DE2249646A1

DE2249646A1 - Verfahren zum ermitteln der lage einer stoersignalquelle

Info

Publication number: DE2249646A1
Application number: DE2249646A
Authority: DE
Inventors: John Battiscombe Gunn; John Leroy Staples
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-12-06
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1973-06-07
Also published as: GB1375744A; JPS5538633B2; FR2162372B1; FR2162372A1; US3753089A; JPS4866313A

Description

Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Störsignalquelle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Störsignalquelle in einem elektrischen Versorgungsnetz. _

Störsignale in Stromversorgungsnetzen wirken sich insbesondere dort sehr nachteilig aus, wo genaue elektrische Messungen durchgeführt werden. Bisher war es sehr mühsam und zeitraubend, die Störeinwirkungen auszuschalten, besonders dann, wenn mehrere Störsignalquellen gleichzeitig vorhanden waren.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem mit einfachen Mitteln relativ schnell die Lage einer Störsignalquelle in einem elektrischen Versorgungsnetz festgestellt werden kann. Die zur Durchführung dieses , Verfahrens verwendete Vorrichtung sollte tragbar ausgebildet sein. Diese Aufgabe wird bei dem anfangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an ausgewählten Stellen des Netzes jeweils sowohl die Spannung als auch der Strom der Störsignale erfaßt werden und daß durch Vergleich der Polaritäten von Spannung und Strom die Richtung, in der sich die Störsignalquelle in bezug auf die jeweilige Erfassungsstelle befindet, bestimmt wird. Vorzugsweise werden der Strom der Störsignale mit

309823/0669

Hilfe einer elektromagnetischen Spule und deren Spannung durch direkte Abnahme aus dem Netz erfaßt» wobei die netzfrequenten Signale ausgefiltert werden. Es werden vorteilhaft die Ein* richtungen zur Erfassung der Störsignale fest in einem Gehäuse angeordnet und das Gehäuse mit einem Zeiger versehen, der in einer bestimmten Stellung des Gehäuses in bezug auf den zu prüfenden Hetzleiter bei einer bestimmten Beziehung der Polaritäten des Stromes und der Spannung der Störsignale zueinander in die Richtung der Störsignalquelle weist·

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des

beanspruchten Verfahrens,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Sammelschienen-

anlage und eine darauf aufgesetzte Prüfeinrichtung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 2 dargestellten Anordnung,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Versorgungsnetz, in

dem eine Störung auftritt und

Fig. 5 einen weiteren Ausschnitt aus einem Versorgungsnetz, in dem eine Störung auftritt.

In Fig. 2 ist eine Prüfeinrichtung 2 dargestellt. Diese besteht aus einem Gehäuse 4, in dem innerhalb einer elektrostatischen Abschirmung C ein· Wicklung 6 angeordnet ist. Wenn die Prüfein» richtung 2 in die Nähe eines stromführenden elektrischen Leiters gebracht wird, dann wird die Wicklung 6 durch das magneto 971 022 30 9323/0661

tische Feld des Leiterstromes beeinflußt. Die Prüfeinrichtung 2 besitzt weiterhin eine Kontaktspitze 8, die mit dem Leiter, der auf das Vorhandensein von Störsignalen untersucht werden soll, in Berührung gebracht wird. Das Gehäuse 4 ist mit einem Zeiger 10 versehen, der zur Anzeige der Richtung, in der von der Prüfsteile aus gesehen die Störsignalquelle liegen soll, verwendet wird. In der Darstellung nach Fig. 2 verläuft der Zeiger 10 senkrecht zur Zeichenebene. Wie noch erläutert werden wird, ist die Wicklung 6 in der Weise angeordnet, daß bei einer positiven Störsignalspannung und einem positven Störsignalstrom der Zeiger 10 in die Richtung der Störsignalquelle weist und daß bei einer positven Störsignalspannung und einem negativen Störsignalstrom der Zeiger 10 in die der Störsignalquelle entgegengesetzte Richtung weist.

Als Teil eines elektrischen Versorgungsnetzes ist in Fig. 2 ein Sammelschienenkanal 12 gezeigt. Der Kanal 12 ist geerdet und enthält drei Phasenleiter 14, 16 und 18 sowie einen neutralen Leiter 20. Zur Erfassung der Störsignale in einem Leiter, beispielsweise im Leiter 16, wird das Gehäuse 4 über einer entsprechenden Öffnung im Kanal 12 angeordnet, so daß die Kontaktspitze 8 den Leiter berühren kann und die Wicklung 6 in den Einflußbereich des von diesem Leiter ausgehenden magnetischen Feldes gerät.

In Fig. 1 ist das Schaltbild der Prüfeinrichtung gezeigt. Die Abschirmung C ist als strichliertes Rechteck um die Wicklung 6 und zwei Widerstände 22 und 24 dargestellt. Der Widerstand ist parallel und der Widerstand 24 in Reihe zur Wicklung 6 geschaltet. Das eine Ende der Wicklung 6 ist über eine abgeschirmte Leitung 26 geerdet, während das andere Ende dieser Wicklung über den Widerstand 24 zu einem Kontakt 28 eines Schalters 30 geführt ist.

