnlich sind, um eine hinreichend präzise Berechnung der Entfernung zum Fehler zu ermöglichen, und dass (B) die VOP der Marker und des Fehlers über die volle Länge des Kabels hinweg konstant sind.
  • Darum kann man sagen, dass: A/a = B/b = C/t.
  • Durch Einsetzen gemeinsamer Werte zwischen unabhängige Formeln und Finden der Unbekannten aus den bekannten Formeln kommen wir zu: A/a = ((A + B) – A)/(a – (a – b)) A a – A (a – b) = a (A + B) – A a2 A a = a (A + B) + A (a – b) A a = (a (A + B)/2) + (A (a – b)/2)A = (a (A + B)/2)/(a – (a – b)/2).
  • Aus dem obigen: A/a = C/t;das umgeschrieben werden kann als A = 0 a/t.
  • Wir kombinieren nun zwei unabhängige Formeln: C a/t = (a (A + B)/2)/(a – (a – b)/2).
  • Es kann dann so umgeschrieben werden, dass: a = (t (A + B)/2 + C (a – b)/2)/C.
  • Für den allgemeinen Fall, wo drei oder mehr Sender/Empfänger an dem zu testenden Kabel vorhanden sind.
  • Und weiter: a = (((A + B)/2)/(C/t)) + ((a – b)/2).
  • Und weiter: A = C (a/t).
  • Und weiter: b = (((A + B)/2)/(C/t)) – ((a – b)/2).
  • Und weiter: B = C (b/t).
  • Um die offenbarte Erfindung besser zu verstehen, wird ein Beispiel besprochen, das direkt auf einem Elektrizitätskunden basiert, der Strom über ein Niederspannungskabel (110 bis 240 Volt Wechselspannung) mit Wechselstrom mit 50 oder 60 Hz bezieht. Nehmen wir an, dass der Kunde im Lauf der Zeit eine unzuverlässige Stromversorgung infolge intermittierender vorübergehender Lichtbögen an einer unbekannten Stelle in dem Verteilerkabel erhält. Die Entstehung eines elektrisch leitfähigen Pfades von einem Leiter entweder zur Erde oder zu einer anderen Stromphase und die Wechselspannung in der Leitung sind die Ursache des intermittierenden vorübergehenden Lichtbogenfehlers, und zusammen lösen sie schließlich den Lichtbogenspannungsfehler aus. Viele Male brennt dieser Lichtbogen praktisch den leitfähigen Pfad weg. Nach einem Moment des Auftretens des Lichtbogens besteht der Fehler nicht mehr, und wenn ein Prüftechniker die Stelle erreicht, so gibt es für ihn nichts zu finden. Das Stromkabel funktioniert nun einwandfrei weiter, bis sich im Lauf der Zeit der leitfähige Pfad erneut aufbaut und einen weiteren Lichtbogenfehler auslöst. Der Elektrizitätsversorger, der die Kundenreklamationen an den Außendienst weitergereicht hat, will den Fehler rasch finden und reparieren. Das bedeutet: mit Genauigkeit, Sicherheit und minimaler weiterer Unterbrechung der Stromversorgung für den Kunden. Bestehende Techniken der Fehlerortung in dem Kabel während des Betriebes im Fall eines Totalausfalls des Kabels eignen sich aus einer Vielzahl von Gründen nicht zur Ortung intermittierender Fehler. Der wichtigsten sind, dass sie nicht in der Lage sind, die genaue Ausbreitungsgeschwindigkeit (VOP) zum Zeitpunkt des Fehlers zu ermitteln und einen intermittierenden Fehler zu orten, der sich anscheinend selbst behebt, nachdem es eine Lichtbogenentladung gegeben hat. Zeitbereichsreflektometrie-Techniken funktionieren nicht gut, weil sie normalerweise erfordern, dass das zu testende Kabel während des Tests außer Betrieb genommen wird; und weil sie im Lauf der Zeit Abtastpunkte ansammeln und selbstauslösend sind, anstatt durch das Ereignis ausgelöst zu werden, stützen sie sich normalerweise auf einen vollständigen Kurzschluss oder Offenkreis, und sie können keine kurzzeitigen intermittierenden Probleme finden. Und sie sind nicht in der Lage, die korrekte VOP in dem Kabel im Moment des Fehlerlichtbogens zu ermitteln. Zeitbereichsreflektometrie-Techniken haben immer eine relativ lange Zeit benötigt, um eine volle Wellenform zu erfassen, weil sie eine Einzelpunktabtast- und -speichertechnik verwenden, und sie speisen ihr eigenes Signal in das zu testende Kabel ein, das in Bezug auf das Stromsignal mit 50 oder 60 Hz zufällig ist, aber aus Sicht der TDR zeitgesteuert ist. Die TDR sucht nach einer kontinuierlichen großen Diskontinuität, und der Lichtbogenfehler dauert möglicherweise nur einen Augenblick, bevor er sich selbst behebt. Die Zeitbeziehung zwischen den 50 oder 60 Hz und dem kurzzeitigen Lichtbogen passt sich nicht an die sich wiederholende Abtast-Sende- und -Empfangsweise der klassischen und gängigen TDR an. Eine völlig andere Technik, die der standardmäßigen Ausfalltechnik, erfordert, dass die Stromleitung außer Betrieb genommen wird, so dass das Kabel mit hohen Spannungen belastet werden kann. Dies kann weitere Unannehmlichkeiten für den Kunden mit sich bringen; es verursacht weitere unvorhersehbare Schäden an dem zu testenden Stromkabel, und es kann Sicherheitsprobleme für den arbeitenden Techniker mit sich bringen. Die vorliegende Erfindung offenbart eine neue Technik, die es dem Servicetechniker gestattet, intermittierende Lichtbogenfehler-Probleme zu beheben. Die größten Vorteile dieser neuen Technik im Vergleich zur klassischen TDR- und der Ausfall (d. h. "Thumper")-Technik sind:
    kurzzeitige Fehler können während der Testzeit detektiert und gefunden werden, das zu testende Kabel bleibt in Betrieb und Versorgt den Kunden weiter mit Strom, und
    die Lichtbogenspannung ist keine Fremdspannung, die das Verteilerkabel oder die Geräte des Kunden weiter beschädigen kann oder die zu einem Sicherheitsproblem für den Kunden oder den Prüftechniker werden kann.
