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Erfindungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft ein System zum Orten von Fehlern mithilfe mehrerer
Impulsdurchläufe
an einem Leiter, der getestet wird, und durch Mittelwertbildung
der erfassten Impulsaktivität.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein System, welches eine Teilentladungsmessung
und eine verbesserte Datenerfassung mithilfe von mehreren Impulsdurchläufen und der
Mittelwertbildung ausführt,
ohne dass dazu die Impulsauslösefunktion
eines digitalen Oszilloskops erforderlich ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei
der Übertragung
von elektrischem Strom kann es an Kabeln und Verteilersystemen zu
Teilentladungen kommen, wenn die Kabelisolierung defekt ist. So
kann beispielsweise ein Hohlraum in einer Kabelisolierung Teilentladungen
unter normalen Betriebsbedingungen und unter Testbedingungen hervorrufen,
wenn das Kabel unter Strom gesetzt wird, d.h., wenn Hochspannungssignale
in das Kabel gelangen. Wenn eine Teilentladung (PD – Partial
Discharge) auftritt, gehen Strom- und Spannungsimpulse mit hoher
Frequenz von der Entladungsstelle aus, die nachstehend als Fehlerstelle
bezeichnet wird. Diese Strom- und Spannungsimpulse können nützlich als
ein Hinweis für
das Vorliegen eines Fehlers (z.B. eines Isolierdefekts) zur Ortung
und Einschätzung
einer Teilentladung sein. Die Art Kabelfehler, die zu einer Teilentladung
führt,
ist nicht reversibel, und die Beschädigung an dem Kabel führt allmählich zu einer
Qualitätsminderung
der Isolierung, bis ein schwerwiegender Ausfall einsetzt. Ein Kabel,
an dem eine Teilentladung stattfindet und das nicht weiter beachtet
wird, weist aufgrund einer Kombination von Faktoren, wie beispielsweise
Eindringen von Feuchtigkeit, mechanischer Ermüdung und Temperaturbeanspruchung
und anderen, im Laufe der Zeit eine immer schlechtere Qualität auf. Es
ist äußerst kostenwirksam,
das Kabel zum Zeitpunkt der Herstellung und nach Installation zur überwachen,
um eine Teilentladungsaktivität
zu erkennen und deren Stelle zu ermitteln, sobald derartige Bedingungen
eintreten, so dass präventive
Wartungsarbeiten ausgeführt
werden können,
bevor es zu einem katastrophalen Ausfall kommt.
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US 5530365 legt ein Verfahren
zum Orten von Fehlern in Kabeln mit Hilfe eines komplexen Verfahrens
der Impulsreflexion offen.
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Die
Teilentladungsortung (PDSL – Partial
Discharge Site Location) ist ein Verfahren zum Bestimmen der Position
eines Fehlers innerhalb eines Hochspannungskabels (HV – High Voltage
Cable) durch Verwendung einer Erkennungseinrichtung an einem nahen
Ende des Kabels, um die Impulse zu erkennen, die innerhalb der Fehlerstelle
von der Teilentladung erzeugt werden. Die Reflexion jener Impulse
vom entfernten Ende des Kabels wird ebenfalls am nahen Ende erfasst.
Die Zeitdifferenz zwischen dem Teilentladungsimpuls und dessen reflektiertem Impuls
ist proportional zum Abstand der Fehlerstelle von dem entfernten
Ende des Kabels.
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Ein
bereits vorliegendes System zum Messen einer Teilentladung (PDM-Partial
Discharge Measurement) nutzt ein relativ einfaches Entladungsstellen-Ortungssystem,
das es einem Nutzer ermöglicht,
ein einziges Mal eine Impulsaktivität an einem Musterkabel zu erfassen,
das gerade getestet wird. Dabei kann der Nutzer die grafische Benutzeroberfläche und
Verarbeitungsmöglichkeiten
des PDM-Systems nutzen, um sich in Impulse und deren Reflexionen
hineinzuzoomen und die Position eines Fehlers innerhalb des Kabels
zu ermitteln. Dieses einmalige zeitliche Erfassen weist einige Mängel im Vergleich
zu anderen auf, wie z.B. dem mit digitalisierendem Oszilloskop.
Da das oben beschriebene Verfahren lediglich einmal ausgeführt wird,
findet keine Mittelwertbildung der Daten statt. Somit ist die Empfindlichkeit
des PDM-Systems durch das Rauschen im System begrenzt, das nicht
in Wechselwirkung mit anderen Faktoren erfasst wird. Ein digitales
Oszilloskop ist insofern von Vorteil, als es die Impulsaktivität mitteln
kann, indem die Impulsaktivität
in kurzen Stößen ausgehend
von der zeitlichen Einstellung als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis,
welches durch einen Impuls erzeugt wird, digitalisiert. Im Unterschied
zu der einmaligen zeitlichen Erfassung stellen diese kurzen Stöße der digitalisierten
Impulsaktivität mehrere
Durchläufe
durch das Kabel, welches untersucht wird, dar. Aus dem Ergebnis
dieser Digitalisierungsoperationen der einzelnen Durchläufe wird
insgesamt der Mittelwert gebildet, wodurch ein Gesamtbild der Impulsaktivität entsteht.
Ein weiterer Vorteil eines digitalen Oszilloskops besteht darin,
dass es die Möglichkeit
bietet, das Vorhandensein mehrerer Stellen innerhalb des Kabels
zu erkennen.
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Das
Bereitstellen der Leistungsmerkmale eines digitalen Oszilloskops
in einem PDM-System durch
einfaches Kopieren der Funktionsweise eines digitalen Oszilloskops
unter Anwendung der Impulsauslösung
ist keine wirkliche Option, da das PDM-System völlig neu konstruiert werden
müsste, um
auch die Funktionen einzuschließen,
die gegenwär tig
nicht in der PDM-Systemhardware vorhanden sind, wie beispielsweise
die einstellbare Schwellenerkennungsoperation an dem eingehenden
Datenstrom mit einem zusätzlichen
Datenweg zur Verarbeitung der Schwellenwertsignale. Eine solche Neukonstruktion
ist nicht wünschenswert,
weil sie möglicherweise
die vorhandenen Möglichkeiten
der Erkennung und Messung einer Teilentladung beeinträchtigen
könnte,
die bereits in dem PDM-System vorhanden sind. Das PDM-System ist
so ausgelegt, dass es auf der Grundlage einzelner Impulse arbeitet und
die Einzelimpulsereignisse identifiziert, und beruht nicht auf einem
Wiederholungssignal, wie dies für
die PDSL-Messung typisch ist. Die Änderung der Konstruktion würde erhebliche
Anstrengungen und Kosten bedeuten, damit das Auslösesystem
eines Oszilloskops enthalten wäre,
und auch eine andere Philosophie im Hinblick auf die Funktionsweise
des PDM-Systems. Aus einem System, das im Wesentlichen frei läuft, würde das
PDM-System zu einem System mit Auslösung werden, so dass es nicht
nur Ereignisse wie große
Spitzen (d.h. die interessanten Faktoren) suchen, sondern auch jene
Ereignisse erfassen würde,
die einen festgelegten Schwellenwert überschreiten. Dies stellt für das PDM-System
ein Problem dar, denn möglicherweise
werden Ereignisse übersehen,
weil sie nicht den Auslösekriterien
entsprechen.
