SE511672C2 - Felsöknings- och identifieringsanordning för elektriska system samt primärenhet för dylik anordning - Google Patents

Description

511 672 (11 10 15 20 25 30 35 2 En annan känd anordning visas i US-4 642 556. Denna anordning används för identifiering av ledare i ett el- nät. Den innefattar en primärenhet i form av en sändare som skickar strömpulser i den ledare som skall identifie- ras i nätet och en detektor som induktivt avkänner det elektromagnetiska fält som strömpulserna alstrar runt le- daren.

Det finns även kända anordningar som innefattar en primärenhet, som ansluts till den ena änden av en ledning och som innefattar resistorer med olika värden vilka an- sluts till ledarna, och en sekundärenhet, som ansluts i andra änden av ledningen och som avkänner resistansen i de olika ledarna inbegripet de i primärenheten ingående resistanserna.

Gemensamt för de kända anordningarna är att de är begränsat användbara, antingen för en specifik uppgift, såsom de två först beskrivna, eller för ett fåtal uppgif- ter, sàsom den sistnämnda typen. De klarar inte en kombi- nation av exempelvis att detektera jordfel och kortslut- ningsfel i ett rent ledningsnät och identifiera en ledare i ett system med inkopplade resistiva laster, exempelvis ett gatubelysningsnät.

Sammanfattning av uppfinningen Ett generellt ändamål med uppfinningen är att åstad- komma en anordning för felsökning och identifiering i ett elnät som är användbar för fler olika uppgifter än de kända anordningarna.

Ett särskilt ändamål med uppfinningen är att åstad- komma en anordning för felsökning och identifiering i ett elnät som är användbar för felsökning och identifiering i ett nät med inkopplade resistiva laster. Ändamålen uppnås med en felsöknings- och identifie- ringsanordning i enlighet med uppfinningen såsom den de- finieras i patentkrav 1.

Anordningens primärenhet åstadkommer en växlande re- sistans mellan de två ledarna. Denna resistansväxling är enkelt detekterbar med sekundärenheten på annan plats i 10 15 20 25 30 35 É11 672 3 nätet. En fördel är att anordningen även är användbar i ett nät med resistiva laster, exempelvis lampor anslutna, eftersom deras resistans är liten i förhållande till det högohmiga tillståndet vilket innebär att växlingen mellan tillstànden kan uppfattas även när antalet,laster som är inkopplade mellan primär- och sekundärenheterna är stort.

Under förutsättning att den första anslutningen an- sluts till jordledaren är det även möjligt att enkelt de- tektera ett jordfel och dessutom att lokalisera jordfe- let. kundärenheten ansluts mellan primärenheten och jordfelet, Resistansväxlingen är nämligen detekterbar när se- men inte när den ansluts så att jordfelet är beläget mel- lan primär- och sekundärenheterna. Därmed är det i vart fall enkelt att avgränsa felets position till att ligga mellan två testpunkter, som kan vara närbelägna.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen och ytterligare fördelar med den kommer att beskrivas närmare nedan genom utföringsexempel under hänvisning till de åtföljande ritningarna, där: fig 1 visar ett exempel på hur en utföringsform av anordningen enligt uppfinningen kan anslutas i ett tre- fasnät; fig 2 visar ett blockschema över en i utföringsfor- men ingående primärenhet; fig 3 visar ett mer detaljerat bockschema över pri- märenheten i fig 2; *_ fig 4A-4E åskådliggör ett användningsexempel; och fig 5-6 åskådliggör två andra användningsexempel.

Beskrivning av utföringgformer En föredragen utföringsform av felsöknings- och identifieringsanordningen enligt uppfinningen visas på ritningen. Såsom framgår av fig 1 omfattar anordningen en primärenhet 2 och en sekundärenhet 4. Primärenheten har första, andra, tredje och fjärde anslutningar, vilka är betecknade Ll, L2, L3 respektive LO. Dessa beteckningar är valda med tanke på att de inom teknikområdet symboli- serar de tre faserna respektive noll-ledaren i ett tre- ' i 915- ÉÃÉ-"L f? f å: f. (S: Éåïïfl '~,;'.'.':"-*~.5"-.}í5\'.l.99$\P29$í§2äÉ _ Ifiïfl' 511 672 lO 15 20 25 30 35 4 fassystem. Anslutningarna Ll-L3, LO är anslutna till en första kopplingsplint 6 i ett trefasigt elsystem 8 som här exemplifieras som ett gatubelysningsnät med armaturer 10, 12 och en ledning 14.