  • Zwei. identische Instrumente werden an das zu testende Kabel angeschlossen, eines an jedem Ende des mutmaßlich fehlerhaften Kabels und um eine bekannte Entfernung voneinander getrennt. Während die Instrumente auf einen vorübergehenden Fehler warten, tauschen sie Markersignale miteinander aus. Anhand dieses Austauschs von Markers kann die Instrumentensoftware präzise die VOP in dem Kabel im Moment des Lichtbogenfehlers ermitteln. Die Fehlerortung ist nur so präzise wie die Ermittlung der VOP für das Kabel, die sich in einem weiten Bereich mit den Bedingungen ändern kann, wie zum Beispiel Feuchtigkeit, das Alter des Kabels, sein Nenndurchmesser, seine Temperatur und seine Strombelastung. Das hier offenbarte Verfahren verwendet ein System von Markern, die durch jedes Instrument erzeugt, gespeichert, ausgesendet und empfangen werden, als ein Mittel zum präzisen Bestimmen der VOP einen Augenblick, bevor der intermittierende Fehler auftritt.
  • Das hier offenbarte erfindungsgemäße Verfahren stützt sich des Weiteren auf die Tatsache, dass die VOP mit 50 oder 60 Hz ungefähr 6 der VOP von Licht beträgt. Das bedeutet, dass ein einzelner Zyklus etwa 1.200.000 Fuß oder zweihundert Meilen Kabel überbrückt. Darum ist es klar, dass angesichts der relativ kurzen Längen des zu testenden Kabels beide Instrumente denselben Wechselstromzyklus überwachen. Das Verfahren stützt sich auf die Tatsache, dass die VOP des Markersignals und des vorübergehenden Fehlers (beide mit Grundfrequenzkomponenten zwischen 100 KHz und 1 MHz) in einem Stromkabel etwa 65% der Lichtgeschwindigkeit beträgt. Das bedeutet, dass alle anderen Instrumente an dem zu testenden Kabel das Markersignal empfangen, das durch das erste Instrument erzeugt wurde, bevor der Nulldurchgang des Wechselstromzyklus' von dem ersten Instrument zu dem zweiten Instrument wandert. Gleichermaßen bedeutet es, dass sich ein Übergangszustand von dem Fehler zu den Instrumenten auf beiden Seiten des Übergangszustands mit einer VOP ausbreitet, die in jedem Fall gleich der VOP der Marker ist. Das erste Instrument detektiert einen Nulldurchgang des sich langsamer bewegenden Wechselstromsignals mit 50 oder 60 Hz, das dieses Instrument passiert, wodurch es veranlasst wird, einen höherfrequenten und somit schneller wandernden Marker zu erzeugen, zu speichern und auszusenden, der sich zu dem zweiten Instrument hin ausbreitet und dort gespeichert wird. Einige Zeit später, wenn der Nulldurchgangspunkt des sich langsamer bewegenden Stromsignals mit 50 oder 60 Hz das zweite Instrument erreicht, so erzeugt, speichert und sendet das zweite Instrument einen höherfrequenten Marker, der sich zu dem ersten Instrument hin ausbreitet und dort gespeichert wird. Es ist eine gegebene Tatsache, dass die Zeit, die der durch das erste Instrument erzeugte Marker benötigt, um zu dem zweiten zu wandern, gleich der Zeit ist, die ein Marker mit der gleichen Frequenz benötigt, um eine kurze Zeit später von dem zweiten Instrument zu dem ersten zu wandern. Diese Tatsache in Verbindung mit der bekannten Länge der Trennung zwischen den Instrumenten ermöglicht es, die VOP präzise zu berechnen. Die Instrumente erzeugen, speichern, senden und empfangen weiterhin Marker füreinander, während Wechselspannungs-Nulldurchgangspunkte durch sie hindurchgehen, bis zu dem Moment, da ein Fehler-Übergangszustand auftritt und durch jedes Instrument zusammen mit dem Marker, dem das Fehlerereignis unmittelbar vorangeht, detektiert und gespeichert wird. Die Differenz der Zeit, die der Übergangszustand braucht, um jedes Instrument zu erreichen, in Verbindung mit der VOP, die unter Verwendung der Marker und der Entfernung zwischen den Instrumenten berechnet wird, gestattet mit Hilfe der Instrumentensoftware eine präzise Bestimmung der Entfernung von jedem Instrument zu dem Fehler.
  • Die offenbarte Erfindung wird unter Bezug auf das Kapitel "Detaillierte Beschreibung" dieser Spezifikation in Verbindung mit den Zeichnungen besser verstanden.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die hauptsächlichen Zwecke und/oder Aufgaben der offenbarten Erfindung sind die Bereitstellung eines Systems und eines Verfahrens zum Identifizieren der Stelle von Fehlern in Energie- und/oder Signalübertragungsleitungen, das gleichzeitig:
    mindestens ein erstes und ein zweites Überwachungssystem anwendet, die ein Hochfrequenzsignal zwischen sich während des normalen Betriebes aussenden;
    dem Übertragungssystem gestattet, während der Fehlerortung in Betrieb zu bleiben;
    insofern passiv ist, als es keine externe Hochspannungsquelle benötigt, um das Übertragungssystem hinreichend zu belasten, um eine Entladung hervorzurufen, und das darum keine weiteren Schäden und Verschlechterungen der Qualität des Übertragungssystems riskiert, wie es der Fall ist, wo eine Hochspannungsquelle während des Testens angelegt wird;
    anstatt willkürlich eine Ausbreitungsgeschwindigkeit einzustellen, die Ausbreitungsgeschwindigkeit, die für Entfernungsberechnungen verwendet wird, in dem Augenblick vor dem Eintreten eines Fehler ermittelt, wodurch die Genauigkeit verbessert wird;
    eine Zeitkoordinierung der erfindungsgemäßen Systeme vor dem Fehler anstatt nach dem Fehler ausführt, weil, wenn ein Fehler schwerwiegend genug ist, um einen vollständigen Kurzschluss zu erzeugen, kein auslösender Signalpfad existieren würde.