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Dementsprechend
wird ein PDM-System benötigt,
welches die Mittelwertbildung an Impulsen für die PDSL ausführen kann,
ohne dass es dabei zu Auslöse-
und anderen Operationen wie bei Oszilloskopen kommt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein
einzelnes Digitalisierungssystem geschaffen, welches sowohl die PDSL
als auch PDM ermöglicht.
Die Softwareverarbeitung der Informationen, die von einem PDSL-System
erzeugt werden, wird so verbessert, dass Mittelwertbildungsfunktionen
ausgeführt
werden können, wie
jene, die von einem digitalen Oszilloskop bereitgestellt werden,
und gleichzeitig eine Automatisierung des PDSL-Messprozesses erfolgt.
Erfindungsgemäß wird ein
verbessertes PDSL-System implementiert, welches eine Kombination
aus Genauigkeit, Rauschtoleranz und leichter Handhabbarkeit des PDSL-Prozesses bietet.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung wird die Softwareverarbeitung
des verbesserten PDSL-Systems zur Verwendung in konventionellen TDR-Systemen
(Time Domain Reflectometry) ohne PD-Messfunktion angepasst, um die
Funktionalität
in gleicher Weise zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird ein
PDSL-System geschaffen, mit dem die Ausbreitungsgeschwindigkeit im
Kabel ermittelt wird, sowie ein Verfahren zur Anwendung des Systems.
Das PDS-System leitet einen Eichimpuls (d.h. einen Impuls, der nicht
groß genug ist,
um eine Entladung an Fehlerstellen hervorzurufen) in das zu testende
Kabel, und es werden Datenerfassungsoperationen ausgeführt, um
die Zeit, die ein Impuls benötigt,
um die gesamte Länge
des getesteten Kabels zu passieren, mit der Länge jenes Kabels ins Verhältnis zu
setzen.
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Nach
noch einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Anlegen
eines Erregungsimpulses an einen Leiter geschaffen, der getestet
wird, und zum Erhalten einer statistischen Summe der Impulsaktivität am Leiter
als Reaktion auf den Erregungsimpuls. Die statistische Summe entsteht
durch die Zwischenspeicherung (Pufferung), wobei die Impulsausbreitungszeit,
die Kabellänge, die
von den Impulsen passiert wurde, und die Pufferpositionen zum Speichern
der Daten über
die Impulse so miteinander in Korrelation gesetzt werden, dass die
in einem untersuchten Leiter auftretende Impulsaktivität einschließlich Reflexionen
und Interferenz an vorhersehbaren Pufferpositionen dargestellt wird.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zum Ermitteln der Position von Fehlerstellen in einem
Leiter geschaffen. Ein PDSL-System umfasst ein Impulsentladungs-Messsystem
(PDM-System) und wird so programmiert, dass die von dem PDM-System
erfassten Daten in einem Referenzpuffer gespeichert werden, der
in der Größe der Ausbreitungszeit
eines Impulses auf der Länge
des Leiters entspricht. Es werden Abtastwerte der erfassten Impulse
genommen, um die Impulsspitzen über
einem ausgewählten Rauschpegel
zu orten. Zusammen mit einer ausgewählten Anzahl von Abtastwerten
werden diese Impulse in einem temporären Arbeitsspeicher gespeichert,
normiert und anschließend
zu dem Referenzpuffer hinzugefügt.
Der Referenzpuffer erzeugt ein statistisches Mittel der Impulsaktivität. Am Anfang und
am Ende des Referenzpuffers werden Primär- bzw. Erregungsimpulse und
deren Reflexionen sowie Übergangs-Interferenz-Impulse
und Hochfrequenzinterferenzen angegeben. Reflexionen von Impulsen
von Fehlerstellen sind in dem übrigen
Teil des Referenzpuffers dargestellt. Die Abstände einer Fehlerstelle vom
Ende des Kabels lassen sich infolge der proportionalen Abmessung
des Referenzpuffers in Bezug auf die Länge des Kabels und die Ausbreitungszeit
im Kabel ermitteln.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
verschiedenen Aspekte, Vorteile und neuartigen Merkmale der Erfindung
werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang
mit den beiliegenden Zeichnungen leichter verständlich.
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1 veranschaulicht
eine Konfiguration eines Leiters und eines PDSL-Systems, welches
entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
aufgebaut ist und Fehler in dem Leiter ortet;
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2 zeigt
Impulse und reflektierte Impulse, die mithilfe eines PDSL-Systems
während
der Längeneichung
entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
analysiert werden;
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3 ist
ein Blockdiagramm eines PDSL-Systems, das entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
aufgebaut ist;
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4 veranschaulicht
Wellenformen in dem PDSL-System aus 3;
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5 veranschaulicht
die Erfassung von Daten mittels PDSL-System entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, welches eine Abfolge von Operationen zum Eichen
eines PDSL-Systems und zum Ermitteln des Abstands-Skalierfaktors
entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
darstellt;
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7 ist
ein Ablaufdiagramm, welches eine Abfolge von Operationen zur Datenerfassung über ein
PDSL-System entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
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8 zeigt
einen Puffer, der entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
aufgebaut ist, und
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9 und 10 veranschaulichen
Impulse, die von einem PDSL-System an einem Leiter erfasst werden,
und deren Darstellung in einem Referenzpuffer entsprechend einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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Es
wird davon ausgegangen, dass in sämtlichen Figuren die gleichen
Bezugsziffern zur Kennzeichnung gleicher Teile und Komponenten verwendet
werden.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Anhand
von 1 wird ein exemplarischer elektrischer Leiter 10 dargestellt,
der nachstehend zur Veranschaulichung als Kabel bezeichnet wird.
