DE941556C

DE941556C - Burning device for burning down flaws in cables

Info

Publication number: DE941556C
Application number: DES27891A
Authority: DE
Inventors: Hans Henneberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-03-30
Filing date: 1952-03-30
Publication date: 1956-04-12

Description

Brenngerät für das Niederbrennen von Fehlerstellen in Kabeln Um die Lage von Fehlerstellen in Kabeln durch Messung ermitteln zu können, ist es notwendig, durch Niederbrennen der Fehlerstelle zunächst dafür zu sorgen, daß an dieser Stelle ein niederohmiger Widerstand entsteht. Man benötigt daher für diese Zwecke Brenngeräte für das Niederbrennen der Fehlerstellen, die aus einer an das Kabel anschließbaren Hochspannungsquelle zur Einleitung eines Überschlags an der Fehlerstelle und einer zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens an der Fehlerstelle dienenden zweiten Spannungsquelle niedrigerer Spannung bestehen. Wenn es gelingt, mit einem solchen Brenngerät einen einmaligen Funkenüberschlag an der Fehlerstelle durch Energienachlieferung in einen Lichtbogen zu verwandeln, kann man über einen solchen Lichtbogen eine schnelle Messung, beispielsweise nach einem an sich bekannten Meßverfahren zur Ermittlung des Fehlerortes durchführen. Die Anordnung zur Nachlieferung der Energie für den Lichtbogen müßte dabei so wirken, daß die Wanderwelle, die sich von der Fehlerstelle aus nach dem Funkenüberschlag über das Kabel ausbreitet und die Hochspannung entlädt, beim Erreichen des Kabelanfanges einen Scha,ltvorgang auslöst, durch den die Hochspannungsquelle abgeschaltet und eine Spannungsquelle für den Betrieb des Lichtbogens von etwa I bis 2kV eingeschaltet wird. Dieser Umschaltvorgang muß sich aber in einer Zeit von etwa 5 X Io-6 Sekunden vollzogen haben, damit keine Entionisierung an der Fehlerstelle eintritt. Eine derartige Umschaltung ist mit mechanischen Mitteln in so kurzer Zeit nicht zu erreichen, auch würde der Aufwand an Röhren für diese Zwecke kaum vertretbar sein.Burning device for burning down flaws in cables To the To be able to determine the location of faults in cables by measurement, it is necessary to by burning down the fault location first to ensure that at this point a low resistance is created. Burning devices are therefore required for these purposes for burning down the flaws that can be connected to the cable from a High voltage source to initiate a flashover at the fault location and a second voltage source serving to maintain the arc at the fault location lower voltage exist. If it succeeds, one with such a burning device one-time sparkover at the point of failure due to energy supply in one To transform an arc, a quick measurement can be made using such an arc, for example, according to a measurement method known per se for determining the location of the fault carry out. The arrangement for subsequent delivery of the energy for the arc would have to act so that the traveling wave, which is from the point of failure after Arcing spreads across the cable and discharges the high voltage when it reaches at the beginning of the cable triggers a switching process through which the high voltage source switched off and a voltage source for the operation of the arc of about I. until 2kV is switched on. This switching process must take place in a time of have completed about 5 X Io-6 seconds so that no deionization at the point of failure entry. Such a switchover is in such a short time by mechanical means not To achieve this, too, would require the use of tubes for this purpose hardly be justifiable.

Die Erfindung betrifft ein Brenngerät für das Niederbrennen von Fehlerstellen in Kabeln und hat insbesondere einen mit Funkenstrecken arbeitenden Schalter zum Gegenstand, mit dem die geschilderte Aufgabe gelöst werden kann. Erfindungsgemäß liegen zwischen dem spannungsführenden Pol der Hochspannungsquelle und dem der Lichtbogenspannungsquelle zwei Funkenstrecken unter Zwischenschaltung einer Spule in Reihe, und dieser Reihenschaltung ist ein an eine Anzapfung der Spule angeschlossener Kondensator zugeordnet, der bei Einschaltung der Hochspannungsquelle über einen Widerstand geladen wird und der sich zur Einleitung der Zündung der Funkenstrecken über die der Hochspannungsquelle zugewendete erste Funkenstrecke entlädt, wenn die durch den Funkenschlag an der Fehlerstelle ausgelöste, zum Kabelanfang fortschreitende Wanderwelle den Kabelanfang erreicht hat. Eine derartige Funkenstrecke kann man für Hochspannung, z. B. 20 kr, spannungsfest bauen, und es gelingt, die Zündung in der erforderlichen kurzen Zeit dann zu erreichen, wenn keine Spannung mehr zwischen Kabel und Funkenstrecke liegt. The invention relates to a burning device for burning down defects in cables and in particular has a switch that works with spark gaps for Object with which the described problem can be solved. According to the invention lie between the live pole of the high voltage source and that of the arc voltage source two spark gaps with the interposition of a coil in series, and this series connection a capacitor connected to a tap on the coil is assigned to the when the high voltage source is switched on, it is charged via a resistor and which is used to initiate the ignition of the spark gaps via that of the high voltage source facing first spark gap discharges when caused by the spark at the Fault location triggered traveling wave progressing to the beginning of the cable the beginning of the cable has reached. Such a spark gap can be used for high voltage, e.g. B. 20 kr, Build voltage-proof, and the ignition succeeds in the short time required to be achieved when there is no longer any voltage between the cable and the spark gap.

