DE2138108A1 - Process for the precise localization of faults in cables - Google Patents

Description

Verfahren zur punktgenauen Lokalisierung von Fehlerstellen in Kabeln Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sicheren und genauen Fehlerortsbestimmung an Kabeln, bei aem an der Fehlerstelle durch eine Prüfgleichspannung kräftigte Uberschläge erzeugt werden und das durch den Überschlag verursachte akustische Signal sowie das magnetische Signal einer Wanderwelle zur Bildung eines Meßwertes und/oder einer Anzeige empfangen werden.Process for the precise localization of faults in cables The invention relates to a method for reliable and precise fault location determination on cables, with aem at the point of failure by a test DC voltage strong flashovers are generated and the acoustic signal caused by the rollover as well the magnetic signal of a traveling wave for the formation of a measured value and / or a Ad are received.

Für die punktgenaue Eingrenzung von Uberschlagafehlern an verlegten Kabeln ist ein akustisches Suchverfahren bekannt. Hierbei werden an der Fehlerstelle durch eine Prüfgleichspannung unter Umständen durch Paralleischaltung von Kapazitäten kräftige Überschläge erzeugt, deren Geräusch an der Erdoberfläche mittels eines Körperschallmikrofones aufgenommen und nach ausre ichender Verstärkung abgehört un¢/oder angezeigt wird.For precise delimitation of rollover errors on laid An acoustic search method is known to cables. Here are at the point of failure through a test DC voltage, possibly through the parallel connection of capacitances powerful flashovers are generated, the sound of which hits the surface of the earth by means of a Structure-borne sound microphones recorded and listened to after sufficient amplification un ¢ / or is displayed.

Eine wesentliche Verbesserung stellt hierbei du Koinzidenzverfahren dar, bei ddem mittels eines zweiten Verstärkers die durch das Magnetfeld der Stoßwelle in einer Suchspule induzierte t anaung gleichzeitig mit der akustisch aufgenommonen Indikation Zur Ans gelan;t-. Der Beobachter wird dadurch in die Lage versetzt, etwaige Schalleindrücke ähnlichen Charakters schnell und aicher von d9111vom Überschlag ausgelösten Geräusch zu unterscheiden, da letzteres stets synchron zu der induktiv aufgenommenen Indikation erfolgt, Zur punktgenauen Eingrenzung der Lage der Fehlerstelle ist es jedoch in jedem Falle notwendig, die Stelle der maximalen akustischen Indikation festzustellen.The coincidence method represents a significant improvement here represents, with the aid of a second amplifier that is generated by the magnetic field of the shock wave sound induced in a search coil at the same time as the acoustically recorded sound Indication for Ansgelan; t-. This enables the observer to identify any Sound impressions of a similar character fast and aicher from d9111vom To distinguish rollover-triggered noise, since the latter is always synchronous the inductively recorded indication is carried out, for the precise delimitation of the However, in each case it is necessary to identify the location of the fault location, the location of the maximum acoustic indication.

Die Zone, in der dasÜberschlagsgeräusch nachweisbar ist1 hängt stark von den örtlichen Bodenverhältnissen ab. Sie kann Ausdehnungen zwischen wenigen cm bis zu mehreren m besitzen, wobei insbesondere bei den großen Ausdehnungen die Zone maximaler Indikation außerordentlich flach verläuft und das Maximum nur schwer genau einzugrenzen ist0 Die Erfindung verfolgt den Zweck, diesen Nachteil des Standes der Technik zu vermeiden und stellt sich die Aufgabe ein Verfahren sur sicheren und genaueren Fehlerortsbestimmung an Kabeln vorzuschlagen, bei der an der Fehleratelle durch eine Prüfgleichspannung kräftige Überschläge erzeugt werden und das dadurch verursachte akustische und magnetische Signal nach dem Koinzidenzverfahren zur Bildung eines Meßwertes und/oder einer Anzeige empfangen wird.The zone in which the rollover noise is detectable1 depends heavily on the local soil conditions. It can stretch between a few cm up to several m, especially with the large dimensions Zone of maximum indication is extremely flat and the maximum is difficult is to be precisely delimited0 The invention pursues the purpose of eliminating this disadvantage of the prior art the technology to avoid and the task is a procedure sur safe and to propose more precise determination of the fault location on cables, in the case of the fault location Strong flashovers can be generated by a DC test voltage and that as a result caused acoustic and magnetic signal according to the coincidence method for formation a measured value and / or a display is received.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zusätzlich eine Mesaung, Anzeige und/oder Auswertung der zeitlichen~Differenz der beiden Signale vorgenonen wird. Dabei kann die Zeitdifferenz derart sichtbar geacht werden, daß die Horisontalauslenkungeines Katodenstrahlo.zillograf durch das magnetisch aufgenommene signal gestartetwird und das akustische Signal eine Vertikalauslenkungbewirkt.According to the invention the object is achieved in that, in addition, a Measurement, display and / or evaluation of the time difference between the two signals is mentioned. The time difference can be observed so visibly that the horizontal deflection of a cathode beam.zillograph through the magnetically recorded signal is started and the acoustic signal causes a vertical deflection.

