FI81682B - Kabelbrottdetektor. - Google Patents

Description

81 6 β 2

KAAPELIN VIAN ILMAISIN - KABELBROTTDETEKTOR

Menetelmä ja laite kaapelin tai sähköjohtiaen vian, oikosulun, katkoksen tai vuodon ilmaisemiseksi, jossa kahdesta johdinparista, josta toinen sisältää viallisen johtimen, muodostetaan kaksinkertainen johdinsilaukka, ja johon toiseen silmukan haaroihin syötetään vian paikallistamiseksi vikatilanteen mukaan riittävän voimakas jännitepulssi viallisen toiminnan, kuten ylilyönnin, synnyttämiseksi johdin-silmukan vialliseen haaraan.

Liikennöintitiheyden ja -nopeuksien kasvaessa erityisesti tiedonsiirtokaapeleissa on nykyisin kiinnitettävä kaapelien laatuun ja luotettavuuteen paljon huomiota. Eräs tärkeä kiinnostuksen kohde on vian nopea ja varma paikallistaminen.

Nykyisin tunnetaan hyvinkin tarkkoja kaapelivian ilmaisimia, jotka toimivat siten, että ilmaisinlaite kytketään vialliseen johtimeen ja sen kanssa johdinparin muodostavaan toiseen ehjään johtimeen, koska kaapeliviat yleensä johtuvat tietyn johdinparin välisistä purkauksista. Tämän jälkeen johdinsilmukkaan syötetään jännitepulsseja, joiden avulla vikakohteeseeen "poltetaan" pysyvä oikosulku, jonka jälkeen saattamalla esim. Uheatstonen vastussilta, jonka säädettävän vastuksen muodostaa tarkkuuspotentiometri, tasapainoon saadaan yksinkertaisen laskutoimituksen jälkeen viallisen kohdan etäisyys mittalaitteesta, kun tunnetaan johtimen koko pituus.

Johdinparilla tarkoitetaan tässä yhteydessä sekä tavallisista johtimista muodostettua paria että esim. koaksiaalikaapelin johtimesta ja sen johtavasta vaipasta muodostettua paria.

Tämäntyyppisellä menettelyllä saadaan kyllä vika paikallistettua tarkasti, mutta jännitepulssei11a polttamisella on se 2 816ύ2 merkittävä haitta, että samalla riski on melko suuri että tuhotaan myös muita, viallisen tai ehjän paluujohdon läheisyydessä olevia Johtimia, Jolloin suuri osa kaapelista tai koko kaapeli on vaihdettava. Tämäntyyppinen mittausmenetelmä vaatii ammattitaitoa myös siksi, että mittaustuloksen ilmaisin, usein tarkkuuspotentiometri, on osattava kalibroida, nollata Ja sitä on osattava käyttää hyvin tarkasti, Jotta saataisiin oikeita mittaustuloksia.

Tämän keksinnön tarkoituksena on luoda yksinkertainen kaape-livian paikal1istamismenetelmä Ja -laite, Jolla yllämainituista haitoista vältytään. Tämän vaikutuksen aikaansaamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaista se, että mainitun jännitepulssin muodostetun johdinsilmukan viallisen haaran päihin muodostuneet virtapulssit ilmaistaan Ja mitataan, joiden arvojen perusteella muodostetaan niiden keskinäinen suhde, joka suhdeluku tulkitaan vastaavaksi vikaetäisyydeksi.

Keksinnön mukanaan tuomat edut ovat mm. yksinkertainen ja kevyt mittauslaite ja -toimenpide ja se että johtimia ei rasiteta pitkillä korkeajännitepulssei11a täydellisen oikosulun polttamiseksi vialliseen johtimeen, vaan korkeajännite syötetään ehjään johdinhaaraan, josta jännitepulssi tekee hyppäyksen vikakohteesta vialliseen johtimeen.

Keksinnön mukaista menetelmää toteuttavalle laitteelle, johon laitteeseen kuuluu korkeajännitepulssin muodostaja sekä mittalaitteet vialliseen johtoon aikaansaatujen virtojen tunnistamiseksi, on tunnusomaista se, että viallisen johtimen sisältävään johdinhaaraan aikaansaadun virtapulssin suuruus on tunnusteltavissa haaran molemmissa päissä jännitteiksi vastusten avulla muunnettuina ilmaisimilla, jotka syöttävät digitaalivolttimittarin sisääntuloja virtapulssien suuruuteen verrannollisilla jännitteillä niiden keskinäisen suhteen ilmaisemiseksi.

3 81682

Keksinnön muille edullisille sovellutusmuodoi1le on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.