Der für den Zündvorgang benötigte Kondensator wird vorteilhaft so geschaltet, daß er noch über einen Widerstand an dem zu prüfenden Kabel liegt, und die vom Kondensator zur Anzapfstelle der Spule führende Leitung wird zwischen diesem Widerstand und dem Kondensator angeschlossen. The capacitor required for the ignition process is advantageously so switched that it is still connected to the cable to be tested via a resistor, and the line leading from the capacitor to the tapping point of the coil is between the latter Resistor and capacitor connected.

Wenn die Spannung am Kabel durch die ankommende Wanderwelle absinkt, wirkt sich hierbei die Spannungsänderung an der ersten Funkenstrecke voll aus, da die Spannung am Kondensator, bedingt durch den Widerstand, erst langsam nachfolgt.If the voltage on the cable drops due to the incoming traveling wave, the voltage change at the first spark gap has a full effect, since the voltage on the capacitor, due to the resistance, only follows slowly.

Die der Lichtbogenspannungsquelle zugeordnete zweite Funkenstrecke wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung so bemessen, daß diese gezündet wird, wenn sich die an ihr liegende Kondensatorspannung um die Spannung erhöht, welche in dem nicht vom Entladestrom des Kondensators -durchflossenen Teil der Spule bei der Entladung induziert wird. Dadurch, daß die beiden Funkenstrecken einander dicht benachbart so angeordnet sind, daß die zweite Funkenstrecke von der ersten bestrahlt-wird, läßt sich erreichen, daß praktisch kein Zündverzug beim Zünden der zweiten Funkenstrecke eintritt. Um zu vermeiden, daß die Hochspannungsquelle längere Zeit kurzgeschlossen wird und um die Funkenstrecke nicht zu überlasten, kann man in der Anschlußleitung der Lichtbogenspannungsquelle die Wicklung eines Relais anordnen, das durch den über die Funkenstrecken fließenden Strom anspricht und dabei die Hochspannungsquelle vom Kabel abschaltet und die Funkenstrecken- kurzschließt. The second spark gap assigned to the arc voltage source is dimensioned according to an advantageous development of the invention so that this is ignited when the capacitor voltage applied to it is lower than the voltage increased, which in the part through which the discharge current of the capacitor did not flow the coil is induced during discharge. Because the two spark gaps are arranged closely adjacent so that the second spark gap from the first irradiated, it can be achieved that there is practically no ignition delay during ignition the second spark gap occurs. To avoid the high voltage source is short-circuited for a long time and so as not to overload the spark gap, one can in the connection line of the arc voltage source the winding of a Arrange relay that responds to the current flowing through the spark gaps and at the same time disconnects the high voltage source from the cable and short-circuits the spark gap.

