DE959295C - Circuit arrangement for determining the internal impedance irregularities of cables - Google Patents

Circuit arrangement for determining the internal impedance irregularities of cables

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DE959295C
DE959295C DES29508A DES0029508A DE959295C DE 959295 C DE959295 C DE 959295C DE S29508 A DES29508 A DE S29508A DE S0029508 A DES0029508 A DE S0029508A DE 959295 C DE959295 C DE 959295C
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DE
Germany
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circuit arrangement
resistance
visualization device
inequality
cable
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Expired
Application number
DES29508A
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German (de)
Inventor
Dr Phil Heinrich Kaden
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/11—Locating faults in cables, transmission lines, or networks using pulse reflection methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Description

Sdlaltungsanordnung zur Ermittlung der inneren Impedanzungleidimäßigkeiten von Kabeln Zusatz zum Patent 949 676 Ein fabrikmäßig hergestelltes Kabel unterscheidet sich von einem idealen dadurch, daß seine Abmessungen nicht konstant sind. Sich von Ort zu Ort ändernde kleine Unterschiede in der Größe der Dielektrizitätskonstante und den geometrischen Abmessungen der Leiter und des Isolationsmaterials bewirken, daß auch sein Wellenwiderstand nicht konstant ist, sondern einen vom Orte abhängigen ungleichmäßigen Verlauf besitzt. Die Größe der Wellenwiderstandsabweichungen gegenüber dem Wellenwiderstand des idealen gleichmäßigen Kabels bildet ein Maß für seine innere Gleichmäßigkeit.Circuit arrangement for determining the internal impedance irregularities of cables addendum to patent 949 676 A factory-made cable is different differs from an ideal one in that its dimensions are not constant. Themselves Small differences in the size of the dielectric constant that change from place to place and the geometric dimensions of the conductors and the insulation material, that its wave resistance is not constant either, but depends on the location has an uneven course. The size of the wave resistance deviations compared to the wave resistance of the ideal uniform cable is a measure of its internal Uniformity.

Zur Ermittlung von Fehlerquellen von Leitungen ist es bereits bekannt, einen Generator zu verwenden, der Spannungsimpulse alternierenden Vorzeichens er-2s zeugt und bei denen die Bedingung T0> - erfüllt ist, wobei T0 der zeitliche Abstand der Impulse voneinander, s die Kabellänge und v die Fortpflanzungskonstante bedeutet. To determine sources of error in lines, it is already known to use a generator, the voltage pulses of alternating sign er-2s and for which the condition T0> - is fulfilled, where T0 is the time interval of the pulses from each other, s is the cable length and v is the constant of propagation.

Im Hauptpatent 949 676 ist eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung der inneren Impedanzungleichmäßigkeiten von Kabeln unter Schutz gestellt, bei der eine von einem eine Rechteck- oder eine nach einer Sprungfunktion verlaufende Spannung erzeugenden Generator gespeiste Brückenschaltung Verwendung findet, in deren Nullzweig die mit einem bestimmten Widerstand behaftete Sichtbarmachungs- einrichtung und in einem Brückenzweig das zu prüfende, mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossene Kabel liegt. Bei Verlauf der Spannungen des Impulsgenerators nach einer Rechteckfunktion ist in dem die Sichtbarmachungseinrichtung enthaltenen Nullzweig ein induktiver Vorwiderstand und bei Verlauf der Spannung nach einer Sprungfunktion im Nullzweig kein Vorwiderstand angeordnet. Es ist auch vorgesehen, daß in der Brückenanordnung ein Differentialübertrager zur Anwendung gelangt. In the main patent 949 676 there is a circuit arrangement for determining the internal impedance irregularities of cables placed under protection, in the a voltage with a square wave or a step function generating generator-fed bridge circuit is used in the zero branch the visualization that is afflicted with a certain resistance Facility and in a branch of the bridge the one to be tested, terminated with its wave resistance Cable lies. In the case of the voltages of the pulse generator according to a square wave function is an inductive zero branch in the visualization device Series resistance and with the course of the voltage according to a step function in the zero branch no series resistor arranged. It is also contemplated that in the bridge arrangement a differential transformer is used.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Hauptpatentanmeldung besteht aber noch der Nachteil, daß eine Gleichstromkomponente in dem Frequenzspektrum enthalten ist. Alle Kabel haben bei niedrigen Frequenzen, insbesondere bei Gleichstrom, also der Frequenz Null, große Laufzeitverzerrungen. Zur Erfüllung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ein getreues affines Abbild der Wellenwiderstandsschwankungen der zu prüfenden Leitung zu erhalten, ist aber eine konstante Laufzeit zu fordern, d. h. der übertragungswinkel muß proportional der Frequenz sein. The circuit arrangement according to the main patent application exists but still the disadvantage that a direct current component is included in the frequency spectrum is. All cables have low frequencies, especially direct current, that is frequency zero, large delay time distortions. To fulfill the underlying of the invention a true affine image of the wave resistance fluctuations of the line to be tested, but a constant running time is required, d. H. the transmission angle must be proportional to the frequency.