LLl, LL2, LL3 och LLO, den första kopplingsplinten 6 och till en andra kopp- Ledningen 14 har fyra ledare som bland annat är anslutna till lingsplint 16, där dock en ledare LLl visas lösgjord från plinten 16. Däremellan är de givetvis anslutna på motsva- rande sätt vid varje armatur lO, 12 som matas av led- ningen 14.

Sekundärenheten 4 har första och andra anslutningar SO och S1. SO är ansluten till nolledaren LLO och S1 är ansluten till den fasledare, här LLl, Sekundärenheten 4 kan generellt sett vara vilken som för ögonblicket testas. konventionell detektor som helst vars respons är beroende av resistansen mellan S0 och S1. Till exempel är en sum- mer eller en optisk indikator som låter respektive lyser när kontakt upprättas mellan anslutningarna SO, S1 an- vändbar. Likaså kan man använda en resistansmätare som ger ett uppmätt värde Vid en viss typ av fel är dock urvalet för bästa resultat mer begränsat, såsom kommer att framgå nedan.

När man skall utföra test i form av en felsökning eller identifiering i det elektriska systemet 8 kopplas primärenheten 2 in i en lämplig kontaktpunkt, från vilken testen utgår. Därefter kopplar man in sekundärenheten 4 i för att loka- lisera det fel eller den ledare som man söker. lämpliga andra kontaktpunkter, en i taget, Flera och mer ingående exempel testförfarandet ges nedan.

Låt oss först beskriva primärenheten närmare under hänvisning till fig 2 och 3. På en övergripande block- schemanivå, som visas i fig 2, innefattar den föredragna utföringsformen av anordningen första, andra och tredje kopplingsenheter Kl, K2 respektive K3, vilka är anslutna mellan varsin av de första till tredje anslutningarna Ll- L3 och den fjärde anslutningen LO. Den fjärde anslut- ningen LO utgör således en gemensam anslutning för kopp- 10 15 20 25 30 35 511 672 5 lingsenheterna Kl-K3. Anordningen innefattar vidare en styrenhet 22, som har första, andra och tredje utgångar 24, 26 respektive 28, som är anslutna till varsin av kopplingsenheterna Kl-K3.

Var och en av kopplingsenheterna Kl-K3 har ett låg- eller slutet, tillstånd och ett högohmigt, brutet, tillstànd. Växlingen mellan tillstånden styrs av ohmigt, eller styrenheten 22, genom att den skickar omställningssigna- ler till kopplingsenheterna Kl-K3. Signalerna har olika frekvenser så att de olika kopplingsenheterna Kl-K3 till- stândsväxlas med olika takt.

När primärenheten 2 är ansluten enligt fig l i den ena änden av en ledning och sekundärenheten 4 ansluts i en annan kopplingspunkt till samma ledning enligt fig 1 så kommer sekundärenheten 4 att uppleva en sluten krets när den första kopplingsenheten Kl befinner sig i slutet tillstånd och en öppen krets när den första kopplingsen- heten Kl befinner sig i brutet tillstånd och ge utslag i enlighet därmed. Låt oss anta att sekundärenheten 4 är en lampindikator och att ingen ledare är kortsluten eller avbruten. Lampan kommer då att blinka med frekvensen hos omställningssignalen till den första kopplingsenheten Kl.

Om indikatorns 4 andra anslutning S1 istället ansluts till den andra ledaren LL2 så kommer lampan att blinka På detta sätt olika typer av fel samt utföra många olika typer av iden- med en annan frekvens. kan man finna många tifieringar, såsom kommer att exemplifieras nedan. Anord- ningen blir till skillnad från flera kända anordningar okänslig för resistiva laster som är inkopplade mellan primär- och sekundärenheterna 2, 4, eftersom deras resi- stans normalt är tillräckligt låg för att växlingen mel- ,lan brutet och slutet tillstånd skall registreras av se- kundärenheten 4.

På en mer detaljerad blockschemanivå, som visas i fig 3 är den föredragna utföringsformen av anordningen uppbyggd såsom följer. Varje kopplingsenhet Kl-K3 utgörs av ett relä RE1-RE3, vars reläspole matas med omställ- ' k Élš-:ÉÛÉ - Éf .I å: if, (F: fff-.I (TE ïššl^ïë"~.lg*šs_'x?2êiš'lï2åfiš . 511 10 15 20 25 30 35 672 6 ningssignalen och vars reläbrytare är ansluten mellan den fjärde anslutningen LO och en av de andra anslutningarna Ll-L3. till tredje transistorer 34, 36, 28 och styrs mellan ledande och strypt tillstånd Styrenheten innefattar en räknarenhet 32, första 36, 38 och en strömkälla 40.