Es ist davon auszugehen, dass das System und das Verfahren zum Analysieren
der Impulsaktivität
gemäß der vorliegenden
Erfindung im Zusammenhang mit der Untersuchung verschiedener Medien
und unterschiedlicher Arten von Testsignalen verwendet werden können. Bei
dem abge bildeten Beispiel werden Hochspannungssignale als Testsignale
verwendet. Ein PDSL-System 12 ist
an das nahe Ende des elektrischen Leiters 10 angeschlossen
und kann so betätigt
werden, dass es Impulse mit niedriger Spannung (CP) für Eichzwecke
anlegen kann. Weiterhin legt das PDSL-System 12 mithilfe
von Hochspannungswechselstrom- oder
-gleichstromsignalen Strom an den elektrischen Leiter 10 an.
Daher wird der elektrische Leiter 10 bis zu der Stelle
unter Strom gesetzt, an der Fehler 16 im elektrischen Leiter 10 entladen
werden und Impulse erzeugen, die von dem PDSL-System 12 gemessen
werden. Ein Kabel, das beispielsweise mittels PDSL in einer realen
Umgebung getestet wird, unterliegt einer Reihe verschiedener Formen
von Impulsaktivität,
die sich auf die Messung der Position der Entladungsquelle auswirken.
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Ein
Primärimpuls
(PP – Primary
Pulse) ist ein Entladungsimpuls von einer Fehlerstelle, der sich
in dem Kabel in Richtung des Messendes ausbreitet, ohne reflektiert
zu werden. Der Weg 18 des PP ist in 1 abgebildet.
Die erste Reflexion (FR – First
Reflection) ist der Impuls PP',
der sich entlang des Kabels zum entfernten Ende 22 ausgebreitet
hat (d.h., das Ende, welches sich am weitesten von der Messstelle 24 entfernt
befindet), der am entfernten Ende 22 reflektiert worden
ist und demzufolge zu dem Messende 24 gelangt (d.h. beispielhaft
durch den Weg 20 dargestellt). Die Zeitdifferenz zwischen
den beiden Impulsen PP und FR ist proportional zum Abstand X zwischen
dem entfernten Ende 22 des Kabels und der Fehlerstelle 18.
Bei der Durchführung
von PDSL-Messungen
ist die Zeitdifferenz hilfreich.
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Erfindungsgemäß führt das
PDSL-System 12 die PDSL in optimaler Art und Weise durch,
indem der PP und der FR gemessen werden, während gleichzeitig weitgehend
alle anderen Formen der Impulsaktivität auf dem Kabel verworfen werden.
Aufgrund der Dämpfung
des Kabels hat der FR-Impuls normalerweise eine geringere Größe als der
PP. Dieser Effekt wird in gewisser Weise durch den positiven Reflexionskoeffizienten
am entfernten Ende 22 des Kabels 10 aufgehoben.
Wenn die Dämpfung
gering ist, ist der FR-Impuls im Allgemeinen größer als der Primärimpuls.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße PDSL-System 12 ein
Messsystem, welches diesen Größenunterschied
berücksichtigt.
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Reflexionen
zweiter und höherer
Ordnung (SHOR – Second
and Higher Order Reflections) wie in 2 entstehen,
wenn der Entladungsimpuls (z.B. PP) von einer Fehlerstelle 16 sowohl
vom nahen Ende 24 als auch vom entfernten Ende 22 in
dem Kabel 10 reflektiert wird, wobei er mit einsetzender Dämpfung des
Kabels 10 kleiner wird. Dementsprechend können nach
dem FR-Impuls mehrere Reflexionsimpulse erkannt werden. SHORs sind
aus diesem Grund durch gleichmäßig beabstandete
Impulse gekennzeichnet. Die Zeitdifferenz zwischen den SHOR-Impulsen
ist proportional zur Länge
des Kabels 10. Diese SHOR-Impulse sind um die gleichen Beträge t bzw.
l von dem PP beabstandet, die wie nachstehend anhand von 9 beschrieben
zusammengehören.
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Übergangs-Interferenzimpulse
(TIPs – Transient
Interference Pulses) können über beispielsweise
das Kabel 10 oder die Luft von der externen Umgebung in
das Messsystem des PDSL-Systems 12 einbezogen werden. Diese
TIPs werden als Impulse entweder am nahen Ende 24 oder
am entfernten Ende 22 des Kabels 10 erkennbar.
TIPs bestehen aus einem Impuls mit einer oder mehreren Reflexionen.
Der zeitliche Abstand dieser Reflexionen ist proportional zur Länge des
Kabels und daher genauso groß wie
bei den SHORs, wie in 2 abgebildet. Die TIPs unterscheiden
sich jedoch von den SHORs dadurch, dass sie nicht mit dem PP und
dem FR korrelieren. Die TIPs treten in Bezug auf PP und FR zufällig auf,
wie in der Phantomzeichnung aus 2 verdeutlicht
ist.
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Eine
Hochfrequenzinterferenz (RFI – Radio Frequency
Interference) kann in das PDSL-System einbezogen
werden, wenn es in einer offenen oder lediglich teilweise abgeschirmten
Umgebung betrieben wird. Im Ergebnis könnten Punktfrequenzen oder Frequenzen
mit Seitenbändern
an das Kabel 10 angelegt werden. Dadurch erhöht sich
der Pegel des Hintergrundrauschens des Systems, was dazu führen kann,
dass Reflexionen unsichtbar werden, insbesondere dann, wenn die
Dämpfung
des Kabels 10 hoch ist. Da die Entladungsaktivität nicht
stochastisch ist, steht sie selbst dann mit PP und FR in Korrelation,
wenn die Hochfrequenzinterferenz mit der Leitungsfrequenz in Wechselwirkung
steht. Somit kann die RFI durch Mittelwertbildung eliminiert werden.
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Das
PDSL-System 12 umfasst ein digitales Messsystem zum Erfassen
von Spitzen 30 und eine Einrichtung zum Erzeugen von Hochspannungssignalen 32.
Als Alternative dazu kann das PDSL-System 12 mit einer
externen Hochspannungsquelle betrieben werden. Eine Hochspannungsversorgung, die
in das PDSL-System eingebaut oder an selbiges angeschlossen werden
kann, ist beispielsweise eine beliebige Stromversorgung, die auf
dem Systemcontroller der Serie 970 von Hipotronics, Inc., Brewster, New
York, beruht. In 3 ist ein Blockdiagramm eines
digitalen Messsystems 30 für Teilentladungen (PDM) abgebildet,
welches die digitale Spitzenerfassung bei der PDSL 12 implementiert
und erfindungsgemäß arbeitet.