Es ist daher vorgesehen, zur weiteren Vervollkommnung der Schaltungsanordnung zur Ermittlung der inneren Impedanzungleichmäßigkeiten von Kabeln nach dem Hauptpatent, insbesondere zur Vermeidung der bei tiefen Frequenzen infolge von z. B. durch die Laufzeiten in Kabel und durch die eventuell vorhandene Vorschaltdrosseln und Differentialübertrager hervorgerufenen Verzerrungen auftretenden Fehlern, gemäß der Erfindung den Generator so auszubilden, daß die von ihm- abgegebenen Spannungsimpulse alternierenden Vorzeichens in einem zeitlichen Abstand T,, der außer der Ungleichung T0 > 25 auch der Ungleichung T0 < sRs genügt, aufeinanderfolgen; hierbei bedeutet s die Kabellange, v die Fortpfianzungsgeschwindigkeit, a: die Kreiszahl, L' der Induktivitäts- und R' der Widerstandsbelag des Kabels. It is therefore intended to further perfect the circuit arrangement to determine the internal impedance irregularities of cables according to the main patent, especially to avoid the low frequencies as a result of z. B. by the Running times in cables and through the possibly existing series chokes and differential transformers caused distortions occurring errors, according to the invention the generator to be trained in such a way that the voltage pulses emitted by it have alternating signs at a time interval T ,, which apart from the inequality T0> 25 also the inequality T0 <sRs suffices, one after the other; here s means the cable length, v the Propagation speed, a: the circle number, L 'the inductance and R' the Resistance coating of the cable.

Durch die geforderte Bedingung für die Aufeinanderfolge der Impulse in einem zeitlichen Abstand T0 < sgRt ist die Laufzeit nahezu konstant. By the required condition for the succession of the impulses at a time interval T0 <sgRt the running time is almost constant.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Umschaltung des Impulsgenerators von positiven auf negative Impulse, und umgekehrt, synchron mit derjenigen des die vertikale Ablenkung bewirkenden Plattenpaares der Sichtbarmachungseinrichtung. The pulse generator is expediently switched from positive to negative pulses, and vice versa, in synchronism with that of the vertical Distraction causing plate pair of the visualization device.

Zur Vermeidung der durch die bereits obenerwähnten Verzerrungen hervorgerufenen Fehler muß bei Verwendung einer die Induktivität L besitzenden Drossel als Vorwiderstand der mit dem Widerstand Ra behafteten Sichtbarmachungseinrichtung die Ungleichung T 1 zu I erfüllt sein, während bei T0Ra Verwendung eines die Primärinduktivität L, besitzenden Differentialübertragers zur Anschließung des die Sichtbarmachungseinrichtung enthaltenden Nullzweiges die Ungleichung T Z zu 1, wenn Z0 der T0Z0 mittlere Wellenwiderstand des Kabels ist, erfüllt sein muß. To avoid the distortions already mentioned above Error must occur when using a choke with inductance L as a series resistor of the visualization device afflicted with the resistance Ra the inequality T 1 to I must be met, while T0Ra use one of the primary inductance L, own differential transformer for the connection of the visualization device containing zero branch the inequality T Z to 1, if Z0 the T0Z0 mean wave resistance of the cable must be fulfilled.

Die Fig. I zeigt die verwendete periodische Stoßfunktion mit alternierendem Vorzeichen, während die Fig. 2 die verwendete Rechteckfunktion darstellt. Fig. I shows the periodic shock function used with alternating Sign, while FIG. 2 shows the rectangular function used.

Die Stoßfunktion ist bekanntlich durch die Gleichung gegeben, worin Eo die Amplitude des Impulses, o, die Kreisfrequenz, t die Zeit und T die Impulsdauer bedeutet, während die RechteckfslGtion bekanntlich durch die Gleichung darstellbar ist.The shock function is known by the equation where Eo is the amplitude of the pulse, o is the angular frequency, t is the time and T is the pulse duration, while the rectangular shape is known from the equation can be represented.