Transistorerna 34, 38 bildar styrenhetens 22 utgångar 24, 26, av räknarenheten 32. Primärenheten matas med sin egen strömkälla 40 ,som företrädesvis är en laddningsbar acku- mulator. Räknarenheten 32 kan vara uppbyggd runt en räk- nare som kan alstra tre olika utsignaler eller flera räk- nare som alstrar en eller två utsignaler. Lämpliga fre- kvenser hos omställningssignalerna är 2,5 Hz, 5,0 Hz respektive 10,0 Hz.

Nu följer några exempel på tester som är möjliga att utföra med anordningen. Det skall nämnas att systemet 8 måste vara spänningslöst under test.

Ett vanligt problem är jordfel, dvs att någon av fa- serna är kortsluten till jord på grund av exempelvis bristande isolation. I fig 4A-4E visas lokalisering av ett jordfel i ett gatubelysningsnät med glödljusbelys- ning. Överst i fig 4A visas principiellt själva nätet med ett utmatningsskåp 42 längst till vänster från vilket trefasledningen sträcker sig åt höger med belysningsstol- par symboliserade med glödlampsymboler och betecknade STl-ST7 anslutna med jämna mellanrum. Vidare anges 4 po- (POSl) kopplas in i olika skeden av sitioner POSl-POS4 där primärenheten 2 (POS2-4) Själva jordfelet symboliseras med en jord- ST6. dvs i utmatningsskàpet ansluts pri- respektive sekundärenheten 4 felsökningen. symbol mellan femte och sjätte stolparna ST5, I en första position POSl, märenheten 2, med den fjärde utgången LO till jordskenan LLO och de första till tredje utgångarna Ll-L3 till mot- svarande ledare LLl-LL3. Jordfelet, dikeras av en utlöst säkring i utmatningsskåpet 42 när som är enfasigt, in- man öppnar det. För att konstatera om felet kvarstår in- kopplas sekundärenhetens 4 ena utgång, till exempel SO, till jordskenan LLO och dess andra utgång, exempelvis S1, lO 15 20 25 30 35 511 672 7 I detta fall fungerar en lampindikator eller summer som sekundärenhet i tur och ordning till fasledarna LLl-LL3. 4 mindre bra, eftersom glödljusbelysningen ger en sluten slinga om än med en viss resistans, och således väsentli- gen fast indikation för samtliga faser om än tillstånds- växlingen ger ett visst genomslag i form av svaga varia- tioner.

En konventionell ohmmeter, exempelvis en multime- ter som ställs in på ohmmätning, ger däremot en tydlig indikering. En sådan åskådliggörs schematiskt i fig 4B- 4E. När den ansluts enligt la avkänner ohmmetern 4 ett fast värde nära noll ohm eftersom jordfelet ger kortslut- ning mellan den första fasen LLl och jordledaren LLO. Om det inte hade varit något fel så skulle visaren pendlat mellan de två lägen som visas med streckade linjer. Vid anslutning till den andra fasen LL2, enligt lb, pendlar visaren mellan två lägen med en viss vinkel emellan och vid anslutning till den tredje fasen LL3, enligt lc, pendlar visaren mellan tvâ lägen med en mindre vinkel emellan. Pendlingarna àstadkommes av den växelvisa slut- ningen och brytningen av reläerna REl-RE3, som i detta fall ger en pulserande kortslutning av faserna till jord, även kallat jordslutning. Eftersom omställningssignalerna har olika frekvens och ohmmetern har en viss tröghet er- hålls olika stora vinklar mellan de lägen som visaren pendlar mellan.