Keksintöä selostetaan jäljempänä yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittamalla oheiseen piirustukseen, Jossa

Kuv. 1 esittää mitattavan virtapulssin tyypillistä käyrämuotoa,

Kuv. 2 esittää keksinnön mukaisen laitteen periaatekytken-tää.

Kuvion 1 mukaisen, Johdon vikakohteessa ulkoisen korkeajän-nitepulssin avulla synnytetyn virtapulssin laittamisessa voidaan keksinnön mukaisesti käyttää kahta menetelmää: Joko mitataan pulssin huippuarvo imax, tai integroidaan virta ajan suhteen, Jolloin verrattavaksi suureeksi saadaan pulssin varaus, Jota graafisesti edustaa kuvion 1 pulssin pinta-ala iA.

Keksinnön mukainen laite koostuu kuvion 2 mukaisesti pääasiassa korkeajännitepulssigeneraattorista 6, ohjauslogiikasta (mikrotietokone) 10, Jännitteen huippuarvon ilmaisimista 7, digitaalivolttimittarista 8 sekä kaiibrointikytkimestä 9. Resistanssiltaan yhtäsuuret vastukset R pitävät huolen siitä, että kahdelle ilmaisimelle 7 Johdetut Jännitteet Ja Jän-nitemuutokset ovat keskenään vertailukelpoisia.

Keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti muodostetaan viallisen Johtimen 1 sisältävästä Johdinparista 1,2 Ja ehjästä vastaavasta Johdinparista 4,5 kaksinkertainen johdinsi1mukka 1,5 Ja 2,4, Jonka päät esim. lähimmässä Jakelukeskuksessa yhdistetään kuvan osoittamalla tavalla hyppylangoi11a 3.

Mittalaitteen puoleisessa Jakelukeskuksessa, viallisen koh- 4 31602 dan toisella puolella, kytketään keksinnön mukainen laite johdinsilmukan 1,5 ja 2,4 vastaviin päihin myöhemmin tarkemmin selitetyllä tavalla.

Suhdemittarina käytettävää digitaalivolttimittaria 8 kalibroidaan viemällä kytkin 9 kondensaattorin C purkausasen-toon, jolloin vastuksiin R muodostuu yhtäsuuret jännittet. Virran huippuarvoilmaisimet 7 rekisteröivät jännitteeksi muunnetun purkauspulssin huippuarvon ja ilmoittavat tämän arvon jännitteinä UI ja U2 digitaalivolttimittarin 8 sisääntuloihin A ja B. A on mittarin 8 varsinainen mittaussisään-tulo ja B referenssisisääntulo, johon tulee viallisessa haarassa 1,5 kulkevien signaalien summa. Täten U2 tosisäsi-assa on summasignaali. Digitaalivolttimittari 8 kalibroidaan sen omalla potentiometrillä tarvittaessa toistamalla yllä kuvattu kaiibrointipulssitus siten, että mittarin lukema osoittaa jännitteiden UI ja U2 olevan yhtä suuria.

Kun kalibrointi on suoritettu, syötetään johdinhaaraan 2,4 korkeajännitegeneraattori1la 6 vian laadun mukaan riittävän voimakas jännitepulssi. Pulssilla synnytetään johtimen 1 vikakohtaan X vikatoiminta, kuten ylilyönti, jonka jälkeen mitataan vialliseen johdinhaaraan 1,5 syntyneiden virta-pulssien huippuarvoa vastuksien R kautta huippuarvoi1mai-similla 7. Suurjännitteen aiheuttama virta johtimessa 5 tunnustellaan ohjauslogiikalla 10, joka pulssittaa suurjännite-generaattoria 6 tarvittavalla taajuudella. Yleensä riittää yksi oikein mitoitettu jännitepulssi mittauksen suorittamiseksi. Näiden jännitepulssien amplitudi asetetaan esim. manuaalisesti tutkittavien johtimien jännitekestoisuuden mukaan. Muutoin jännitepulssien synnyttämiä signaaleja käsitellään kuten kalibroinnin yhteydessä on kuvattu yllä.

Kun johtimessa 1 on vika, tekee jännitepulssi hyppäyksen esim. valokaaren kautta johdinparin toiseen johtimeen samalla tavalla kuin tekniikan tason kuvauksessa on selvitetty, 5 81602 mutta polttamatta lopullista oikosulkua johtimien välille. Tämä ei ole tarpeen, koska keksinnön mukaisesti rekisteröidään nopeiden virtapulssien ominaisuuksia ilman tarkkoja vastussiltoja, jotka vaativat mekaanista kontaktia oiko-sulkukohdassa ja pitkiä mittauspulsseja, jotta vika olisi paikallistettavissa. Vian paikallistaminen tapahtuu kuten tunnetuissakin menetelmissä ja kuten aikaisemmin on esitetty tarkkailemalla viallisen johdinhaaran 1,5 virtojen suhdetta, koska haaran 1,5 vikakohdasta X eri suuntiin menevät virrat ovat ohmin lain mukaan verrannollisia kohtaamaansa vastukseen (generaattorin 6 syöttämä jännite on vakio pulssin aikana) tai johtimien vastaavaan kapasitanssiin. Jälkimmäinen laskentaperuste soveltuu käytettäväksi silloin, kun vika X on johtimessa 1 oleva katkos; silloin generaattorin jännite-pulssin syöttö on tapahduttava katkojan, esim. sytytystulpan avulla, jotta riittävän nopea sähköinen muutos johdin-kapasitanssin mittaamiseksi saadaan aikaan.