Im folgenden wird an Hand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung beschrieben. An die Klemmen I und 3 wird die zur Einleitung eines Überschlages an der Fehlerstelle des Kabels 9 dienende Hochspannungsquelle und an die Klem--men 2 und 3 die zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens an der Fehlerstelle dienende zweite Spannungsquelle niedrigerer Spannung (Lichtbogenspannungsquelle) angeschlossen, wobei an der Klemme 3 Erdpotential liegt. Dabei befindet sich der Wechselkontakt II des Relais 10 in der in der Zeichnung dargestellten Lage. Wird nun die Hochspannungsquelle in üblicher Weise allmählich hochgeregelt, so wird ,der Kondensator 8 über den Widerstand 7 auf die von der Hochspannungsquelle gelieferte Spannung aufgeladen. Ist die Spannung erreicht, bei der im Kabel ein Überschlag erfolgt, so liegt an der ersten der Klemme I zugekehrten Funkenstrecke 4 die Spannung Null, während in der der Klemme 2 zugekehrten Funkenstrecke 5 die am Kondensator 8 liegende Spannung von beispielsweise 20 kV liegt. Sinkt nun die Spannung am Kabel g durch die ankommende Wanderwelle ab, so wirkt sich die Spannungsänderung an der Funkenstrecke 4 voll aus, da die- Spannung am Kondensator 8 dieser Anderung erst langsam folgt, was durch den Widerstand 7 bedingt ist. Die Elektroden der Funkenstrecken 4 haben nur einen kleinen Abstand, so daß diese Funkenstrecke sofort zündet. In the following the invention is based on an embodiment described. The to initiate a rollover is applied to terminals I and 3 the high voltage source serving the fault location in the cable 9 and to the terminals 2 and 3 the second used to maintain the arc at the fault location Lower voltage voltage source (arc voltage source) connected, where there is earth potential at terminal 3. The changeover contact is located here II of the relay 10 in the position shown in the drawing. Now becomes the high voltage source Gradually upregulated in the usual way, so the capacitor 8 is via the resistor 7 charged to the voltage supplied by the high voltage source. Is the tension reached, at which a flashover occurs in the cable, the first is the terminal I facing spark gap 4 the voltage zero, while in the terminal 2 facing Spark gap 5, the voltage across the capacitor 8 of, for example, 20 kV lies. If the voltage on cable g drops due to the incoming traveling wave, so the voltage change at the spark gap 4 has a full effect, since the voltage At the capacitor 8 this change only follows slowly, which is caused by the resistor 7 is conditional. The electrodes of the spark gaps 4 have only a small distance, so that this spark gap ignites immediately.

Dadurch fließt ein starker Entladestrom vom Kondensator 8 über die obere Hälfte der Lustspule 6 und über die Funkenstrecke 4 zum Kabel 9. In dem unteren Teil der Spule 6 wird von dem stromdurchflossenen oberen Teil her eine Spannung mit umgekehrten Vorzeichen induziert, um die die Spannung des Kondensators 8 an der Funkenstrecke 5 erhöht wird. Da die Funkenstrecke 5 von der schon gezündeten Strecke 4 bestrahlt wird, erfolgt die Zündung der Strecke 5 praktisch ohne Zündverzug (maximal io-7 Sekunden).As a result, a strong discharge current flows from the capacitor 8 via the upper half of the pleasure coil 6 and via the spark gap 4 to the cable 9. In the lower half Part of the coil 6 is a voltage from the upper part through which current flows induced with the opposite sign to which the voltage of the capacitor 8 at the spark gap 5 is increased. Since the spark gap 5 differs from the one that has already been ignited Path 4 is irradiated, the ignition of path 5 takes place with practically no ignition delay (maximum io-7 seconds).

Das Kabel wird nunmehr mit dem von der Lichtbogenspannungsquelle abgegebenen Strom über die beiden Funkenstrecken 4 und 5 gespeist. Ein längerer Kurzschluß der Hochspannungsquelle und ein überlastet der Funkenstrecken wird beim Ausführungsbeispiel dadurch vermieden, daß mit einem unter 01 angeordneten Wechselkontakt I I des Relais 10 die Hochspannungsquelle abgeschaltet und die Funkenstreckeii 4 und 5 kurzgeschlossen werden. The cable is now connected to that from the arc voltage source The current delivered is fed via the two spark gaps 4 and 5. A longer one Short-circuit of the high voltage source and an overloaded spark gap will occur Embodiment avoided by having a changeover contact arranged under 01 I I of the relay 10 switched off the high voltage source and the spark gap 4 and 5 are short-circuited.

