DE816571C

DE816571C - Verfahren und Anordnung zur Fehlerortsbestimmung an elektrischen Leitungen mittels Wanderwellen

Info

Publication number: DE816571C
Application number: DEP6718A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr-Ing Debus; Werner Dipl-Ing Gengelbach; Ernst Dr-Ing Hueter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-10-11

Description

Verfahren und Anordnung zur Fehlerortsbestimmung an elektrischen Leitungen mittels Wanderwellen Die gehrättclllicllen Meßverfahren zur Ermittlung von Fehlerorten an elektrischen Leitungen, besonders Starkstromleitungen, lassen verschiedene Wünsche offen. Der Aufwand an Zeit, Geräten und Hilfsmitteln ist oft recht erheblich, die Messung erfordert Erfahrung und die Ergebnisse werden vielfach recht unsicher.
Es ist bekannt, Fehlerorte mittels Wanderwellen, die an der kranken Stelle reflektiert werden, zu bestimmen. Es ist nur nötig, die Laufzeit der Wanderwelle zu messen, um daraus auf die Entfernung des Fehlerortes von der Meßstelle schließen zu können, da die Laufgeschwindigkeit der Welle bekannt ist.
Sie beträgt für Freileitungen 300000 km/s, bei Kabeln ungefähr 150000 km/s. Der letztere Wert liegt allerdings nicht ganz genau fest, da die Dielektrizitätskonstante der Isolation von Fall zu Fall verschieden ist. Hier kann man sich aber leicht so helfen, daß man von beiden Enden des Kabels aus mißt. Die Entfernungen verhalten sich dann wie die Laufzeiten.
Nach dem Gesagten läßt sich also die Aufgabe der Fehlerortung lösen, wenn die Laufzeiten der Wanderwelle, also sehr kurze Zeiten, gemessen werden. Man kann dies, wie bekannt, mit Hilfe des Kathodenstrahloszillographen machen; dieser ist jedoch ein großer und verwickelter Apparat, zu dessen Bedienung viel Sachkenntnis und Erfahrung erforderlich ist. Gemäß der Erfindung erfolgt die Fehlerortshestimmung auf Leitungen aus der Laufzeit von Wanderwellen einfacher dadurch, daß die Dauer des Hin- und Rücklaufes der Welle mittels eines elektrischen Kurzzeitmeßgerätes gemessen wird, wobei in letzterem nur während der zu messenden Zeit Strom fließt, der konstant gehalten wird, so daß die Elektrizitätsmenge ein Maß für die Zeit ist. Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben (Abb. l).
Zur Messung wird der Kondensator Cl des Hochspannungsgerätes H bis zum einmaligen Überschlag der Funkenstrecke F aufgeladen. In die angeschlossene Leitung L zieht eine negative Wanderwelle ein, deren Stirn die Abgriffe des ohmisch-kapazitiven Spannungsteilers C,-R,2-R,1 unter negative Spannung gegen Erde setzt. Vom Teilerwiderstand Rt, wird ein Vorlaufimpuls abgegriffen, der über ein Ventil V1 den Kondensator C2 des Steuergerätes S und damit das Eingangsgitter des Kurzzeitmeßgerätes K negativ auflädt.
Ist die Leitung an der Fehlerstelle kurzgeschlossen, so kommt nach Ablauf der doppelten Laufzeit vom kurzgeschlossenen Leitungsende eine Entladewelle entgegengesetzter Polarität zurück, die die Teilerabgriffe unter positive Spannung setzt und nunmehr vom höheren Abgriff an Rt2 her über das zweite Ventil V2 des Steuergerätes den Steuerkondensator C2 umlädt. Der erste Impuls bringt einen Strom zum Fließen, der zweite sperrt ihn wieder; das Kurzzeitmeßgerät K mißt mit Hilfe des ballistischen oder Kriechgalvanometers G das Stromintegral, damit die doppelte Laufzeit und damit schließlich die Fehlerentfernung.
Eine am Ende offene Leitung verhält sich genau so wie die kurzgeschlossene, wenn die Ladewelle am Fehlerort einen Überschlag hervorruft. Ist die Leitung am Fehlerort über Widerstände geschlossen, so wirkt sie wie eine kurzgeschlossene, wenn der Widerstand kleiner als der Wellenwiderstand der Leitung ist.