  • Weitere Zwecke und/oder Aufgaben der offenbarten Erfindung gehen aus dem Studium der Spezifikation und der Ansprüche hervor.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 veranschaulicht ein typisches Stromverteilersystem, das Strom zu einem bestimmten Wohn-, Gewerbe- oder Industriegebiet verteilt.
  • 2 zeigt ein Stromsignal mit 50 oder 60 Hz, wie man es in dem Stromverteilersystem der bevorzugten Ausführungsform in 1 finden würde, wobei die Signale einem Lichtbogen- oder Entladungsfehler zugeordnet sind.
  • 3 ist ein vereinfachtes Stromverteilersystem mit in Betrieb befindlichen erfindungsgemäßen Sender/Empfängern, einem Fehler und den elektrischen Signalen, die zu dem Fehler gehören, und den Markern des erfindungsgemäßen Sender/Empfängers.
  • 4 ist eine erweiterte Zeichnung, welche die Zeitpunkte des Stromsignals, das Markersignal der erfindungsgemäßen Sender/Empfänger, die Fehlerwelle und die zugehörigen Zeitpunkte zeigt.
  • 5A, 5B und 5C veranschaulichen Zeitunterschiede in Verbindung mit der Fehlerwanderwelle im Verhältnis zu Stellen in dem Stromsystem.
  • 6A und 6B zeigen zwei mögliche Beispiele einer Konfiguration des Marker- und Fehlerspeichers.
  • 7A und 7B demonstrieren das Ausrichten von Daten, die durch die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger erfasst wurden.
  • 8 zeigt, wie der Speicher mehrere Wellenformen zum Speichern mehrerer Fehlerereignisse speichern kann.
  • 9 ist ein Beispiel, wie die erfassten Wellenformen bei Verwendung eines Personalcomputers als das Anzeige-/Analyseverfahren aussehen könnten.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 veranschaulicht ein typisches Stromverteilersystem, das einen lokalen Abwärtstransformator (1) mit einem Dreiphasenmedium-Spannungseingang und einem Dreiphasen-Niederspannungsausgang (240 Volt Wechselspannung) zum Verteilen von Strom zu einem Gebiet enthält. In der Regel gibt es mehrere Dreiphasen-Kabel, die aus einem einzelnen Transformator herausführen, aber zur Vereinfachung ist nur ein einziges Kabel (2) gezeigt. Das Kabel ist durch ein Gebiet hindurch verlegt, und Kundenversorgungsanschlüsse (3) sind mit dem Verteilerkabel verbunden. Das Kabel enthält in der Regel alle drei Phasen in einem einzigen Isolierungsmantel. Jeder nachfolgende Kunde ist an eine andere Phase angeschlossen, so dass ungefähr jeder dritte Kunde an einer gemeinsamen Phase anliegt. Erfindungsgemäße Sender/Empfänger sind an bevorzugten Stellen in dem Netz angeordnet, und zwar ein Sender/Empfänger an dem Stromquellentransformator (4) und der andere am Ende des Verteilerkabels (5). Weitere Sender/Empfänger könnten an anderen Punkten in dem Netz (6) angeordnet sein.
  • 2 zeigt eine Sinuswelle eines Stromsignals mit 50 oder 60 Hz (7), wie man sie in dem Stromverteilersystem in 1 vorfinden würde. Ein intermittierender Lichtbogen- oder Entladungsfehler (8) ist nahe der maximalen Spannung der Stromsignal-Sinuswelle (9) aufgetreten. Dieses sehr plötzliche, sehr niedrigohmige Ereignis lässt die Stromsignalspannung rasch zusammenbrechen und entlädt beträchtlichen Strom in den niedrigohmigen Kurzschluss. Dies wiederum erzeugt eine Hochfrequenzwelle, die durch die sehr scharfe Flanke (9) dargestellt ist, die sich in beiden Richtungen in der Übertragungsleitung ausbreitet.
  • 3 ist ein vereinfachtes Stromverteilersystem mit in Betrieb befindlichen erfindungsgemäßen Sender/Empfängern und einem Lichtbogen- oder Entladungsfehler (23) irgendwo entlang dem Verteilerkabel (18). Der erste erfindungsgemäße Sender/Empfänger (22) ist an oder nahe (17) dem Stromquellentransformator (15) eingesetzt. Der zweite Sender/Empfänger (29) ist in einiger Entfernung (C) nahe dem Ende des Verteilerkabels (25) eingesetzt. Beide erfindungsgemäßen Systeme sind identisch und enthalten Bandpassfilterschaltungen oder DSP-Systeme zur Filterung (19) (26) sowie Schaltungen (20) (27) zum Erzeugen eines Hochfrequenzstoßes oder Markersignals (16) (24), Markersignaldetektions-, Fehlersignaldetektions-, Abtastsystem-, Mikroprozessor- und Speicherschaltkreise (21) (28). Ein Lichtbogen- oder Entladungsfehler (23) erzeugt Wellen (F), die sich in beiden Richtungen von der Fehlerstelle fort ausbreiten. Die Entfernung (A) ist die physische, räumliche Entfernung von der Fehlerstelle zu dem ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger, der sich an Punkt (17) befindet. Die Entfernung (B) ist die physische, räumliche Entfernung von der Fehlerstelle zu dem zweiten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger, der sich an Punkt (25) befindet. Wenn ein Fehler auftritt und die Wanderwelle (F) erzeugt, so dauert es einige Zeit, (a) bis sich die Welle zu dem ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger, der sich an Punkt (17) befindet, ausgebreitet hat, und einige Zeit, (b) bis sich die Welle zu dem zweiten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger, der sich an Punkt (25) befindet, ausgebreitet hat.