Die Kontaktspitze 8 ist über eine Sicherung 32 und zwei parallele R-C-Netzwerke an Erdpotential angeschlossen. Das erste der beiden

YO 971 022 309823/0669

R-C-Netzwerke besteht aus einem Kondensator 34 und einem Widerstand 36, während das zweite aus einem Widerstand 38 und einem Kondensator 40 aufgebaut ist. über einen Dämpfungskreis 42 wird der durch den Kondensator 34 und den Widerstand 36 differenzierte Wert der von der Kontaktspitze 8 aufgenommenen Spannung zu einem Kontakt 44 des Schalters 30 geleitet, über den Schalter 30 gelangt dieser Wert an den vertikalen Eingang VI eines Oszillographen 46. Ein zweiter Dämpfungskreis 48 führt die zwischen dem Widerstand 38 und dem Kondensator 40 auftretende Spannung zu einem externen Triggereingang des Oszillographen 46.

Die Wicklung 6 besitzt eine Induktivität von 50 mH, während der Widerstand 22 einen Wert von 1.000 0hm und der Widerstand 24 einen Wert von 2.000 Ohm aufweisen. Die Widerstände 22 und 24 dienen als Dämpfungswiderstände. Die Wicklung 6 und der Widerstand 22 bilden weiterhin ein Hochpaßfilter, durch das die Signale mit der Netzfrequenz, die im vorliegenden 60 Hz betragen soll, unterdrückt werden. Ebenso bilden der Kondesator 34 mit einer Kapazität von 0,02 pF und der Widerstand 36 mit einem Wert 1.000 Ohm ein Hochpaßfilter, das nur die Störsignale passieren läßt und die Signale mit der Netzfrequenz unterdrückt. Es gelangt somit nur die differenzierte Störsignalspannung an den Eingang VI des Oszillographen 46. Der Widerstand 38 besitzt einen Wert von 10.000 Ohm und der Kondensator 40 eine Kapazität von O,l yP, wodurch dieses Netzwerk die netzfrequenten Signale passieren läßt und die höherfrequenten Störsignale unterdrückt. Die auf den externen Triggereingang des Oszillographen 46 gelangenden Spannungen mit einer Frequenz von 60 Hz werden als Zeitbasis für den Oszillographenzyklus verwendet.

Wenn man die Prüfeinrichtung 2 in der in Fig. 2 dargestellten Weise mit einem stromführenden Leiter in Beziehung bringt, dann können durch ständige Betätigung des Schalters 30 jeweils abwechselnd die Störsignalspannung ν und der StörsignaIstrom I_n auf dem Schirm des Oszillographen 46 sichtbar gemacht werden. Die Prüfeinrichtung wurde im vorliegenden Fall so eingestellt,

YO 971 022 309823/0669

daß wenn die Polaritäten von Störsignalspannung und Störsignalstrom gleich sind, der Zeiger auf dem Gehäuse 4 in die Richtung der Störsignalquelle weist. Besitzen Störsignalspannung und Störsignalstrom verschiedene Polaritäten, so wird durch eine Drehung der Prüfeinrichtung 2 um 180° die Gleichheit der Polaritäten hergestellt.

Fig. 5 zeigt, wie die Einstellung der Prüfeinrichtung vorgenommen wird. Eine Unterstation liefert über eine Leitung 18 eine Leistung an eine Last, wobei angenommen wird, daß die Last gleichzeitig eine Störsignalquelle darstellt, die einen Störsignalstrom i (t) zur Unterstation zurücksendet. Die Kontaktspitze 8 fühlt die Spannung ν (t) des Störsignals ab. Der Störsignalstrom i erzeugt um die Leitung 18 ein magnetisches Feld M, das auf die Wicklung 6 einwirkt. Die Wicklung 6 ist in der Weise aufgebaut, daß der in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung fließende Störsignalstrom i eine Spannung v[i(p)] in der Wicklung 6 induziert,, durch die das linke Ende dieser Wikklung positiv gegenüber dem rechten Ende wird. Die Störsignalspannung ν (t) und die durch den Störsignalstrom induzierte Spannung v[i(t)] besitzen somit gleiche Polarität« Der Zeiger 10 auf dem Gehäuse der Prüfeinrichtung wird dann vorzugsweise so eingestellt, daß er in die Richtung, in der die Störspannungsquelle in bezug auf die Meßstelle liegt, weist.