In 4 sind die Signalwellenformen A, B und C an den
Ausgängen
der verschiedenen Komponenten in dem PDM-System 30 dargestellt.
Anwendungsbereiche für
das PDM-System 30 sind u. a., jedoch nicht ausschließlich, Test- und Überwachungs-Stromkabel,
Verteilungs- und Stromtransformatoren, Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen,
Leistungsschalter, gasisolierte Schaltanlagen, Spannungsdurchführungen,
Paralleldrosseln, Potenzial- und Stromwandler, Kompensations kondensatoren,
Leistungsisoliererzeugnisse, Blitzableiter und andere Hochspannungskomponenten
und Isoliermaterialien sämtlicher
Art.
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Ein
Muster, z.B. ein Muster eines Isoliersystems, wie beispielsweise
das Kabel 10, bei dem mithilfe des PDM-Systems 30 die
Teilentladung erfasst werden soll, ist an eine Kopplungsimpedanz 34 angeschlossen.
Das PDM-System 30 ist vorzugsweise nicht stationär, und häufig überlagern
Impulse die Hochspannungswellenform, die von einer Hochspannungsquelle 32 durch
das Muster 10 geleitet wird. In 4 ist die
Wellenform, die von der Kopplungsimpedanz 34 erzeugt wird,
als Wellenform A dargestellt. Zur Veranschaulichung ist die Größe des Impulses 38,
der sich über
die Hochspannungswellenform A legt, überzeichnet worden. Die Ausgangsgröße der Kopplungsimpedanz 34 ist
in 4 als Wellenform B abgebildet. Nach der Verarbeitung
durch den Verstärker 36 kann
der Impuls als Wellenform C aus 4 erscheinen.
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Wie
weiterhin aus 3 hervorgeht, erfolgt die digitale
Spitzenerfassung mithilfe einer Spitzenerfassungsschaltung 40,
die eine Digitalisiereinrichtung 42 sowie eine Spitzenerfassungs-
und eine Verarbeitungslogik 44 umfasst. Die Ausgangsgröße der Spitzenerfassungslogik 44 wird
an einen Pufferspeicher 46 und anschließend zu einem Computer 48 weitergeleitet.
Der Computer 48 ist vorzugsweise an eine Anzeigevorrichtung 50 angeschlossen
und führt
weitere Verarbeitungs- und Anzeigefunktionen aus.
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Das
PDM-System 30 bietet vorzugsweise wenigstens zwei verschiedene
Betriebsarten für
die Verwendung in unterschiedlichen Anwendungen. Die grundlegenden
Betriebsarten sind (1) allgemeine Messung und Impulsanzeige und
(2) zeitabhängige Impulserfassung.
Ein Impulserfassungs- und Analysemodus mithilfe verschiedener Fenster
ist auch in den ebenfalls anhängigen
und zuvor erwähnten
Patentenanmeldungen beschrieben. Wenn das PDM-System 30 in
dem allgemeinen Mess- und Anzeigemodus betrieben wird, kopiert es
die Funktionsweise eines traditionellen Instruments äußerst genau.
Dieser Modus ist so optimiert, dass er die schnellstmögliche Aktualisierungsgeschwindigkeit der
Systemanzeige 50 bietet und damit dem PDM-System 30 gestattet,
die Eigenschaften von beispielsweise einem analogen Kathodenstrahloszilloskop
zu imitieren. Wie in 5 abgebildet, werden einzelne
Impulse (z.B. Impuls 54) in feststehenden Fenstern (z.B.
Fenster 56) erfasst, wobei die Größe der positiven und negativen
Spitzen berücksichtigt wird.
Die Impulse werden jeweils in einem Erfassungsspeicher gespeichert,
und zwar auf der Grundlage ihrer Position in dem Zyklus eines Taktsignals 58 und
der Anzahl von Zyklen, die seit dem letztmaligen Lesen des Erfassungsspeichers
verstrichen ist. Dadurch, dass die Phase in der Position eines Impulses in
dem Erfassungsspeicher impliziert ist, wird der Prozess des Schreibens
der einzelnen Impulse in die Systemanzeige 50 vereinfacht,
indem die erforderlichen Rechenoperationen verringert werden. Wenn Impulse
so dicht beieinander auftreten, dass sie die Position einer einzelnen
Phase 56 einnehmen, zeichnet das PDM-System 30 den
höchsten
Impuls auf und gibt den höchsten
Impuls auf der Systemanzeige 50 an. Dadurch vermeidet das
PDM-System 30, dass ein Impuls auf die Anzeige 50 geschrieben
werden muss, nur um dann die aktuelle Anzeige mit einem größeren Impuls
zu überzeichnen.
Dieser Modus garantiert, dass der Impuls mit der höchsten Entladungsgröße gemessen
wird, er garantiert jedoch nicht, dass in sämtlichen Situationen alle Impulse aufgelöst werden.
Mit anderen Worten erzeugen mehrere Impulse, die in einem Fenster 56 auftreten, ein
Ergebnis, während
ein einzelner Impuls, der sich über
zwei Fenster erstreckt, zu zwei Ergebnissen führt. Durch diesen Modus entsteht
jedoch eine hohe Aktualisierungsgeschwindigkeit (z.B. im typischen Fall
25 × pro
Sekunde), kombiniert m t einer genauen Messung der Entladungsgröße. Die
erzeugte Anzeige sieht aus wie die einer analogen Anzeige, denn sie
ist bipolar und kann das Überschwingen
eines Impulses darstellen (d.h., ein Impuls, der gleichzeitig mit dem
Nachschwinger eines anderen Impulses auftritt). Dadurch wird das
PDM-System 30 komfortabel für einen
Nutzer, der an traditionelle Instrumente gewöhnt ist. Der Impulserfassungs-
und Analysemodus ist dem allgemeinen Betriebsmodus vorzuziehen, wenn
die Statistik der Entladungsaktivität zu betrachten ist. Wenn beispielsweise
ein „Fingerabdruck" der Entladung genommen
werden soll, können
alle Impulse in einem festgelegten Intervall über den Impulserfassungs- und
Analysemodus erfasst werden. Dennoch ist der allgemeine Modus von
Vorteil bei der Erfassung des Überschwingens
der Impulse, um eine realistische Anzeige zu bieten.