  • 4 ist eine erweiterte Zeichnung, welche die Zeitpunkte des Stromsignals, des Markersignals der erfindungsgemäßen Sender/Empfänger und das Fehlerwellensignal zeigt. Diese Zeichnung veranschaulicht die Fehlerortungsverfahren, wie es in dem Kapitel "Beschreibung der Erfindung" dieses Dokuments beschrieben ist. Die oberste Wellenform ist das Stromsignal (34), wie es durch den ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger gesehen wird, der in dem Verteilersystem eingesetzt ist. Darunter befindet sich die Stromsignal-Wellenform (41), wie sie durch den zweiten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger gesehen wird, die infolge der Ausbreitung des Stromsignals entlang des Verteilersystems geringfügig zeitverzögert ist. Nachdem die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger in dem Netz in Betrieb genommen und initialisiert wurden, finden folgende Funktionsabläufe statt. Der erste Sender/Empfänger detektiert einen Nullspannungsdurchgang des Stromsignals, der durch die Linie (33) dargestellt ist. In dem Moment, wo ein Nulldurchgang detektiert wird, erzeugt der erste erfindungsgemäße Sender/Empfänger einen Hochfrequenzstoß oder ein Markersignal (32), speichert ihn bzw. es in seinem eigenen Speicher und sendet ihn bzw. es in das Stromverteilernetz. Weil der erste erfindungsgemäße Sender/Empfänger ununterbrochen Hochfrequenzdaten aus dem Netz im Verhältnis zur Zeit abtastet und speichert, im Wesentlichen so wie ein digitales Abtastspeicheroszilloskop, speichert er eine digitale Darstellung seines eigenen Markers (32) im Speicher. Wenn sich das Stromsignal entlang des Übertragungssystems ausbreitet, detektiert der zweite erfindungsgemäße Sender/Empfänger ebenfalls den Nulldurchgang des Stromsignals, der durch die Linie (40) dargestellt ist, und erzeugt seinerseits einen Hochfrequenzstoß oder ein Markersignal (39) und sendet ihn bzw. es in das Stromverteilernetz. Weil der zweite erfindungsgemäße Sender/Empfänger ebenfalls ununterbrochen Hochfrequenzdaten aus dem Stromnetz im Verhältnis zur Zeit abtastet und speichert, im Wesentlichen so wie ein digitales Abtastspeicheroszilloskop, speichert es eine digitale Darstellung seines eigenen Markers (39) im Speicher. Wenn kein Fehlersignal (37) und (44) durch die internen Schaltungen des erfindungsgemäßen Sender/Empfängers detektiert wurde, so detektieren beide Sender/Empfänger den nächsten Stromsignal-Nullspannungsdurchgang, erzeugen ein neues Markersignal (36) und (43) und überschreiben seinen internen Speicher mit einem neuen Datensatz der Hochfrequenzdaten aus dem Stromnetz. Dieser Prozess setzt sich in jedem Zyklus fort, bis die internen Fehlerdetektionsschaltungen das Eintreten eines Fehlers detektieren und das Überschreiben des zuletzt gespeicherten Datensatzes von Markersignalen verhindern. Unter den Stromsignaldarstellungen befindet sich eine erweiterte Ansicht des Stromsignals, von Markersignalen der erfindungsgemäßen Sender/Empfänger und eines Auftretens eines Fehlers. Das Stromsignal (50) in dem ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger, das durch null Volt (56) geht, löst die Erzeugung eines Markersignals (47) aus, und es wird im Speicher gespeichert und dann in die Übertragungsleitung ausgesendet. Das Markersignal breitet sich zu dem zweiten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger (52) aus, wo es auch im Speicher gespeichert wird. Das Stromsignal, das wegen seiner niedrigeren Frequenz eine viel geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit als der Hochfrequenzmarker hat, breitet sich schließlich zu dem zweiten Sender/Empfänger (54) aus und geht einige Zeit später durch null Volt, was durch die Zeitverzögerung (45) in der oberen Illustration dargestellt ist. Wenn das Stromsignal (54) in dem zweiten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger durch null Volt (55) geht, so löst es auch die Erzeugung eines Markersignals (53) aus, wo es auch im Speicher gespeichert wird und dann durch den zweiten Sender/Empfänger in die Übertragungsleitung ausgesendet wird. Das Markersignal des zweiten Sen der/Empfängers breitet sich zurück zu dem ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger (48) aus, wo es in dem Speicher des ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfängers gespeichert wird. Die zwei (oder mehr) erfindungsgemäßen Sender/Empfänger haben nun Markersignale ausgetauscht und gespeichert, welche die zwei Ausbreitungsverzögerungen T1 (46) und T2 (49) darstellen, und beide stellen die elektrische Länge von (C) in 3 dar. In der erweiterten Ansicht von 4 ist die Darstellung der Fehlerwelle (F) von 3 enthalten. Die Fehlerwelle wird in einem bestimmten Moment erzeugt, wenn der Fehler auftritt und sich in beiden Richtungen von der Fehlerstelle zu jedem erfindungsgemäßen Sender/Empfänger in dem Stromverteilernetz ausbreitet. Weil jeder erfindungsgemäße Sender/Empfänger Hochfrequenzsignale in dem Netz für den Stromzyklus abtastet und speichert, wird die Fehlerwelle, wenn sie den ersten (51) und den zweiten (58) erfindungsgemäßen Sender/Empfänger passiert, digitalisiert und im Speicher gespeichert. Der Zeitunterschied, wenn die Fehlerwelle die zwei erfindungsgemäßen Sender/Empfänger (57) passiert, stellt die algebraische Differenz von (a–b) in 3 dar. Wenn die in jedem erfindungsgemäßen Sender/Empfänger gespeicherten Daten zeitlich ausgerichteten werden, unter der Annahme, dass T1 gleich T2 sein muss, weil jeder Marker exakt die gleiche elektrische Entfernung zurückgelegt hat, und auch unter der Annahme, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeitsraten der Markersignale und Fehlersignale gleich sind, weil sie ungefähr die gleiche Frequenz haben, und unter Verwendung der bekannten Entfernung, welche die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger trennt, kann eine relative Entfernung zum Fehler unter Verwendung der direkt bereitgestellten algebraischen Formel berechnet werden.