Claims (4)

PATENTANSPRUCHE: I. Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Impedanzungleichmäßigkeiten von Kabeln, bei der eine von einem eine Rechteck- oder eine nach einer Sprungfunktion verlaufende Spannung erzeugenden Generator gespeiste Brückenschaltung Verwendung findet, in deren Nullzweig die mit einem bestimmten Widerstand behaftete Sichtbarmachungseinrichtung und in einem Brückenzweig das zu prüfende mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossene Kabel liegt, und bei der bei Verlauf der Spannung des Impulsgenerators nach einer Rechteckfunktion in dem die Sichtbarmachungseinrichtung enthaltenden Nullzweig ein induktiver Vorwiderstand und bei Verlauf der Spannung nach einer Sprungfunktion im Nullzweig kein Vorwiderstand angeordnet ist, gemäß Patent 949 676, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Generator Spannungsimpulse alternierenden Vorzeichens, die in einem zeitlichen Abstand T,, der außer der Ungleichung To > 2S auch der Ungleichung #L' T0 R' genügt, aufeinanderfolgen, abgibt; hierbei bedeutet s die Kabellänge, v die Fortpflanzungsgeschwindigkeit, X die Kreiszahl, L' der Induktivitäts- und R' der Widerstandsbelag des Kabels. PATENT CLAIMS: I. Circuit arrangement for determining the impedance irregularities of cables, one of which has a rectangular function or one with a jump function running voltage generating generator powered bridge circuit use finds, in whose zero branch the visualization device afflicted with a certain resistance and in a bridge branch the one to be tested terminated with its wave resistance Cable lies, and with the course of the voltage of the pulse generator after a Rectangular function in the zero branch containing the visualization device inductive series resistance and with the course of the voltage according to a step function no series resistor is arranged in the zero branch, according to patent 949 676, characterized in, that the generator used voltage pulses of alternating sign, which in a time interval T ,, which, in addition to the inequality To> 2S, also the inequality #L 'T0 R' is sufficient, one after the other, gives up; here s means the cable length, v is the speed of propagation, X is the number of circles, L 'is the inductance and R 'is the drag coefficient of the cable. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die UmschaItung des Impulsgenerators von positiven auf negative Impulse, und umgekehrt, synchron mit derjenigen des die vertikale Ablenkung bewirkenden Plattenpaares der Sichtbarmachungseinrichtung erfolgt. 2. Circuit arrangement according to claim I, characterized in that switching the pulse generator from positive to negative pulses and vice versa, synchronous with that of the pair of plates causing the vertical deflection Visualization facility takes place. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer die InduktivitätL besitzenden Drossel als Vorwiderstand vor der mit dem Widerstand Ra behafteten Sichtbarmachungseinrichtung die In- duktivität der Drossel, der Widerstand der Sichtbarmachungseinrichtung und der zeitliche Abstand der Impulse so aufeinander abgestimmt sind, daß die Ungleichung 7% >> 1 erfüllt ist. 3. Circuit arrangement according to claim I and 2, characterized in that that when using a choke having the inductance L as a series resistor in front of the visualization device with the resistance Ra ductility the throttle, the resistance of the visualization device and the time interval of the pulses are matched to one another in such a way that the inequality 7% >> 1 is fulfilled is. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch I und z, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines die Primärinduktivität L" besitzenden Differentialübertragers zur Anschließung der Sichtbarmachungseinrichtung enthaltenden Nullzweiges die Primärinduktivität des Differentialübertragers, der mittlere Wellenwiderstand des Kabels Z0 und der zeitliche Abstand der Impulse so aufeinander abgestimmt sind, daß die Ungleichung rozo erfüllt ist. 4. Circuit arrangement according to claim I and z, characterized in that that when using a differential transformer having the primary inductance L " the primary inductance for connecting the zero branch containing the visualization device of the differential transformer, the mean wave resistance of the cable Z0 and the temporal spacing of the pulses are coordinated so that the inequality rozo is met. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 6II 04I; britische Patentschrift Nr. 55I 8I8. References contemplated: U.S. Patent No. 266II 04I; British Patent No. 55I 8I8.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB551818A (en) * 1941-03-26 1943-03-10 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in apparatus for measuring impedance irregularities in transmission lines
US2611041A (en) * 1947-10-03 1952-09-16 Cooper William Henry Bernard Communication system line fault locating

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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