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Die
zweite Betriebsart, d.h. die zeitabhängige Impulserfassung, ist
die einfachste Betriebsart. Nachdem das PDM-System 30 in
diesem Modus gestartet ist (mithilfe der feststehenden Zeitfenster
wie in 5), füllt
das PDM-System 30 einen Impulserfassungsspeicher mit nachfolgenden
Abtastwerten auf, die von der Digitalisierungseinrichtung 42 genommen
werden. In diesem Modus wird nicht versucht, die Spitzen der Impulse
zu erfassen. Deshalb wird keine Messung der Entladungsgröße durchgeführt. Der
primäre
Nutzen dieses Modus liegt in der Fehlerortung in Kabeln. Die Position
von Impulsen innerhalb des Kabels lässt sich durch Messung des Zeitintervalls
zwischen einem Impuls und dessen Reflexion ermitteln. Durch Vergleich
mit der Zeit, die ein Impuls benötigt,
um die gesamte Länge
des Kabels 10 zurückzulegen
und wieder zum Ausgangspunkt zurückzukehren
(z.B. Messpunkt 24), kann die Position der Fehlerstelle 16 vom
entfernten Ende 22 des Kabels 10 ermittelt werden.
Dieser Modus bietet weiterhin eine Diagnosefunktion, da er es ermöglicht,
die Impulsform zu untersuchen, um die Bandbreite des Systems zu
optimieren. Aufgrund der zeitbasierten Erfassung ermöglicht es
dieser Modus weiterhin, Interferenzfrequenzen zu messen, so dass
eine geeignete Filterung ausgeführt
werden kann.
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Bei
dem Computer 48 im digitalen Entladungserfassungssystem 30 (PDM-System)
handelt es sich z. B. vorzugsweise um einen Personalcomputer. Der
Computer 48 ist so eingerichtet, dass er eine flexible
Testaufzeichnung und einen Datenexport in verschiedene Softwareprogramme,
beispielsweise WordTM und ExcelTM,
ermöglicht.
Programmiert ist der Computer 48 so, dass er ein flexibles
Analyseinstrument für
die digitale Erfassung von Teilentladungen bietet. Die Impulserfassung
erfolgt in Bezug auf die Phasen- oder Zeitkoordinaten. Für die vollständige Steuerung
der Torschaltung von Impulsen sowohl auf der vertikalen als auf
der horizontalen Achse, stehen verschiedene Betriebsarten zur Verfügung. Die
FPGA-Technologie wird vorzugsweise für die Spitzenerfassung und
Operationen (d.h. Spitzenerfassungslogik 44) zusammen mit
der zentralen Verarbeitungseinheit des Computers 48 verwendet.
Impulse vom Verstärker 36 werden
an den FPGA-Spitzendetektor 40 geschickt,
der eine Digitalisierungseinrichtung 42 aufweist (nachstehend
als Analog-Digital-Wandler (ADC – Analog-to-Digital Converter)
bezeichnet). Der ADC 42 ist vorzugsweise ein 10-Bit-ADC,
der eine 9-Bit-Auflösung
und ein Vorzeichenbit erstellt. Wie bereits in den ebenfalls anhängigen Patentanmeldungen
beschrieben, wird die Ausgabegröße des ADC 42 einer
zweistufigen Pipeline zugeführt,
die einen ADC-Puffer
und einen Spitzenpuffer umfasst. Die Werte in diesen Puffern stellen
zwei Stufen in einer Pipeline dar und werden einem großen Komparator
zugeführt.
Eine Ablaufsteuereinheit in der Spitzenerfassungslogik 44 bietet
eine Torsteuerung, mit der das Zeitfenster ermittelt wird, in dem
die Spitzenerfassung ausgeführt
wird. Darüber
hinaus steuert die Ablaufsteuereinheit das Takten der Pipeline und
das Zurücksetzen
von Werten in der Pipeline.
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Automatische Eichung der
Kabellänge
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Bevor
die PDSL-Messungen erfolgen, wird erfindungsgemäß die Ausbreitungszeit eines
Impulses, der sich über
die gesamte Länge
des Kabels ausbreitet, ins Verhältnis
zur Länge
des Kabels 10 gesetzt. Nahe am Ende 24 des Kabels 10 (d.h.
am Messpunkt) wird ein Eichimpuls injiziert. Vorzugsweise setzt
der Eichimpuls (CP – Calibration
Pulse) das Kabel 10 nicht so stark unter Strom, dass es
an eventuell vorhandenen Fehlerstellen im Kabel zu einer Entladung
kommen könnte.
Daraufhin wird die Zeitdifferenz zwischen der Injizierung des CP
und dessen erster Reflexion (CP')
gemessen. Den Faktor, mit dem die Zeitdifferenz zwischen einem PP
und dessen Reflexion (d.h. FR) mit dem Ab stand der Fehlerstelle 16 vom
entfernten Ende 22 des Kabels 10 ins Verhältnis zu
setzen ist, erhält
man aus der Zeitdifferenz zwischen dem Eichimpuls (CP) und dessen
Reflexion (CP')
vom entfernten Ende 22 von Kabel 10.
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Zum
automatischen Eichen kann das PDSL-System 12 für die Bereitstellung
von Eichimpulsen am nahen Ende 24 von Kabel 10 und
zum Auslösen
der PDSL-Erfassung des Systems verwendet werden. Da die PDSL-Erfassung
in dem PDM-System 30 keinen vollständigen Zyklus der Versorgungsquelle 32 in
Anspruch nimmt, kann mit dem PDM 30 sichergestellt werden,
dass die PDSL-Erfassung einen Eichimpuls aufweist. Somit ist das PDM-System 30 von
Vorteil, weil es so eingerichtet ist, dass die Startphase der PDSL-Erfassung
eingestellt werden kann und die Phasenposition bekannt ist. Ein
wichtiger Aspekt des Eichens des PDSL-Systems 12 besteht
darin, dass der Impuls oberhalb des Rauschens sichtbar ist.
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Zum
automatischen Eichen der Länge
läuft das
PDSL-System im allgemeinen Mess- und
Impulsanzeigemodus, wobei der Verstärker 36 zum Messen des
Hintergrundrauschpegels des Systems zum Einsatz kommt. Der Pegel
wird aufgezeichnet, wie in Block 60 aus 6 angegeben.
Das PDSL-System 12 lässt
sich so steuern, dass mit dem Eichen begonnen wird, nachdem der
Computer 48 festgestellt hat, dass ein CP mit einer Spitzenhöhe von wenigstens 50%
oberhalb des aufgezeichneten Hintergrundrauschpegels eingeleitet
wird (Block 62). Bei Block 64 schaltet das PDSL-System 12 dann
vorzugsweise in den zeitabhängigen
Impulserfassungsmodus um (nachfolgend als PDSL-Modus bezeichnet)
und löst
eine Serie von Erfassungen aus (Block 66). Die Daten aus
den einzelnen Erfassungsvorgängen
werden wie nachstehend im Zusammenhang mit 6 beschrieben,
kombiniert.