Suhde U1/U2 on sama kuin vikaetäisyys liittimestä 11 jaettuna johdinhaaran 1,5 koko pituudella liittimestä 11 liittimeen 12. Tämän yksinkertaisen suhteen muodostaminen on näissä yhteyksissä sinänsä tunnettua käyttäen johtimien vas-tusarvoja sellaisinaan, eikä sitä tässä selitetä tarkemmin. Lopullinen mittaustulos saadaan toteamalla digitaalivoltti-mittarin 8 poikkeama kaiibrointiarvosta ja tulkitsemalla tämä taulukon tai yksinkertaisen laskukaavan avulla. Voltti-mittariin on edullista liittää logiikkapiiri, joka sille annetun johtimen kokonaispituuden perusteella automaattisesti laskee ja ilmoittaa vikaetäisyyden.

Virtojen huippuarvoilmaisimien 7 sijasta voidaan käyttää pulssien varausta rekisteröiviä, viallisen johdinhaaran päihin kytkettyjä, virtaa ajan suhteen integroivia piirejä, jotka välittävät tiedot pulssien varauksista edelleen digitaali volttimittari n sisääntuloihin.

s 81682

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellu* tusmuodot eivät rajoitu yllä esitettyyn esimerkkiin, vaan keksinnön eri sovellutusmuodot voivat vaihdella jäijenipän' esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (8)

1. 7 81682
2. 1. Menetelmä kaapelin tai sähköjohtimen vian, oikosulun, katkoksen tai vuodon ilmaisemiseksi, jossa kahdesta johdin-parista (1,2 ja 4,5), josta toinen sisältää viallisen johtimen (1), muodostetaan kaksinkertainen Johdinsilmukka (1,5 ja 2,4), ja johon toiseen silmukan haaroihin (2,4) syötetään vian (X) paikallistamiseksi vikatilanteen mukaan riittävän voimakas jännitepulssi viallisen toiminnan, kuten ylilyönnin, synnyttämiseksi johdinsi1mukan vialliseen haaraan (1,5), tunnettu siitä, että mainitun jännite-pulssin muodostetun johdinsi1mukan viallisen haaran (1,5) päihin (11,12) aikaansaamat virtapulssit ilmaistaan ja mitataan, joiden arvojen (im.M;iA) perusteella muodostetaan niiden keskinäinen suhde, joka suhdeluku (Ui/U*) tulkitaan vastaavaksi vikaetäisyydeksi.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainitun johdinsi1mukan viallisen haaran (1.5) päihin (11,12) muodostuvien virtapulssien suhdetta muodostetaan niiden huippuarvojen (i*,.„) suhteena.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainitun johdinsilaukan viallisen haaran (1.5) päihin (11,12) muodostuvien virtapulssien suhdetta muodostetaan niiden varausten (i*) suhteena.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukaista menetelmää toteuttava laite, johon laitteeseen kuuluu suurjännitepulssin muodostaja (6) sekä mittalaitteet vialliseen johtoon (1) aikaansaatujen virtojen tunnistamiseksi, tunnettu siitä, että viallisen johtimen sisältävään johdinhaaraan (1,5) aikaansaadun virtapulssin suuruus on tunnusteltavissa haaran molemmissa päissä (11,12) jännitteiksi vastusten (R) avulla muunnettuina ilmaisimilla (7), jotka syöttävät digitaali-volttimittarin (8) sisääntuloja (A,B) virtapulssien suuruu- g 81 6 ci 2 teen verrannollisilla jännitteillä (U1,U2) niiden keskinäisen suhteen ilmaisemiseksi.
6. 5, Patentti vaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitun johdinsi1mukan viallisen haaran (1,5) päihin (11,12) kytketyt ilmaisimet (7) muodostuvat virran huippuarvon (imax) pitoelimistä.
7. 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitun johdinsilmukan viallisen haaran (1,5) päihin (11,12) kytketyt ilmaisimet (7) muodostuvat virta-pulssin varausta (i^) mittaavista elimistä, kuten inte-grointipi ireistä.
8. 9. I 6 ö 2