Man kan således konstatera att ett jordfel existerar någonstans utmed den första fasledaren LLl. För att fast- ställa var felet är beläget ansluter man sekundärenheten 4 någon annanstans längs ledningen, exempelvis i den andra positionen POS2,í§Vs i den tredje stolpen ST3. Än- darna av den vid kopplingsplinten delade ledaren LLl los- sas och sekundärenheten ansluts först till den ena änden 44 och jord LLO och sedan till den andra änden 46 och jord LLO. I det första fallet, pendling, men inte i det andra fallet. enligt 2a, erhålls en Det visar att den pulserande jordslutningen påverkar ohmmetern 4, dvs att jordfelet är beläget längre bort från utmatningsskåpet ' a:~:-.:3-::> :.;:=;:',- :_11 =;;f...=*»..1_\3~.=*-.1998\P298:321:3.foï 511 672 l5 20 30 35 8 42. Vid motsvarande inkoppling i den sjätte stolpen ST6 i POS3, alls. stolpen ST5 i POS 4 visar slutligen att felet är beläget mellan stolparna ST5 och ST6. enligt 3a respektive 3b, erhålls ingen pendling Det innebär att felet är förbigånget. Inkoppling i I ett belysningsnät med armaturer av kvicksilvertyp ger till skillnad från exemplet ovan en summer, lampindi- kator eller liknande en lika tydlig indikering som en ohmmeter, ty armaturen upplevs då högohmig av sekundär- enheten 4. Med användning av exempelvis en summer blir resultatet med motsvarande procedur följande. I positio- nen POS2 erhålls ljudstötar i 2a och en fast ton i 2b. I positionen POS3 erhålls en fast ton i 3a och inget ljud alls i 3b. pons som i positionen POS2.

Slutligen erhålls i positionen POS4 samma res- Ett annat exempel på användning av anordningen är att leta efter en sektioneringspunkt i ett ringnät, vil- ket åskådliggörs i fig 5. Med 50 betecknas ett utmat- ningsskåp. I någon av stolparna STOl-STOl2 lossas ändarna 54, 56 av någon av fasledarna LL1-LL3 från kopplingsplin- ten 52. nolledaren LLO vid plinten 52. Två av primärenhetens 2 Primärenhetens 2 anslutning LO ansluts till andra anslutningar, exempelvis Ll, L3, ansluts till var- sin av de lösgjorda ändarna 54, 56. Eftersom anslut- ningarna Ll, L3 ansluts till anslutningen LO med olika frekvenser är det möjligt att lokalisera sektionerings- punkten 58, som här visas vid den åttonde stolpen STO8.

Genom att man inkopplar sekundärenheten 4 i tur och ordning i positionerna POSI-POS6 kan man ringa in sektio- neringspunkten på ett effektivt sätt. På den ena sidan om sektioneringspunkten 58, POS3 och POS4, rande indikation med den frekvens som det till anslut- närmare bestämt i positionerna kommer sekundärenheten 4 att ge en pulse- ningen L3 anslutna tredje kopplingsorganet K3 manövreras med. På den andra sidan om sektioneringspunkten, närmare bestämt i positionerna POS2 och POS5, kommer sekundären- heten 4 att ge en pulserande indikation med den långsam- 10 15 20 25 30 35 511 672 9 mare frekvens som det till anslutningen Ll anslutna första kopplingsorganet Kl manövreras med. Det skall på- pekas att man i detta exempel inte behöver koppla loss ledaren LL1 någonstans utöver där primärenheten 2 an- sluts. Ännu ett exempel på hur anordningen kan användas vi- sas i fig 6. I detta fall önskar man identifiera vilken fas som är ansluten till respektive objekt i en fastig- het. sluts i ett mätarskåp 62 där de inkommande fasledarna är Fastigheten betecknas med 60. Primärenheten 2 an- huvudsäkrade. Primärenhetens 2 gemensamma anslutningen LO ansluts till en jordad anslutning 62a och de övriga an- slutningarna L1-L3 ansluts till varsitt säkringsuttag 62b-62d, enheten 2 ansluten till fastighetens 60 gruppsäkringsskàp som avsäkrar faserna LL1-LL3. Därmed är primär- 64 och närmare bestämt till de fasskenor som matar för- brukarna i fastigheten via olika säkringsgrupper Cl-C3, C4-C6, C7-C9.

Genom att ansluta sekundärenheten 4 till uttag U i fastigheten 60 är det därefter enkelt att fastställa vilka uttag som belastar de olika säkringsgrupperna. Där- med är det enkelt att fastställa och åtgärda eventuella snedbelastningar mellan faserna som kan föreligga. Genom att man endast monterar en säkring i taget i varje grupp är det till och med möjligt att fastställa vilka uttag som belastar en viss Säkring.

Andra användningsområden än de ovan givna exemplen är bland annat: - kortslutning mellan faser; - fasbortfall; - identifiering av faser vid avgrävd kabel; - identifiering av rätt kabel i en stolpe med flera kablar; - skarvning av kabel; och Ovan har en föredragen utföringsform av felsöknings- och identifieringsanordningen enligt uppfinningen beskri- vits. Denna skall endast ses som ett icke begränsande ex- >¿@-3:-1? 12:e; ;:1~atx::xafisx19$8xP2æs 511 672 10 15 20 10 empel. Många modifieringar, som ligger inom fackmannens möjligheter, är tänkbara inom ramen för uppfinningen så- som den definieras i de åtföljande patentkraven. Nedan följer några exempel på sådana modifieringar.