  • Die 5A, 5B und 5C zeigen Zeitunterschiede auf der Grundlage der Stellen des Fehlers in der zu testenden Übertragungsleitung. In 5A hat die Wanderwelle den ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger (62) und den zweiten Sender/Empfänger (64) zu exakt derselben Zeit passiert. Es gibt keinen Zeitunterschied (63) zwischen den zwei Ereignissen. Das bedeutet, dass die Fehlerwelle exakt die gleiche physische Entfernung zu beiden erfindungsgemäßen Sender/Empfängern zurückgelegt hat, weshalb sich der Fehler an einem Mittelpunkt zwischen den zwei Sender/Empfängern befindet. In 5B hat die Fehlerereigniswelle den ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger (65) früher als den zweiten Sender/Empfänger (67) passiert, weshalb der Fehler näher an dem ersten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger liegt. Es gibt einen Zeitunterschied zwischen den zwei Ereignissen (66), so dass (a–b) von 2 negativ wäre. In 5C hat die Fehlerereigniswelle den zweiten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger (70) früher als den ersten Sender/Empfänger (68) passiert, weshalb der Fehler näher an dem zweiten erfindungsgemäßen Sender/Empfänger liegt. Es gibt einen Zeitunterschied zwischen den zwei Ereignissen (69), so dass (a–b) von 2 positiv wäre.
  • Die 6A und 6B zeigen zwei mögliche Beispiele von erfindungsgemäßen Sender/Empfänger-Speicherkonfigurationen zum Erfassen und Speichern des Hochfrequenzstoßes oder Markersignals und der Fehler-Wanderwelle. Diese Zeichnung beschreibt die mögliche Speicherkonfiguration eines einzelnen erfindungsgemäßen Sender/Empfängers, aber die Beschreibung findet auf jegliche/alle erfindungsgemäßen Sender/Empfänger Anwendung, weil sie identisch sind. Das Beispiel in Verbindung mit 6A implementiert eine große Speichergruppierung zum Speichern aller erforderlichen Daten und ist vor allem als eine Illustration des Prozesses gezeigt, obgleich es trotzdem eine mögliche Implementierung ist. Das Beispiel in Verbindung mit 6B implementiert eine viel kleinere Speichergruppierung zum Speichern aller erforderlichen Daten. Diese Konfiguration verwendet die 50 oder 60 Hz-Nulldurchgangs- und Fehlerwellendetektionsschaltungen zum Steuern des Speicherprozesses in einer solchen Weise, dass nur Daten, die für das Ermöglichen von Entfernung-zum-Fehler-Berechnungen benötigt werden, gespeichert werden. Wenden wir uns Zeichnung 6A zu, wo eine 1,05 Megabyte große Speichergruppierung (75) eine ausreichende Anzahl von Datenpunkten speichern würde, um einen Zyklus einer 48 Hz-Stromsinuswelle (Schlimmstfall) mit einer Auflösung von 10 Nanosekunden abzutasten (1/48 Hz = 20,83 Millisekunden je Zyklus/2 = 10,42 Millisekunden je Zyklus). Eine Zeitpunktauflösung von zehn Nanosekunden würde ungefähr eine Entfernungsgenauigkeit von ±6 Fuß ergeben, und der Analog-Digital-Wandler würde eine vertikale Auflösung von 8 Bits haben. Wie in früheren Beschreibungen und Figuren dargelegt, geht das Stromsignal (76) durch null Volt (78) und veranlasst den erfindungsgemäßen Sender/Empfänger, einen Hochfrequenzstoß oder ein Markersignal (79) zu erzeugen und zu speichern. Die Sender/Empfänger, die in dem Stromverteilernetz zum Einsatz kommen, tauschen miteinander Markersignale aus und speichern sie, wobei (79) der Marker ist, der durch den ersten Sender/Empfänger erzeugt wird, und (80) der Marker ist, der von dem zweiten Sender/Empfänger kommend empfangen wird. Es ist zu beachten, dass die Daten durch ein Bandpassfilter oder DSP-System aufbereitet wurden, wie in 3 (19) und/oder (26) gezeigt, welches das Niederfrequenz-Stromsignal aus den erfassten Daten entfernt. Der Sender/Empfänger speichert weiterhin Hochfrequenzdaten im Verhältnis zur Zeit. Wenn kein Fehler eintritt, so startet das System den Prozess kurz vor der nächsten Null neu (77) und überschreibt Daten in dem Speicher. Wenn ein Fehler (81) eintritt, so wird er im Speicher zusammen mit dem Markersignalaustausch gespeichert, und der Prozess stoppt das schreiben in diese Speichergruppierung, wodurch ein Datensatz im Verhältnis zur Zeit sowohl der Markersignale als auch der Fehler-Wanderwelle beibehalten wird. Wenden wir uns 6B zu. Eine viel kleinere Speichergruppierung kann verwendet werden (82), wenn nur die Daten, die für den Fehlerortungsprozess unverzichtbar sind, gespeichert werden würden, insbesondere der Markersignalaustausch, die Fehler-Wanderwelle und die Länge der Zeit zwischen diesen zwei Ereignissen. Nachdem die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger an ihren Platz gesetzt und initialisiert wurden, beginnen sie mit dem Erfassen und Speichern von Hochfrequenzdaten von der zu testenden Übertragungsleitung. Diese Daten werden zunächst in einer Sektion (83) der Datengruppierung (82) gespeichert, die ununterbrochen in einer Schleife arbeitet (85), bis ein Nulldurchgang (92) eines Stromsignals (91) detektiert wird. Der Nulldurchgang (92) veranlasst den erfindungsgemäßen Sender/Empfänger, einen Hochfrequenzstoß oder ein Markersignal (87) zu erzeugen und zu speichern. Die Sender/Empfänger, die in dem Stromverteilernetz zum Einsatz kommen, erzeugen und speichern füreinander Markersignale, wobei (87) das Markersignal ist, das durch den Sender/Empfänger 1 erzeugt wurde, und (88) das Markersignal ist, das von dem Sender/Empfänger Nr. 2 kommend empfangen wurde. Es ist zu beachten, dass die Daten durch ein Bandpassfilter oder DSP-System, wie in 3 (19) und (26) gezeigt, aufbereitet wurden, welches das Niederfrequenz-Stromsignal aus den erfassten Daten entfernt. Der Sender/Empfänger speichert Hochfrequenzdaten in der Gruppierung (83) für einen festen Zeitraum vor und nach einem Nulldurchgang, um zu gewährleisten, dass einige Daten aus der Zeit vor dem Nulldurchgangsereignis gespeichert werden, und der komplette Markersignalaustausch wird für eine größere Länge des Verteilerkabels gespeichert. Nachdem der Markeraustausch gespeichert wurde, springt das System zum Anfang der Gruppierung (84) und setzt das Speichern von Hochfrequenzdaten im Verhältnis zur Zeit und den Schleifendurchlauf ununterbrochen fort (86). Dieser Prozess erzeugt praktisch ein Fenster (89) oder eine Momentaufnahme von gespeicherten Daten, die sich entlang des Stromsignals bewegen. Die Anzahl der Schleifen wird ebenfalls gezählt, um die Zeitkohärenz zwischen den gespeicherten Daten der Markersignale und den gespeicherten Daten der Fehlersignale beizubehalten. Wenn kein Fehler eintritt, so startet das System den Prozess kurz vor der nächsten Null neu und überschreibt Daten in dem Speicher, wie in dem obigen Prozess. Wenn ein Fehler eintritt (90), so wird er im Fehlerspeicher (84) gespeichert, und der Prozess verlässt die Schleife und beendet das Schreiben in diese Speichergruppierung, wodurch ein Datensatz im Verhältnis zur Zeit sowohl der Markersignale als auch der Fehler-Wanderwelle beibehalten bleibt.