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Erfindungsgemäß wird das
PDSL-System 12 über
die Spitzenerfassungslogik 44 so programmiert, dass ein
Primärreferenzpuffer
in dem Pufferspeicher erstellt wird (Block 46) und der
Primärreferenzpuffer gelöscht wird
(Block 68). Die PDSL-Messung wird im PDSL-Modus begonnen.
Dementsprechend werden Daten in einem zweiten Puffer in dem Pufferspeicher 46 erfasst
(Blöcke 70 und 72).
Die Daten stellen eine zeitbasierte Serie von Datenpunkten dar,
die eine ADC-Ausgabegröße zu einem
bestimmten Moment darstellen.
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Das
PDSL-System 12 sucht die Daten in dem Sekundärpuffer
solange, bis die Spitze des Eichimpulses geortet ist, bei der es
sich um den höchsten
Wert handelt, der in dem Sekundärpuffer aufgezeichnet
ist (Block 74). Die Daten im Sekundärpuffer werden solange verschoben,
bis dieser Spitzenwert an einer vorgegebenen Position bzw. einem solchen
Register im Puffer gespeichert ist (z.B. 10% in dem Puffer), wie
im Block 76 angegeben. Dadurch werden Probleme infolge
von Jitter oder einer Synchronisationsverschiebung durch Neupositionierung der
Spitze an einem bekannten Punkt eliminiert. Die Daten im Sekundärpuffer
werden zu jenen im Primärpuffer
hinzugefügt
(Block 78). Der Prozess wird einige Male wiederholt (z.B.
zwischen 50 und 100 Mal), um sicherzustellen, dass alle Rauschquellen
im Impulsstrom (z.B. TIPs oder RFI), die keine Korrelation aufweisen,
entfernt werden. Wie aus 2 hervorgeht, treten der CP,
seine Reflexion CP' sowie
die TIPs und SHORs in ähnlichen
Zeitintervallen t auf, die der Länge
l des Kabels 10 entsprechen.
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Wie
weiterhin aus 6 und dem negativen Abzweig
des Entscheidungsblocks 66 erkennbar wird, sucht das PDSL-System 12 nach
dem Nullpunkt des CP im Sekundärpuffer
und vermerkt die CP-Position (Block 80). Der CP in 2 wird
als erster Impuls φ[A]
dargestellt. Daraufhin tastet das PDSL-System 12 den Sekundärpuffer
nach der CP-Reflexion CP' ab, wobei angenommen
wird, dass die Reflexion CP' der
zweithöchste
Impuls ist (d.h. der höchste
Impuls CP wird vernachlässigt).
Das PDSL-System 12 legt den Nullpunkt der Reflexion CP' und die entsprechende
Position des Nullwertes im Sekundärpuffer fest (Block 82).
Die Reflexion CP' ist
in 2 als zweiter Impuls φ[B] abgebildet. Danach wird
die Zeitdifferenz zwischen dem CP und dessen Reflexion CP' berechnet (Block 84)
und aus dieser Zeitdifferenz ein Abstands-Skalierfaktor berechnet
(Block 86). Zum Beispiel kann der Abstands-Skalierfaktor
l/t betragen, wobei die Länge
l des Kabels bekannt ist und die Zeitdifferenz berechnet wird. Der
Abstands-Skalierfaktor l/t ist ebenfalls äquivalent zu (l × f)/n,
wobei f die Abtastfrequenz im PDSL-Modus ist und n die Anzahl der
Abtastwerte, die zwischen den Impulsen φ[A] und φ[B] erfasst wurden. Die automatische
Eichung, die anhand von 6 beschrieben wurde, wird zum
Skalieren der Messungen nicht benötigt, wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit
im Kabel bekannt ist.
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Datenerfassung und -verarbeitung
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Nachdem
das PDSL-System 12 geeicht worden ist, ist es bereit für die Ausführung der
Datenerfassungs- und -verarbeitungsoperationen, die nachstehend
im Zusammenhang mit 7 und 8 beschrieben
werden. Das PDSL-System 12 erfasst vorzugsweise Daten über eine
vorher festgelegte Anzahl von Erfassungsvorgängen hinweg, die von dem Nutzer
oder einer geeigneten Standardeinstellung eingestellt wird. Die
Datenmenge, die zusammengetragen wird, stellt einen Kompromiss zwischen
dem Erhalt einer ausreichenden Datenmenge, die sicherstellt, dass
die gesamte Länge
des Leiters 10 gemessen wird, und dem Vermeiden der Erfassung
einer zu großen
Datenmenge und einer längeren
Verarbeitungszeit dar. Der Computer kann die Datenmenge auf der
Grundlage des verbliebenen Speichers nach dem Erfassen des PP ermitteln.
Der Nutzer kann die computermäßig bestimmte
Datenmenge außer
Acht lassen, wenn er auf der Grundlage der Erfahrung im Hinblick
auf die Durchlaufzeit bzw. Ausbreitungsgeschwindigkeit einer speziellen
Art Leiter oder Kabel einschätzen
kann, wie viele Daten benötigt
werden. Zum Beispiel kann das PDM-System 30 bei einem Erfassungsvorgang
0,25 Megabyte (MB) Informationen erfassen. Da bei einer Leitungsfrequenz
von 60 Hz kein vollständiger
Stromversorgungszyklus abgedeckt werden kann, muss das PDSL-System 12 wissen,
wo die Datenerfassung im Stromversorgungszyklus einsetzen soll,
um das Digitalisieren der gültigen Entladungsimpulse
sicherzustellen. Der Ausgangspunkt kann aus den Impulsinformationen
ermittelt werden, die beim Betrieb im Impulsanzeigemodus erfasst
werden.
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Nach
dem Eichen wird ein Hochspannungssignal an das Kabel 10 angelegt,
das groß genug
ist, damit an Fehlerstellen 16 im Kabel 10 Entladungen stattfinden
(Block 90 aus 7). Diese Hochspannung kann
beispielsweise mithilfe der zuvor erwähnten Steuerung der Serie 970
erzeugt werden, die an das PDSL-System 12 angeschlossen
oder darin eingebaut ist. Wenn das PDSL-System 12 eine
Steuerung der Serie 970 oder eine ähnliche Vorrichtung zum Einsatz
bringt, gibt es wenigstens zwei Möglichkeiten zum Anlegen von
Spannung. Zum einen kann ein von dem Nutzer oder von dem PDSL-System 12 definierter
Spannungspegel die Spannung soweit anheben, bis ein vom Nutzer festgelegtes
Aktivitätsniveau
erreicht ist. Nachdem eine Spannung angelegt ist, bei der die Musterentladung
stattfindet, wird die Spannung vorzugsweise solange gehalten, bis
der Test abgeschlossen ist.