Einen analogen Meßwert erhält man dadurch, daß die Überschläge mit einer konstanten Folgefrequenz erzeugt werden und das magnetisch aufgenommene Signal eine Torstufe öffnet und das akustisch aufgenommene Signal diese Torstufe wieder sperrt und die Torsttife während der Öffnungazeit einen konstanten Strom einschaltet, dessen arithmetischer Mittelwert als proportional der Zeitdifferenz angezeigt und/oder verarbeitet wird.An analog measured value is obtained by the flashovers with a constant repetition frequency are generated and the magnetically recorded signal a door step opens and the acoustically recorded signal this door step again blocks and the Torsttife switches on a constant current during the opening time, its arithmetic mean displayed as proportional to the time difference and / or is processed.

Zur Erzeugung eines digitalen Meßwertes ist vorgesehen, daß die Torstufe während der öffnungszeit eine Folge von Impulsen definierter Frequenz einschaltet, deren Anzahl in einer nachgeschalteten Zählanordnung auf digitaler Basis gezählt, angezeigt und/oder verarbeitet wird0 In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird die Erfindung naher erläutert.To generate a digital measured value, it is provided that the gate stage a sequence of pulses of a defined frequency switches on during the opening time, whose number is counted in a downstream counting arrangement on a digital basis, is displayed and / or processed0 in the following exemplary embodiments the invention is explained in more detail.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt: Fig. 1: einen Meßwertkurvenverlauf über einer Fehlerstelle, Fig. 2: das Blockschaltbild einer Anordnung mit Satodenstrahloszillograf zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 3: das Blockschaltbild einer Anordnung mit Analogwertgewinnung, Fig0 4: das Blockschaltbild einer Anordnung mit Digitalwertgewinnung Der erfindungsgemäße Grundgedanke besteht darin, daß eine Messung der Zeitdifferenz vom Eintreffen eines induktiven Signals bis zum Eintreffen eines akustischen Signals die beide durch einen Überschlag an der Fehlerstelle verursacht werden, vorgenommen wird. Während die Stoßwelle mit etwa der halben Lichtgeschwindigkeit das Kabel entlangläuft und daher die induktive Indikation nahezu gleichzeitig mit dem Überschlag aufgenommen wird, kann die Schallwelle sich nur mit der wesentlich kleineren Schallgeschwindigkeit im Boden fortpflanzen0 Entsprechend Fig. 1 ist der Weg der Schallwelle unmittelbar über der Fehlerstelle am kleinsten und die Amplitude IL am größten. Während die Zeitdifferenz at zwischen dem Eintreffen der induktiven und der akustischen Indikation über der Fehlerstelle ein Minimumbesitzt und bei der Verlagerung der Meßpunkte in beiden ru öla tungen steil ansteigt, verläuft die AmplitudeA des akustischen Signals über den Weg S im Bereich der Fehlerstelle als unsicheres und flaches ;maximum,Das ausgeprägte Minimum der Zeitdifferenz Ut liefert dagegen eine eindeutige Aussage über die Lage der Fehlerstelle und der Verlauf der Zeitdifferenz jt weist dem Beobachter bei Messungen neben der Fehlerstelle eindeutig die Richtung, in der die Fehlerstelle zu suchen ist.The accompanying drawing shows: FIG. 1: a measured value curve above a fault, FIG. 