  • Die 7A und 7B demonstrieren das Ausrichten von Daten, die durch die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger im Lauf der Zeit erfasst wurden. Durch Auftragen der Marker- und Fehlerdatengruppierungen aus jedem Sender/Empfänger und Ausrichten der Zeitverzögerungen, die mit dem Markersignalaustausch verbunden sind, d. h. ein Angleichen von T1 an T2, und Auswerten der relativen Zeitverzögerungen, die mit der Fehlerwelle zusammenhängen, die jeden Sender/Empfänger passiert, können Fehlerwellen-Zeitverzögerungsdifferenzen in eine Entfernung relativ zu der Entfernung umgewandelt werden, welche die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger trennt. Die Zeichnung von 7A zeigt Rohdaten (101) (105), die aus zwei erfindungsgemäßen Sender/Empfängern erfasst wurden und auf einer gemeinsamen x-Achse aufgetragen sind. Es ist zu beachten, dass beide Sender/Empfänger Hochfrequenzenergiestöße oder Markersignale ausgetauscht haben, wobei (98) der ausgesendete Marker von dem ersten Sender/Empfänger ist, (107) der erste Sender/Empfänger-Marker ist, der an dem zweiten Sender/Empfänger empfangen wird, (108) der zweite ausgesendete Marker von dem Sender/Empfänger ist und (100) der zweite Sender/Empfänger-Marker ist, der an dem ersten Sender/Empfänger (107) empfangen wird. Bezugslinien oder Cursor (97), (99), (103) und (104) werden dann an der Vorderflanke jedes Markersignals angeordnet. 7B zeigt, wie die Daten von den unabhängigen erfindungsgemäßen Sender/Empfängern (113), (119) im zeitlichen Verlauf ausgerichtet wurden. Weil die Hochfrequenzstöße oder Markersignale (115), (116), (121) und (122) durch die zwei Sender/Empfänger über dieselbe Übertragungsleitung ausgetauscht wurden, und da die Markersignale die gleiche Frequenz und im Wesentlichen das gleiche Signal haben, kann angenommen werden, dass die elektrische Verzögerung von dem ersten Sender/Empfänger zu dem zweiten Sender/Empfänger oder T1 (109) und von dem zweiten Sender/Empfänger zu dem ersten Sender/Empfänger oder T2 (110) die gleiche ist. Wenn die Daten von einem der erfindungsgemäßen Sender/Empfänger zeitlich bewegt werden, bis T1 (109) gleich T2 (110) ist, so wird die Differenz zwischen dem Moment, wo das Fehlersignal an dem ersten Sender/Empfänger (114) und dem zweiten Sender/Empfänger (120), (123) eintraf, nun bedeutsam. Dies wird als (a–b) bezeichnet. Wenn die Entfernung, welche die erfindungsgemäßen Sender/Empfänger trennt, T1 oder T2, und der Zeitunterschied (a–b) auf eine einfache algebraische Formel angewendet werden, so kann eine Entfernung für den Fehler mit Bezug auf die Stelle des erfindungsgemäßen ersten oder zweiten Sender/Empfängers abgeleitet werden.
  • 8 demonstriert, wie eine große Speichergruppierung (127) zum Speichern mehrerer Wellenformen verwendet werden kann, die mehrere Fehlerereignisse über einen langen Überwachungszeitraum hinweg dokumentieren. In 8 würden einzelne Speicherzellen (128) zum Speichern einzelner Fehlerereignisse verwendet werden. Wenn ein Fehler detektiert und gespeichert wurde, so schreitet der erfindungsgemäße Sender/Empfänger zur nächsten Zelle weiter und setzt das Überwachen auf weitere Fehler fort.
  • 9 ist ein Beispiel, wie die erfassten Wellenformen bei Verwendung eines Personalcomputers als das Anzeige-/Analyseverfahren aussehen könnten.
  • Es versteht sich, dass die Terminologie "Sender/Empfänger" in einem hinreichend weit gefassten Sinn zu interpretieren ist, worin auch ein dedizierter Empfänger enthalten ist, wenn sich dies funktional anbietet.