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Wenn
sich das Muster 10 auf einer ausgewählten Spannung für die Entladung
befindet, wird der Ausgangspunkt für die Digitalisierung festgelegt (Block 92).
Die Ausgangsposition kann automatisch ermittelt werden, wenn die
Entladungsaktivität über dem
Hintergrundrauschen sichtbar ist. Natürlich brauchen nur die Primärimpulse
(PPs) sichtbar zu sein. Als Alternative dazu kann der Nutzer die
Startposition der Datenerfassungssequenz angeben. Z.B. kann der
Nutzer die Startposition angeben, indem er die Position der Entladungsaktivität auf der
normalen phasenbezogenen Entladungsanzeige beobachtet und einen
geeigneten Wert auswählt.
Nachdem der Ausgangspunkt festgelegt ist, beginnt das PDSL-System 12 den
Datenerfassungsprozess (Block 94). Zu der Datenerfassung
gehört
vorzugsweise eine definierte Anzahl von Erfassungsphasen, deren
Anzahl vom Nutzer eingestellt werden kann. Je höher die Anzahl von Erfassungsvorgängen, desto relevanter
sind die erfassten Daten in statistischer Hinsicht.
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Das
PDSL-System 12 erstellt einen Referenzpuffer 93 für die letztendlich
zusammengetragenen Daten, wie in 8 abgebildet.
Der Referenzpuffer 93 ist so bemessen, dass er der Zeitdifferenz
zwischen einem Eichimpuls und dessen Reflexion entspricht, wie während der
Eichphase gemessen (6). Die Anwendung des Abstands-Skalierfaktors,
der während
des Eichens ermittelt wird, stellt sicher, dass der Datenpuffer 93 der
Länge des
Kabels 10 entspricht, und zwar zusätzlich zu den kleinen Schutzbändern 97 und 99 der
Register 95, die zu jedem Ende des Puffers 93 hinzugefügt sind.
Die Inhalte dieses Referenzpuffers werden auf 0 eingestellt, wie
in Block 96 aus 7 angegeben. Für jede der Datenerfassungen
führt das
PDSL-System 12 eine Abfolge von Operationen aus. Nachdem
das PDSL-System 12 den Erfassungsmodus in Gang setzt, wie
in dem Entscheidungsblock 98 angegeben, speichert das PDSL-System 12 die
Ausgabewerte aus der Digitalisierungseinrichtung 42 (z.B.
10 Bit-Darstellungen einer Wellenform, die über einen Analog/Digital-Wandler
verarbeitet ist) und speichert weiterhin solange Werte, bis 256
K Abtastwerte in dem Pufferspeicher 46 erfasst sind (Block 100).
Die Daten aus der PDSL-Erfassung werden in einen Arbeitspuffer im
Pufferspeicher 46 übertragen
(Block 102). Das System tastet den Arbeitspuffer solange ab,
bis es einen Impuls findet, der über
dem Grundrauschen des Systems liegt (Block 104). Das PDSL-System 12 ortet
die Spitze jenes Impulses. Nachdem die Spitze gefunden worden ist,
wird der entsprechende Impuls in einen temporären Puffer kopiert, zusammen
mit einer Reihe von Abtastwerten, die dem Impuls folgen (Block 106).
Die Anzahl von Abtastwerten nach dem Impuls, die in dem temporären Puffer
im Pufferspeicher 46 gespeichert werden, entspricht der
Größe des Referenzpuffers
und somit der Länge
des Kabels. Die Einträge
in den temporären
Puffer werden normiert, so dass die Größe der ersten Impulseinheit
entsteht (Block 108). Die Einträge in den temporären Puffer
werden zu den entsprechenden Einträgen im Referenzpuffer hinzugefügt (Block 110).
Die Daten in dem Arbeitspuffer werden weiterhin abgetastet und verarbeitet,
wie anhand der Blöcke 104, 106, 108 und 110 beschrieben
ist, bis der gesamte Arbeitspuffer abgetastet ist (Block 112).
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Nachdem
der Datenerfassungsprozess ausgeführt ist, hält der Referenzpuffer eine
Datensequenz, die die Aktivität
innerhalb der Länge
des Kabels darstellt.
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Analyse der Referenzpufferdaten
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Nachdem
der Referenzpuffer (z.B. Puffer 93 in 8)
gefüllt
ist, kann er analysiert werden, um die Aktivität innerhalb des Kabels zu ermitteln.
Die Inhalte des Referenzpuffers stellen ein statistisches Mittel der
Impulsvergangenheit über
dem Zeitraum hinweg dar, der während
der Wanderung der Impulse durch die gesamte Länge des Kabels 10 verstrichen
ist. In 9 ist eine Reihe von Impulsen
A, B, C und D, die sich durch das Kabel 24 bewegen und
von dem PDSL-System 12 am Messende 24 gemessen
werden, dargestellt. In 10 sind
die Impulse A, B, C und D auch einzeln abgebildet, zusammen mit
der historischen Entwicklung der Impulse 120, wie im Referenzpuffer
dargestellt. Zur Verdeutlichung trat der Impuls B in einem Zeitintervall
auf, das dem Abstand d im Kabel entspricht, wie in 1 dargestellt.
Die Impulse C und D traten jeweils in einem Zeitintervall auf, das
l bzw. der Länge
des Kabels entspricht.
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Die
Daten, die am nahen Ende bzw. Messpunkt 24 des Kabels 10 erfasst
werden, sind auf der linken Seite der Rohdaten aus 9 angegeben.
Die Inhalte des Referenzpuffers zeigen ein Diagramm der Aktivität entlang
der Kabellänge,
wie durch 120 in 10 angegeben.
Die Inhalte im Referenzpuffer, die den Daten am Messende 24 des
Kabels 10 entsprechen, umfassen im Wesentlichen immer einen Impuls 120,
der die statistische Summe aller Impulse ist (z.B. der Impulse A,
B, C und D), die während
der Datenerfassungsphase aufgezeichnet wurden. Die schraffierte
Fläche 124 aus 10 stellt
die Umgebung außerhalb
des Kabels dar, während
die nicht schraffierte Fläche
der Aktivität
im Kabel 10 entspricht.