Alternativa utföringsformer Ett exempel på modifiering är att man ändrar antalet anslutningar hos primärenheten efter behov. I sin enk- laste form har primärenheten endast två utgångar. Den är visserligen inte praktisk om en enda person skall till exempel identifiera faserna i ett trefasnät, men är fullt acceptabel för enfastillämpningar och identifiering av en enda ledare bland många. Omvänt kan det finnas behov av betydligt fler anslutningar än tre.

Ett annat exempel på modifiering är att man istället för att skilja primärenhetens utgångar från varandra genom olika växlingsfrekvenser för tillståndsväxlingarna använder sig av grupperade snabba växlingar som àtskiljs av längre pauser i något av tillstånden. Varje utgång har två re- olika antal växlingar i gruppen, exempelvis en, spektive tre växlingar. Det blir dock tydligast inbördes skillnader med den föredragna utföringsformens olika fre- kvenser.

Vad gäller valet av kretselement är valet inte hel- ler absolut, utan man kan till exempel använda andra kopplingselement än reläer och andra styrelement än tran- sistorer, men dessa utgör en väl fungerande och robust kombination som ger distinkta tillståndsväxlingar.

Claims (5)

1. 0 15 20 25 30 35 511 672 ll PATENTKRAV l. Felsöknings- och identifieringsanordning för och en elektriska system, innefattande en primärenhet (2) (4), första anslutning varvid primärenheten innefattar en (LO), ledare eller jordad anslutning i det elektriska systemet, sekundärenhet som är anslutbar till en första och en andra anslutning (Ll), som är anslutbar till en andra ledare i det elektriska systemet, och varvid sekun- därenheten är anslutbar till motsvarande ledare på av- k ä n n e t e c k n a d av att (Kl), som har ett högohmigt och ett lågohmigt tillstånd och som (22) (24) stånd från primärenheten, primärenheten vidare innefattar ett kopplingsorgan är anslutet mellan anslutningarna, och en styrenhet med en till kopplingsorganet ansluten första utgång för styrning av kopplingsorganet till växling mellan nämnda två tillstånd, och att sekundärenheten är en de- tektor som detekterar resistansväxlingar.

2. Felsöknings- och identifieringsanordning enligt (L2) vilka är anslutbara till varsin ytterligare patentkrav l, innefattande tredje och fjärde anslut- (L3), ledare i ledningen, ningar k ä n n e t e c k n a d av att den vidare innefattar ett andra och ett tredje kopplingsorgan (K2, K3) organet och vilka är anslutna mellan den tredje och den vilka är av samma typ som det första kopplings- första respektive mellan den fjärde och den första an- slutningen, och av att styrenheten med andra och tredje (26, 28) det tredje kopplingsorganet, utgångar är ansluten till det andra respektive varvid styrorganet är anord- nat att styra kopplingsorganen till tillståndsväxling med olika frekvenser.

3. Felsöknings- och identifieringsanordning enligt k ä n n e t e c k n a d av att kopplings- organen är reläer (REI-RE3) och att styrenheten innefat- (32) olika reläerna via transistorer patentkrav 2, tar en räknare som med olika frekvensdelning styr de (34, 36, 38). i -C 'B - . fi 2 : '_ (5 : T: rfš šïfsïš “-.l'3'š$\.°2 33112 f-l 3 _ .T-Ûfi." ï v)j1,| 511 672 10 15 l2

4. Felsöknings- och identifieringsanordning enligt 2 eller 3, sekundärorganet utgörs av en resistiv indikator. patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att

5. Primärenhet för en felsöknings- och identifie- ringsanordning, vilken primärenhet innefattar en forsta (LO), eller jordad anslutning i det elektriska systemet, (Ll), dare i det elektriska systemet, anslutning som är anslutbar till en första ledare och en andra anslutning som är anslutbar till en andra le- k ä n n e t e c k n a d av att primärenheten vidare innefattar ett kopplingsorgan (Kl), och som är anslutet mellan anslutningarna, het (22) gång (24) mellan nämnda två tillstånd. som har ett högohmigt och ett làgohmigt tillstånd och en styren- med en till kopplingsorganet ansluten första ut- för styrning av kopplingsorganet till växling