Der Funkenstrom an der Uberschlagstelle des Kabels 9, der aus der Kabelkapazität geliefert wird, ist von beträchtlicher Größe. Im angegebenen Beispiel liegt er in der Größenanordnung von 50 bis 200 Amp. Da die Lichtbogenspannungsquelle bei üblicher Bauweise nicht in der Lage ist, einen derart großen Strom aufrechtzuerhalten, sondern einen wesentlich geringeren Strom von beispielsweise nur einigen Ampere liefert, würde der Lichtbogen wegen der starken Ionenbildung an der Fehlerstelle nicht zustande kommen. Es empfiehlt sich daher, eine mehr oder weniger kontinuierliche Überleitung des großen Funkenstromes auf den von der Lichtbogenspannungsquelle gelieferten kleineren Strom durchzuführen, um eine Kippschwingung Zu vermeiden. Zu diesem Zweck sind an den Klemmen 2 und 3 der Lichtbogenspannungsquelle der Kondensator 12 und der Kondensator I3 mit dem Vorwiderstand 14 vorgesehen. Nach erfolgter Zün- dung der Funkenstrecke entladen sich diese teilweise mit Vorwiderstand versehenen Kondensatoren I3 bzw. 12 und bewirken so eine Überleitung des großen Funkenstromes auf den kleineren Strom der Lichtbogenspannungsquelle. The spark current at the point of flashover of the cable 9, from the Cable capacity supplied is of considerable magnitude. In the example given it is in the order of magnitude of 50 to 200 amps. As the arc voltage source is not able to maintain such a large current with normal construction, but a much lower current of, for example, only a few amperes supplies, the arc would because of the strong formation of ions at the fault location do not come about. It is therefore advisable to have a more or less continuous Transfer of the large spark current to that supplied by the arc voltage source carry out a smaller current in order to avoid a breakdown oscillation. To this end are connected to terminals 2 and 3 of the arc voltage source of the capacitor 12 and the capacitor I3 with the series resistor 14 is provided. After ignition manure These capacitors, some of which have a series resistor, discharge themselves along the spark gap I3 or 12 and thus cause a transfer of the large spark current to the smaller one Arc voltage source current.

PATENTANSPRSCHE I. Brenngerät für das Niederbrennen von Fehler stellen in Kabeln, bestehend aus einer an das Kabel anschließbaren Hochspannungsquelle zur Einleitung eines Überschlags an der Fehlerstelle und einer zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens an der Fehler stelle dienenden zweiten Spannungsquelle niedrigerer Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem spannungsführenden Pol der Hochspannungsquelle und dem der Lichtbogenspannungsquelle zwei Funkenstrecken unter Zwischenschaltung einer Spule in Reihe liegen und daß dieser Reihenschaltung ein an eine Anzapfung der Spule an geschlossener Kondensator zugeordnet ist, der bei Einschaltung der Hochspannungsquelle über einen Widerstand geladen wird und der sich zur Einleitung der Zündung der Funkenstrecken über die der Hochspannungsquelle zugewendete erste Funkenstrecke entlädt, wenn die durch den Funkenschlag an der Fehlerstelle ausgelöste, zum Kabelanfang fortschreitende Wanderwelle den Kabelanfang erreicht hat. PATENT CLAIMS I. Provide a furnace for burning down defects in cables, consisting of a high-voltage source that can be connected to the cable for Initiation of a rollover at the point of failure and one to maintain it of the arc at the fault place serving second voltage source lower Voltage, characterized in that between the live pole of the high voltage source and that of the arc voltage source, two interposed spark gaps a coil are in series and that this series connection is connected to a tap the coil is assigned to a closed capacitor that is activated when the High voltage source is charged through a resistor and used to initiate the ignition of the spark gaps via the first one facing the high voltage source Spark gap discharges when the spark triggered by the spark at the fault location The traveling wave progressing towards the beginning of the cable has reached the beginning of the cable.

Claims

2. Arrangement according to claim I, characterized in that the capacitor via a resistor on the cable to be tested and that from the capacitor Line leading to the tapping point of the coil between this resistor and the capacitor connected.

3. Arrangement according to claim I, characterized by such a dimensioning the second spark gap associated with the arc voltage source that this ignites when the capacitor voltage applied to it is around the in the not from Discharge current of the capacitor through which part of the coil flowed during the discharge induced Tension increased.

4. Arrangement according to claim I or 2, characterized in that the two spark gaps are arranged so that the first spark gap is the second irradiated.

5. Arrangement according to claim I or 2, characterized in that the winding of a relay is in the connection line of the arc voltage source, which responds to the current flowing through the spark gap and thereby the high voltage source disconnects from the cable and short-circuits the spark gaps.

6. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that to achieve an inevitable transition to smaller Arc currents after the spark gap has responded, capacitors and, if applicable there are also series resistors at the terminals of the arc voltage source.