Ist die Leitung am Ende offen und erfolgt kein Überschlag oder ist sie über Widerstände, die größer als der Wellenwiderstand sind, geschlossen, so wird, wie in Abb. 2 dargestellt, mit einer positiven Wanderwelle gearbeitet und der zur Öffnung des Zeitgerätes erforderliche negative Vorlaufimpuls von einem im Hauptstromkreis liegenden Widerstand R, abgenommen.
Das Kurzzeitmeßgerät kann etwa nach Abb. 3 ausgeführt sein. Solange am Gitter der Eingangsröhre Rl keine Spannung liegt (Ruhezustand), wird in ihrem Anodenkreis ein Strom fließen. Mithin entsteht am Anodenwiderstand Ra ein Spannungsabfall, der das Gitter der Ausgangsröhre R2 unter negative Spannung setzt und damit den Anodenstrom in deren Ausgangskreis sperrt. Legt man zwischen Eingangsgitter und Kathode der ersten Röhre Rl eine ausreichend große negative Spannung, so sperrt sie; die Spannung an Ra verschwindet und im Ausgangskreis fließt ein Strom, dessen Zeitintegral mit dem ballistischen oder Kriechgalvanometer bestimmt wird. Verwendet man als Ausgangsröhre eine Pentode, so kann der Meßstrom durch Einstellung der Schirmgitterspannung auf einen von der Anodenspannung fast und vom Spannungszustand des Eingangskreises völlig unabhängigen, konstanten Wert eingeregelt werden, sofern nur die Röhre Rt während des Meßvorganges völlig sperrt.
Abgesehen von dem Energieverbrauch des Eingangswiderstandes Re, der fast beliebig klein gehalten werden kann, erfolgt die Steuerung der Anordnung leistungslos. Auch gehen die Kennlinien der Röhren nicht in das Meßergebnis ein, sofern nur während des Meßvorganges die Röhre R1, außerhalb dieser Zeit die Röhre R2 völlig sperrt. Dann ist die Elektrizitätsmenge, die durch den konstanten Anodenstrom von R2 transportiert worden ist, der Meßzeit proportional und letztere dadurch gemessen. Die Anordnung wird vor der Benutzung durch Einregelung der Schirmgitterspannung usw. richtig eingestellt.
Versuche haben gezeigt, daß mit Anordnungen der beschriebenen Art der Fehlerort sehr genau gemessen werden kann, und zwar beträgt der Fehler nur Bruchteile von Prozenten, so daß auch bei langen Leitungen der wirkliche Fehler innerhalb Sichtseite vom gemessenen Fehler liegt. Dabei darf bei einer Unterbrechung ohne Erdberührung der Erdübergangswiderstand bis herab zu 600 Q betragen, bei Erd- und Kurzschlüssen sind Widerstände bis herauf zu 400 Q zulässig. Auch an Kabelleitungen wurden günstige Ergebnisse erzielt.
PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Fehlerortsbestimmung auf elektrischen Leitungen aus der Laufzeit von Wanderwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Hin- und Rücklaufes der Welle mittels eines elektrischen Kurzzeitmeßgerätes gemessen wird, wobei in letzterem nur während der zu messenden Zeit ein Strom fließt, der konstant gehalten wird, so daß die Elektrizitätsmenge ein Maß für die Zeit ist.

Claims

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kurzzeitmeßgerät eineRöhrenanordnung verwendet wird, bei der der Anodenstrom außerhalb der Meßzeit durch entsprechende Gitterspannung gesperrt wird, während der Meßzeit jedoch fließen kann, im übrigen aber von der Höhe der steuernden Spannung unabhängig bleibt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als konstanter Strom der Anodenstrom einer Fünfpolröhre verwendet wird, der durch Einregelung der Schirmgitterspannung auf einen gewünschten Betrag gebracht werden kann.

4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung ein Spannungsstoß von solcher Höhe verwendet wird, daß z. B. bei unvollkommenen Erd- oder Kurzschlüssen oder Leiterbrüchen etwa vorhandene Restisolation über- oder durchschlagen wird.