  • Nachdem hiermit nun der Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbart wurde, ist auch klar, dass angesichts der Lehren viele Modifikationen, Austauschungen und Änderungen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Es versteht sich darum, dass die Erfindung auch auf andere Weise praktiziert werden kann, als es hier ausdrücklich beschrieben ist, und dass die Erfindung in ihrer Breite und in ihrem Geltungsbereich nur durch die Ansprüche eingeschränkt werden darf.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung, aufweisend die Schritte von: a) Bereitstellen einer elektrischen Signal- und/oder Energieübertragungsleitung (18) und funktionelles Implementieren mindestens erster (22) und zweiter (29) Übertragungs-/Empfangs-Mittel zum Herstellen und Empfangen von Signalfolgen eines Hochfrequenzsignals (16) (24), wobei das Hochfrequenzsignal eine Signalfolge mehrerer Zyklen einer elektromagnetischen Welle aufweist, die auf der Übertragungsleitung übertragen wird, wobei die ersten und zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel voneinander durch einen bekannten räumlichen Abstand (c) entlang der elektrischen Signal- und/oder Energieübertragungsleitung getrennt sind; b) Bereitstellen eines Mittels zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten, die durch jedes der ersten (19) (21) und zweiten (26) (28) Übertragungs-/Empfangs-Mittel übertragen und empfangen werden, als eine Funktion der Zeit; wobei das Verfahren weiter einen Wiederholungsschritt c aufweist, bis eine unerwartete Signalfolge eines Hochfrequenzsignals (F), das nicht durch beide der ersten und zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel übertragen wird, durch beide der ersten und zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel empfangen wird, wobei der Schritt c ist: c) während eines Speicherns von Hochfrequenzsignaldaten, welches die Übertragung und einen Empfang von Hochfrequenzsignalen, die durch beide der ersten und zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel gesendet und empfangen wurden, dokumentiert: bei Empfang eines erneut stattfindenden auslösenden Ereignisses (50), das durch die ersten Übertragungs-/Empfangs-Mittel erfasst wurde, Bewirken, dass das erste Übertragungs-/Empfangs-Mittel eine Signalfolge eines Hochfrequenzsignals (47) erzeugt und überträgt, welches sich in Richtung des zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittels ausbreitet, wobei die Signalfolge eines Hochfrequenzsignals durch das zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel empfangen (52) wird; und mindestens eine Auswahl aus einer Gruppe, die besteht aus: bei Empfang des erneut stattfindenden auslösenden Ereignisses (54), das durch das zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel erfasst wurde, Bewirken, dass das zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel eine Signalfolge eines Hochfrequenzsignals (53) erzeugt und überträgt, welcher sich in Richtung des ersten Übertragungs-/Empfangs-Mittels ausbreitet, wobei die Signalfolge eines Hochfrequenzsignals durch das erste Übertragungs-/Empfangs-Mittel empfangen (48) wird; und nach Erfassung eines Signals von dem ersten Übertragungs-/Empfangs-Mittel (52), Bewirken, dass das zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel eine Signalfolge eines Hochfrequenzsignals (53) erzeugt und überträgt, welcher sich in Richtung des ersten Übertragungs-/Empfangs-Mittels ausbreitet, wobei die Signalfolge eines Hochfrequenzsignals durch das erste Übertragungs-/Empfangs-Mittel empfangen (48) wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter aufweist: d) bei der Erfassung und Speicherung einer unerwarteten Signalfolge eines Hochfrequenzsignals (51), das nicht durch beide der ersten oder zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel erzeugt wurde, Bestimmen von mindestens übertragener (47) und empfangener (48) Hochfrequenzsignaldaten, die in Schritt c erzeugt wurden, welcher dem letzten Auftreten des erneut stattfindenden auslösenden Ereignisses (50) entspricht, und von Daten, welche das unerwartete Hochfrequenzsignal (51) dokumentieren, um in den Mitteln zum Speichern von Hochfrequenzdaten als Funktionen der Zeit festgelegt zu werden; e) durch Verwenden von Daten, die in dem Mittel zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten (101) gespeichert wurden, Entwickeln und Ausrichten erster (101) und zweiter (105) effektiver Hochfrequenzdatenplots gegenüber der Zeit, welche Signalen entsprechen, die durch die ersten (98) (100) und zweiten (107) (108) Übertragungs-/Empfangs-Mittel entsprechend empfangen wurden, so dass: ein Zeitunterschied (109) zwischen der Auslösung der Signalfolge eines Hochfrequenzsignals durch das erste Übertragungs-/Empfangs-Mittel (115) in dem ersten effektiven Hochfrequenzdatenplot (113) gegenüber der Zeit, und der Empfang der Signalfolge eines Hochfrequenzsignals (121) durch das zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel in dem zweiten effektiven Hochfrequenzdatenplot (119) gegenüber der Zeit bereitgestellt wird; verursacht wird, um gleich zu sein: einem Zeitunterschied zwischen der Auslösung der Signalfolge eines Hochfrequenzsignals, das durch das zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel (122) in dem zweiten effektiven Hochfrequenzdatenplot (119) gegenüber der Zeit und einem Empfang der Signalfolge eines Hochfrequenzsignals durch das erste Übertragungs-/Empfangs-Mittel (116) in dem ersten effektiven Hochfrequenzdatenplot (113) gegenüber der Zeit bereitgestellt wird; wobei die effektiven Datenplots Daten beinhalten, die der Erfassung der unerwarteten Signalfolge eines Hochfrequenzsignals entsprechen, das nicht durch beide der ersten (114) oder zweiten (120) Übertragungs-/Empfangs-Mittel erzeugt wurde; f) Messen eines resultierenden Zeitunterschieds (123) in den ersten (113) und zweiten (119) ausgerichteten effektiven Plots gegenüber der Zeit zwischen entsprechenden analogen Punkten in einem unerwarteten Hochfrequenzsignal, das durch das erste Übertragungs-/Empfangs-Mittel (114) und das zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel (120) erfasst wurde; und g) Umwandeln des Zeitunterschiedes (123), der in Schritt f bestimmt wurde, in einen räumlichen Abstand einer Stelle (23) des Signals und/oder elektrischen Energieübertragungsfehlers, die zwischen dem ersten (17) und zweiten (25) bertragungs-/Empfangs-Mittel angeordnet ist.