2: the block diagram of an arrangement with satellite beam oscillograph for carrying out the method according to the invention, FIG. 3: the block diagram of a Arrangement with analog value acquisition, Fig0 4: the block diagram of an arrangement with Digital value acquisition The basic idea according to the invention consists in that a measurement of the time difference from the arrival of an inductive signal to An acoustic signal arrives, both of which are caused by a flashover at the fault location caused is made. While the shock wave is about half the speed of light the cable runs along and therefore the inductive indication almost simultaneously with it The rollover is recorded, the sound wave can only move with the material Propagate the lower speed of sound in the ground The path of the sound wave immediately above the fault location is smallest and the amplitude IL greatest. While the time difference at between the arrival of the inductive and the acoustic indication over the fault location has a minimum and at the shifting of the measuring points rises steeply in both ru öla lines, the AmplitudeA of the acoustic signal over the path S in the area of the fault location as uncertain and flat; maximum, the pronounced minimum of the time difference Ut yields on the other hand, a clear statement about the location of the fault location and the course of the The time difference jt clearly shows the observer when taking measurements next to the fault location the direction in which the fault is to be found.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird für die Anzeige der Zeitdifferenz ein Katodenstrahloszillograf 10 benutzt, dessen Horizontal auslenkspannung durch die mittels der Suchspule 1 aufgenommene und im Verstärker 2 verstärkte magnetische Indikation gestartet wird. Die mittels des Körperschallmikrofones 4 aufgenommene und im Verstärker 5 verstärkte akustische Indikation bewirkt über den Verstärker 9 die Vertikalauslenkung des Leuchtpunktes an der Katodenstrahlröhre 10, deren Abstand vom Anfang der Zeitlinie proportional der Zeitdifferenz at zwischen dem Eintreffen der magnetischen und der akustischen Indikation ist. Die Meßinstrumente 3;6 sowie der Kopfhörer 7 gestatten in bekannter Weise die Feststellung der Koinzidenz beider Signale sowie die gehörmäßige Beurteilung und gegebenenfalls die Bestimmunß des Maximumsdes akustischen Signals.In the embodiment of the invention shown in FIG a Katodenstrahloszillograf 10 used for the display of the time difference, its Horizontal deflection voltage through the recorded by means of the search coil 1 and im Amplifier 2 amplified magnetic indication is started. The by means of the structure-borne sound microphone 4 recorded and amplified in amplifier 5 acoustic indication causes the vertical deflection of the luminous point on the cathode ray tube via the amplifier 9 10, whose distance from the start of the timeline is proportional to the time difference at between the arrival of the magnetic and acoustic indication. The measuring instruments 3; 6 and the headphones 7 allow the coincidence to be determined in a known manner of both signals as well as the auditory assessment and, if necessary, the determination the maximum of the acoustic signal.

