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VERFAHREN ZUR FEHLERORTUNG AN LEITERN UND KABELN Die Erfindung bezieht
sich auf elektrische Messungen, insbesondere auf ein Verfahren zur Fehlerortung
an Leitern und Kabeln.
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Es ist ein Verfahren zur Fehlerortung an Leitern und Kabeln bekannt,
bei dem das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt der Oftungsimpulsaussendung in
die betreffende Leitung und dem Zeitpunkt der Ankunft des von der Fehlstelle derart
daß reflektierten Impulsesvgemessen wird,vdie Impulse nach einer dbm Verlauf der
Impulsdämpfung in der zu messenden Leitung entgegengesetzten Funktion verstärkt
werden und die Spannungen, die von der Leitung während eines kurzen, hinsichtlich
seiner zeitlichen Verzögerung gegenüber der Aussendung des Ortungsimpulses veränderlichen
Zeitintervalls von der Bettung empfangen
werden, integriert und
angezeigt werden, so daß sich bei Übereinstimmung der erwähnten Verzögerung mit
der Laufzeit des reflektierten Impulses ein Ausschlag bzw. ein maximum ergibt. (vgl.
z.B. den sowjetischenUrheberp schein von Polownikow W.A. Nr 261 556, Kl 2/e, 29,10).
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Dieses Verfahren zeichnet sich durch Einfachheit aus, ergibt eine
erhöhte Störfestigkeit und erfordert wesentlich geringeren Aufwand zur Verwirklichung
als bei Verwendung von oszillographischen Impulsgeräten.
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Aber gleichzeitig weist das Verfahren eine Reihe von Nachteilen auf.
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Außer impulsförmigen Nutzsignalen wird auch der Xlittelwert von Störungen
empfangen, integriert und angezeigt, wodurch die Meßergebnisse verzerrt werden.
Dabei sind sogenannte irrende Gleichs-tröme in Kabelleitungen besonders unerwünscht.
In Freileitungen können Synchronstörungen mit einem von Null abweichenden Mittelwert
entstehen.
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Die zeitliche Unstabilität der Verstarkungs- und Meßkanale führt
zusätzlich zu Anzeigeverzerrungen, die sich besonders bei Einwirkung von destabilisierenden
Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Speisespannungsschwankungen u.a.m.
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vergrößern.
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Es ist auch eine verhältnismäßig lange Zeit für die Vorbereitung
des das erwähnte Verfahren realisierenden Gerates zur Messung erforderlich, da die
Anzeige des Geräts während der Einstellung der Betriebszustände von Elementen
der
Verstarkerschaltung (z.B. bei ihrer Erwärmung u.s.w.) verfälscht wird.
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Bei Verlängerung der Verzögerungszeit während der Messung sinkt der
Betrag des integrierten Signals entsprechend der Impulsdämpfung in der Leitung,
wobei die Fehlerortung erschwert wird und die Meßgenauigkeit sinkt.
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Die Erfindung bezweckt die erwähnten Nachteile zu beseitigen.
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Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, ein Verfahren zur
Fehlerortung an Leitern und Kabeln zu entwickeln, das eine größere Störfestigkeit
und eine höhere Meßgenauigkeit bei Vereinfachung des Meßvorganges ergibt.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß beim gemäß der Erfindung
entwickelten Verfahren außer den beim bekannten Verfahren erfolgenden Vorgängen
kurzzeitige Spannungsimpulse für aeden Wert der Zeitverzögerung empfangen werden,
die abwechselnden Betriebstakten mit vorhandenen und fehlenden Ortungsimpulsen und
reflektierten Impulsen getrennte entsprechen, wonach die Integration dieser Spannungen
erfolgt und dann ihre Spannungsdifferenz gemessen wird.
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Die Realisierung des erfindungsgemäß entwickelten Verfahrens zur
Fehlerortung an Leitern und Kabeln wird trotz den bei diesem Verfahren benutzten
zusätzlichen Meßvorgängen wesentlick,vereinfacht, da hierbei die komplizierten schaltungstechnischen
und konstruktiven hißnShmen zur Beseitigung
der zeitlichen Unstabilität
und des Einflusses der Speisespannungsschwankungen sowie zur Gewährleistung einer
schnellen Vorbereitung des Geräts für die Messungen u.a.m. entfallen.