Anhand der Fig. 4 soll nun dargestellt werden, wie in einem Netzteil mit verschiedenen Verbrauchern eine Störsignalquelie ausfindig gemacht wird. Eine Unterstation 50 liefert über verschiedene Leitungen 52, 54, 56 und 58 elektrische.Energie an die Verbraucher Ll bis L7, Die Verbraucher stellen beispielsweise Laboratorien oder PrüfStationen dar, die elektronische Geräte verwenden, von denen einige als Störsignalquellen auftreten können. Im vorliegenden Beispiel soll der Verbraucher L6 eine Störsignalquelle enthalten. Das Störsignal breitet sich über den gesamten Netzteil aus und beeinflußt so die weiteren Verbraucher. Zur Lokalisierung der Störsignalquelle wird die Prüfeinrichtung zuerst

YO 971 022 30 9 82 3/0669

an der Meßstelle Tl in der in Fig. 3 dargestellten Weise fiber der Leitung 52 angeordnet. Durch Betätigung des Schalters 30 erhält man eine aufeinanderfolgende Darstellung der Störsignalspannung ν und des Störsignalstroms i . Wenn Strom und Spannung des Störsignals an der Meßstelle Tl die gleiche Polarität besitzen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, dann zeigt der auf dem Gehäuse der Prüfeinrichtung angeordnete Zeiger 10 nach rechts, d.h. in die Richtung der Störsignalquelle. Sind die Polaritäten verschieden und weist der Zeiger 10 in die Richtung der Unterstation 50, dann wird durch eine Drehung der Prüfeinrichtung um 180° der gewünschte Zustand erreicht.

Die Prüfeinrichtung wird nun nach rechts entlang der Leitung 52 bewegt, bis der Verzweigungspunkt P₂ erreicht ist. Die Prüfung kann nun entlang der Leitung 54 oder der Leitung 56 fortgesetzt werden. Im vorliegenden Fall erfolgt die weitere Prüfung zuerst auf der Leitung 54. Es wird hierzu beispielsweise die Meßstelle T2 ausgewählt. Es zeigt sich, daß nach überschreiten des Punktes P₂, d.h. beim Übergang von der Leitung 52 auf die Leitung 54, die Polaritäten von Störsignalstrom und Störsignalspannung unterschiedlich sind. Dies bedeutet, daß die Störsignale von der Leitung 56 her eingespeist werden. Die Prüfung wird somit entlang der Leitung 56 fortgesetzt. Eine Änderung der Polarität des Störsignalstromes i zwischen den Meßstellen T3 und T4 zeigt an, daß die Störsignalquelle beim Verbraucher L6 liegen muß. Beim Verbraucher L6 können nun entsprechende Maßnahmen getroffen werden, um die Ursache für die Störsignale zu eliminieren. Durch selektives Abschalten einzelner Geräte beim Verbraucher L6 und überwachen auf Störsignale kann herausgefunden werden, welches der Geräte für die Erzeugung der Störsignale verantwortlich ist. Durch geeignete Maßnahmen, wie die Verwendung von Filtern, Abschirmungen oder Austauschen von Geräten kann der Geräuschpegel herabgesetzt oder sogar vollständig unterbunden werden.

Das vorliegende Verfahren ist besonders geeignet für Störsignale, YO 971 022 3 0 9 8 2 3/0669

die in einem bestimmten Muster auftreten, da hierdurch häufig Hinweise auf die Art der Störsignalquelle gegeben sind. Diese zusätzliche Information und die Information, die anhand des beanspruchten Verfahrens erhalten wird, verringern erheblich die Zeit, die in einem komplexen Versorgungsnetz für das Auffinden einer Störsignalquelle benötigt wird.

Das vorliegende Verfahren ist nicht auf sich wiederholende Störsignale beschränkt. Bei kurzzeitig und zufällig auftretenden Störsignalen kann eine Speichereinrichtung verwendet werden, mit deren Hilfe die Polaritäten des Störsignals festgehalten werden.

YO 971 022 309 8 23/0 689

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Störsignalquelle in einem elektrischen Versorgungsnetz, dadurch gekennzeichnet, daß an ausgewählten Stellen des Netzes jeweils sowohl die Spannung als auch der Strom der Störeignale erfaßt werden und daß durch Vergleich der Polaritäten von Spannung und Strom die Richtung, in der sich die Störsignalquelle in bezug auf die jeweilige Erfassungsstelle befindet, bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der Störsignale mit Hilfe einer elektromagnetischen Spule und deren Spannung durch direkte Abnahme aus dem Netz erfaßt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erfassung der Störsignale die netzfrequenten Signale ausgefiltert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erfassung der Störsignale fest in einem Gehäuse angeordnet werden und daß das Gehäuse mit einem Zeiger versehen wird, der in einer bestimmten Stellung des Gehäuses in bezug auf den zu prüfenden Netzleiter bei einer bestimmten Beziehung der Polaritäten des Stromes und der Spannung der Störsignale zueinander in die Richtung der Störsignalquelle weist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom und die Spannung der Störsignale mit Hilfe eines Oszillographen dargestellt werden.

YO 971 022 309 82 3/0669