Wegen der bekannten Schwierigkeiten beim Oszillografieren von Vorgängen mit zeitlichen Abständen in der Größenordnung von einer oder von mehreren Set moden mit einem Indikator, der zur Suchaktion entlang dem Kabel getragen werden muß, sieht ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, daß entsprechend Fig. 3 die im Verstärker 2 verstärkte magnetische Indikation die Vorstufe 11 öffnet und die im Verstärker 5 verstärkste akustische Indikation die Torstuf e 11 wieder sperrt0 Die vorstufe 11 schaltet während der Offnungsperiode einen konstanten Gleichstrom ein, dessen arithmetischer Mittelwert der Zeitdifferenz ait zwischen dem Eintreffen der magnetischen und der akustischen Indikation proportional ist und mittels des Drehspulmeßinstrumentes 12 zur Anzeige gelangt. Da das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel nur einen genauen Meßwert liefert, wenn die zeitliche Folge der einzelnen Überschläge konstant ist, sieht eine weitere Variante der Erfindung, wie in Fig0 4 dargestellt, vor, daß die vorstufe 11 während ihrer Öffnungsperiode die von einem Oszillator 13 mit konstanter Frequenz aufbereiteten Impulse passieren läßt, die während einer Offnungsperiode tom Zähler 14 abgezählt werden und deren Anzahl an der Ziffernanzeigeeinrichtung 15 zur Anzeige gelangt. Durch bekannte Zusatzeinrichtungen wird nach der Übernahme des Zählergebnisses in die Anzeigeeinrichtung 15 der Zähler 14 auf 0 zuriickgestellt und die Anzeige des Zählergebnisaes bis zum nächsten Zählvorgang aufrechterhalten0 Bei dieser Variante ist die Anzahl der von der Torstufe 11 durch gelassenen Impulse proportional der Zeitdifferenz it zwischen dem Eintreffen der magnetischen und der akustischen Indikation.Because of the known difficulties in oscillographing processes with time intervals on the order of one or more set modes with an indicator that must be carried along the cable for the search action a second embodiment of the invention that, according to FIG. 3, the im Amplifier 2 amplified magnetic indication the preamplifier 11 opens and the im Amplifier 5 amplified acoustic indication that gate step 11 blocks again0 The pre-stage 11 switches on a constant direct current during the opening period, its arithmetic mean of the time difference ait between the arrival of the magnetic and acoustic indication is proportional and by means of the moving coil measuring instrument 12 is displayed. Since the embodiment shown in Fig. 3 only one delivers accurate measured value if the time sequence of the individual flashovers is constant is, provides a further variant of the invention, as shown in Fig0 4, that the pre-stage 11 during its opening period the of a Oscillator 13 can pass processed pulses with a constant frequency, the during an opening period tom counter 14 are counted and their number the numeric display device 15 comes to the display. Through known additional devices becomes the counter after the counting result has been transferred to the display device 15 14 is reset to 0 and the counting result is displayed until the next counting process maintain0 In this variant, the number of steps from the gate step 11 is through left pulses proportional to the time difference it between the arrival of the magnetic and acoustic indication.

Claims (4)

Patentansprüche: Patent claims: Verfahren zur punktgenauen Lokalisierung von Fehlerstellen in Kabeln, an denen mittels Stoßeinrichtungen Überschläge erzeugt werden, bei dem nach dem Koinzidenzverfahren eine Anzeige der magnetisch und akustisch aufgenommenen Signale erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Messung, Anzeige und Auswertung der zeitlichen Differenz ( t) der beiden Signale vorgenommen wird.Procedure for pinpoint localization of faults in cables, at which flashovers are generated by means of impact devices, in which after the Coincidence method a display of the magnetically and acoustically recorded signals takes place, characterized in that in addition a measurement, display and evaluation the time difference (t) between the two signals is made. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalauslenkung eines Katodenstrahloszillograf (10) durch das magnetisch aufgenommene Signal gestartet wird und das akustisch aufgenommene Signal eine Vertikalauslenkung bewirkt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the horizontal deflection a cathode ray oscilloscope (10) started by the magnetically recorded signal and the acoustically recorded signal causes a vertical deflection. 30 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Uberschläge mit einer konstanten Folgefre quenz erzeugt werden und das magnetisch aufgenommene Signal eine Torstufe (11) öffnet und das akustisch aufgenommene Signal diese Torstufe (11) wieder sperrt und die Torstufe (11) während der Öffnungszeit einen konstanten Strom einschaltet, dessen arithmetischer Mittelwert als proportional der Zeitdifferenz angezeigt und/oder verarbeitet wird. 30 The method according to claim 1, characterized in that the overlaps are generated with a constant frequency and the magnetically recorded Signal a gate step (11) opens and the acoustically recorded signal this gate step (11) locks again and the door step (11) remains constant during the opening time Current switches on, its arithmetic mean value as proportional to the time difference is displayed and / or processed. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch aufgenommene Signal eine Torstufe (11) öffnet und das akustisch aufgenommene Signal diese Torstufe (11) wieder sperrt und die Torstufe (11) während der Öffnungszeft eine Folge von Impulsen definierter Frequenz einschaltet, deren Anzahl in einer nachgeschalteten Zählanordnung (14) auf digitaler Basis gezählt, angezeigt und/oder verarbeitet wird. 4. The method according to claim 1, characterized in that the magnetic recorded signal a gate step (11) opens and the acoustically recorded signal this door step (11) locks again and the door step (11) during the opening time a sequence of pulses of a defined frequency switches on, the number of which in a downstream counting arrangement (14) counted, displayed and / or on a digital basis is processed.