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Das Wesen des vorgeschlagenen Verfahrens wird in der folgenden ausführlichen
Beschreibung eines Beispiels der Realisierung dieses Verfahrens und anhand der beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen Fig.1 Blockschaltbild zur Erläuterung
des entwickelten Verfahrens; Fig.2 Spannungsdiagramme für daS in Fig.1 gezeigte
Blockschaltbild.
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Das Wesentliche des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens besteht
in folgendem.
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Die vom Taktimpulsformer 1 gelieferten Taktimpulse lösen bei jedem
Takt die Verzögerungsschaltung 2 aus und bewirken mittels eines Frequenzteilers
3 die Teilung der Impulsfoigefrequenz durch zwei. Die nun mit der halben Frequenz
folgenden Impulse lösen de n Ortungsimpulsformer (Ortungsimpulsgenerator) 4 aus,
der die Ortungsimpulse in das zu messende Kabel bzw. in den Leiter aussendet (dies
ist in :i?ig.1 mit einem Pfeil angedeutet).
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Je nach der von der Bedienungeperson eingestellten Verzögerungszeit
wird nach einer genau bestimmten Zeit nach dem Durchgang des Taktimpulses der Meßimpulsformer
5 angestossen. Während des Zeitintervalls, in dem
der Meßimpuls
wirksam ist, wird der Empfangsteil 6 entsperrt, der die vom gemessenen Kabel abgenommene
Spannung empfängt, wobei diese Spannung
nach einem dem Verlauf der Impulsdampfung in der geprüften Leitung reziproken Gesetz
im Verstärkerteil 7 verstärkt wird.
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Die empfangenen kurzzeitigen Spannungsimpulse werden mit Hilfe einer
Schaltanordnung 8 abwechselnd dgn zwei identischen Integratoren 91 und 92 zugeführt,
wobei die Impulse zum Integrator q2 während des Taktes mit fehlendem Ortungsimpuls
und zum Integrator 91 im Takt mit durchgehendem Ortungsimpuls gelangen. Die Umschaltung
wird vom Taktimpulsgenerator 1 und dem Frequenzteiler 3 gesteuert.
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Vom Integrator 92 werden alle von der zu prüfenden Leitung empfangenen
Signale in den Zeitpunkten integriert, die der erfolgenden Verzögerung (d.h. einem
bestimmten Punkt der Leitung) bei fehlenden Ortung und Echoimpulsen entsprechen.
Der Integrator 91 wird zur Integration der gleichen Signale bei wirksamen Ortungs-
und Echoimpulsen benutzt.
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Mit dem Anzeigeteil 10 des Gerätes wird die Differenz an den Ausgängen
der Integratoren 91 und q2 gemessen.
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Auf diese Weise erfolgt die Kompensation (Subtraktion) aller Störungen
und Signalverzerrungen infolge der zeit lichen Unstabilität in den Verstärkungs-
und Maßkanälen sowie der wegen der Speisespawiungsschwankungen u.s.w. entstehenden
Fehler.
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Spannungsdiagramme für das Blockschaltbild nach Fig.1 sind in Fig.2
angeführt, wobei entsprechende Punkte dieser Diagramme mit gleichen Buchstaben bezeichnet
sind.
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In Fig. 2 sind außerdem folgende Bezeichnungen angewandt: Tc - Taktimpulsperiode;
U1 - Ortungsimpuls; U2 -Echoimpuls; tx - die gesuchte Zeit, die der Entfernung der
Storstelle proportional ist; ty - Verzögerunszeit (Verschiebungszeit) des Meßimpulses:
U3 - Amplitude der Störung.
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Die Buchstaben a, b, c, d, e, £, g, h, i beziehen sich auf Spannungsimpulse
und die Buchstaben a. k, 1 auf dauernd wirksame Spannungen an den Ausgängen der
Integratoren 91, 92 bzw. am Eingang des Anzeigeteils 10. In Fig.2 ist auch die Form
der Registrierung der Meßergebnisse gezeigt, wenn ein magnetoelektrisches Schreibgerät
als Anzeigegerät verwendet wird, bei dem das Papierband synchron mit der Drehung
des Knopfes der Verzögerungsachaltung 2 bewegt wird.
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Die Impulsverstärkung erfolgt nach einem Gesetz, das dem Dämpfungsverlauf
in der zu messenden Bettung reziprok ist. Infolgedessen beträgt der Echoimpuls am
Ausgang des
Verstärkers
Hierbei bedeutet U2 den Echoimpuls am Verstärkungsgang, ß-den Dämpfungsfaktor und
ty die Dauer der Meßimpulsverzögerung.