  2. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 1, in welchem die Signal- und/oder elektrische Energieübertragungsleitung eine elektrische 50 oder 60 Hz Wechselstromübertragungsleitung ist und in welcher das erneut stattfindende auslösende Ereignis, welches verwendet wird, um zu bewirken, dass das erste Übertragungs-/Empfangs-Mittel eine Signalfolge eines Hochfrequenzsignals erzeugt und überträgt, ein Spannungs- und/oder Nullstromdurchgang (56) (55) ist, welcher bei den ersten (47) und zweiten (53) Übertragungs-/Empfangs-Mitteln zu Zeiten ankommt, die voneinander durch die Ausbreitungszeit des Nulldurchgangs zwischen dem ersten und zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel kompensiert sind, basierend auf der Ausbreitungsgeschwindigkeit davon entlang der elektrischen 50 oder 60 Hz Wechselstromübertragungsleitung.
  3. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 2, in welchem der auslösende Signalspannungs- und/oder Nullstromdurchgang (55) verwendet wird, um zu bewirken, dass das zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel eine Signalfolge eines Hochfrequenzsignals (53) erzeugt und überträgt, und wobei der Signalspannungs- und/oder Nullstromdurchgang sich von dem ersten zu dem zweiten Überträger/Empfänger mit einer geringeren Ausbreitungsgeschwindigkeit als die Signalfolge eines Hochfrequenzsignals ausbreitet, welches von dem ersten Übertragungs-/Empfangs-Mittel (47) übertragen wird und durch das zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel (52) oder von dem zweiten übertragenen/empfangenen Mittel (52) an das erste übertragene/empfangene Mittel (48) empfangen wird.
  4. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 1, in welchem das auslösende Signal, welches durch den zweiten (52) Überträger/Empfänger empfangen wird, durch den ersten Überträger/Empfänger erzeugt wird.
  5. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 1, in welchem es keinen Zeitunterschied (63) in den ausgerichteten effektiven Plots gegenüber der Zeit zwischen analogen Punkten in der Erfassung des unerwarteten Hochfrequenzsignals oder Fehlers durch das erste Übertragungs-/Empfangs-Mittel (62) und dem zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel (64) gibt, und wobei der Fehler auf der Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung sich im Wesentlichen auf der halben Strecke zwischen dem ersten und zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel befindet.
  6. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 1, in welchem es einen Zeitunterschied in den ausgerichteten effektiven Plots gegenüber der Zeit zwischen analogen Punkten in der Erfassung des unerwarteten Hochfrequenzsignals oder Fehlers durch das erste Übertragungs-/Empfangs-Mittel und dem zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel gibt, und wobei sich der Fehler auf der Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung bei einer Auswahl von der Gruppe befindet, die besteht aus: zu dem ersten Übertragungs-/Empfangs-Mittel (65) (67) näher sein; und zu dem ersten Übertragungs-/Empfangs-Mittel (70) (68) näher sein.
  7. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 1, in welcher die Terminologie Hochfrequenz Hochfrequenzen über 1.000 Hz beinhaltet.
  8. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 1, in welchem der Frequenzinhalt der Hochfrequenzausbrüche, die durch das erste und zweite Übertragungs-/Empfangs-Mittel übertragen werden, ausgewählt wird, um den Frequenzinhalt des unerwarteten Hochfrequenzsignals, das sich aus einem Fehler auf der elektrischen Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung ergibt, annähern, um so eine im Wesentlichen gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit bereitzustellen.
  9. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 7, in welchem die Frequenz des unerwarteten Hochfrequenzsignals in der Größenordnung von 1 MHz liegt, und die der Hochfrequenzausbrüche, die durch das erste und zweite übertragene/empfangene Mittel übertragen werden, in der Größenordnung von 300 bis 500 KHz liegt.
  10. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 1, in welchem es mehr als zwei Übertragungs-/Empfangs-Mittel gibt.
  11. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 1, in welchem das Mittel zum Speichern von Hochfrequenzsignaldaten, die durch jedes der ersten und zweiten Übertragungs-/Empfangs-Mittel übertragen und empfangen werden, als eine Funktion der Zeit, die in einer derartigen Weise konfiguriert ist, um ein Speichern von Daten zu ermöglichen, welche Mehrfachfehlerereignissen entsprechen.
  12. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 1, in welchem die elektrische Signal- und/oder elektrische Übertragungsleitung mindestens zwei Leiter aufweist.
  13. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 9, in welchem die Signal- und/oder elektrische Energieübertragungsleitung ein Dreiphasenstromübertragungssystem ist.
  14. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 9, in welchem die Signal- und/oder elektrische Energieübertragungsleitung ein Stromübertragungssystem ist, welches eine Wechselstromwelle verwendet, die in der Frequenz niedrig genug ist, so dass ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit gering genug ist, um so den Markern zu erlauben, sich schneller als die Wechselstromwelle auszubreiten.
  15. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 9, in welchem die Signal- und/oder elektrische Energieübertragungsleitung derart ist, dass der Überträger/Empfänger der Erfindung zufällig zueinander triggern können, um so Markersignale auszutauschen, wobei die zeitlich zufällig festgelegten Triggerereignisse von ausreichend niedriger Frequenz sind, so dass die Markersignale Zeit haben, an gemessene Kabellängen, die untersucht werden, wie sie für die Anwendung benötigt werden, zu durchlaufen und nicht mit anderen Markern vermischt zu werden.
  16. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 9, in welchem die Signal- und/oder elektrische Energieübertragungsleitung ein Einzelphasen-Stromübertragungssystem ist.
  17. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 9, in welchem die Signal- und/oder elektrische Energieübertragungsleitung ein Stromübertragungssystem für ein Fluggerät ist.
  18. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 9, in welchem die Signal- und/oder elektrische Energieübertragungsleitung ein Stromübertragungssystem für ein Raumfahrzeug ist.
  19. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 9, in welchem die Signal- und/oder elektrische Energieübertragungsleitung ein kommerzielles Stromübertragungssystem oder ein Stromübertragungssystem für ein Marineschiff ist.
  20. Verfahren zum Bestimmen der Stelle eines Fehlers auf einer Signal- und/oder elektrischen Energieübertragungsleitung wie in Anspruch 9, in welchem sich die Signal- und/oder elektrische Energieübertragungsleitung in einem industriellen Stromübertragungssystem befindet.
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