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Wenn
die Dämpfung
im Kabel gering ist, besteht die Möglichkeit, dass SHORs auftreten.
SHORs erscheinen im Endergebnis 120 im Referenzpuffer als
Beitrag zu dem Impuls 122 am Beginn des Referenzpuffers
und als entsprechender Impuls 128 am entfernten Ende des
Puffers. Der Grund dafür
ist, wie bereits zuvor erwähnt,
dass die SHORs um die Zeit voneinander beabstandet sind, die der
Ausbreitung des Impulses auf der Länge des Kabels entspricht. Deshalb
sind SHORs zeitlich um den gleichen Betrag voneinander entfernt.
TIPs erscheinen in der gleichen Art und Weise, entweder an einem
Ende 22 von Kabel 10 oder am anderen Ende 24.
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Die
Wirkung von SHORs und TIPs besteht somit darin, die Höhe des Impulses 122 am
Beginn des Referenzpuffers zu akzentuieren und einen Impuls 128 am
Ende des Puffers zu erzeugen, wodurch die Anfangs- und die Endpunkte
des Kabels angegeben werden. Da die RFI, die nicht in Korrelation
mit der Impulsaktivität
am Muster steht, über
die Länge des
Kabels für
eine Vielzahl von Erfassungsvorgängen
gemittelt wird, wird die RFI als eine Kompensierung der Daten im
Referenzpuffer betrachtet. Somit wird der Effekt der Interferenzen
durch die vorliegende Erfindung unterdrückt.
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Die
für die
meisten Nutzer interessanten Daten sind die PPs und die FRs. Die
PPs (z.B. Impuls A in 9 und 10) treten
am Anfang des Kabels 10 auf und akzentuieren somit den
ersten Impuls 122. Die SRs (z.B. Impuls B) unterscheiden
sich von den Interferen zen und anderen Reflexionen dadurch, dass
sie von dem PP nicht durch die Kabellänge beabstandet sind, sondern
durch einen etwas kleineren Betrag d. Da die statistischen Mittelwerte
erhalten wurden, besteht der Effekt der PPs und FRs darin, die Impulse
(z.B. Impuls E in 10) innerhalb des Kabels und
nicht nur an den Enden wie die SHORs und TIPs zu platzieren. Dementsprechend
sind die den FRs entsprechenden Daten beispielsweise irgendwo im
Referenzpuffer und nicht an den Enden des Puffers enthalten. Die
FRs zeigen Fehlerstellen 16 an. Folglich wird die Position
der Fehlerstellen innerhalb des Kabels 10 angezeigt. Da
die Referenzpufferlänge
der Zeit entspricht, die während
der Ausbreitung eines Impulses über
die Länge
l des Kabels verstrichen ist, gibt die Zeitdifferenz zwischen der
linken Seite des Bezugspuffers und dem Impuls E den Abstand d vorn
nahen Ende 24 des Kabels bzw. den Abstand x vom entfernten
Ende 22 des Kabels an. Wenn keine Impulse zwischen den
Enden des Puffers angezeigt sind, kann ein Nutzer daraus schließen, dass
sich dicht an den Enden 22 und 24 des Kabels 10,
im Anschlusssystem am entfernten Ende 22 oder außerhalb
des Kabels 10 ein Problem befindet.
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Wenn
das PDSL-System 12 mit einer Systemsteuerung der Serie
970 betrieben wird, braucht der Nutzer lediglich die Spannung einzugeben,
bei der das Kabel getestet werden soll, sowie die Anzahl der Erfassungszyklen,
die ausgeführt
werden sollen, und entweder die Länge des Kabels oder dessen Ausweitungsgeschwindigkeit.
Diese Parameter können
in eine Testspezifikation eingebettet werden, die aus einer Datei
in das PDSL-System 12 geladen wird. Nachdem das PDSL-System 12 die
erforderlichen Informationen besitzt, kann ein Test ausgeführt werden,
indem eine Taste gedrückt
und auf die zu erzeugenden Daten gewartet wird. Folglich ist keinerlei Eingreifen
seitens des Nutzers erforderlich. Wenn die Anzahl der Erfassungsvorgänge ausreicht,
um das nicht korrelierende Rauschen im PDSL-System 12 herauszumitteln,
kann das PDSL-System automatisch die Position mehrerer Fehlerstellen
innerhalb des Kabels 10 orten, weshalb das System von Personen
bedient werden kann, die keine Experten sind und lediglich eine
kurze Unterweisung erhalten haben.
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Wenn
mehrere Fehlerstellen in dem Kabel 10 vorhanden sind, ist
es wahrscheinlich, dass deren Entladungsgeschwindigkeit unterschiedlich
ist. Somit ist die relative Häufigkeit
des Auftretens von Impulsen verschieden und auch die Höhe der entsprechenden
gemittelten Impulse ist unterschiedlich. Da die Daten ausgehend
von der Höhe
des Primärimpulses
normiert werden, hat dies keine Auswirkung auf die Höhe der ersten
Reflexionsimpulse, die man auf der Anzeige 50 des PDSL-System
als Ergebnis der unterschiedlichen Entladungshöhe sehen kann. In dem Referenzpuffer
hängt die
Höhe der Impulse
innerhalb des Kabels 10 von zwei Faktoren ab, nämlich von
der relativen Häufigkeit
des Auftretens und der Dämpfung
im Kabel. Nach dem erfindungsgemäßen PDSL-System
ist der Effekt der Kabeldämpfung
proportional zum Abstand der Fehlerstelle vom entfernten Ende des
Kabels. Folglich ist es möglich,
die Dämpfung
pro Längeneinheit
des Kabels aus der relativen Höhe
des Eichimpulses und dessen Reflexion zu ermitteln. Durch Anwendung
dieser Korrektur am Referenzpuffer ist die Höhe der Impulse, die diesen Fehlerstellen
innerhalb des Kabels entspricht, proportional zur relativen Häufigkeit
des Auftretens, was das Aktivitätsniveau
der Fehlerstellen anzeigt.
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Zwar
wurde die vorliegende Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform
beschrieben, doch natürlich
ist diese Erfindung nicht auf die darin angegebenen Details begrenzt.
In der vorangehenden Beschreibung sind bereits einige Abwandlungen
und Substituierungen vorgestellt worden, andere liegen für Fachleute
auf der Hand. Dennoch ist beabsichtigt, dass sämtliche Substituierungen in
den Schutzumfang der Erfindung gemäß den beiliegenden Ansprüchen fallen.