DE2250336C3 - Verfahren zum Feststellen der Länge einer Ader eines Kabels direkt im Längenmaß durch elektrische Brückenmessung, wenn Aderdurchmesser und Adertemperatur bekannt sind - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, durch elektrische Brückenmessung die Länge einer Ader eines Kabels direkt in Längenmaß festzustellen. Dabei wird eine an Länge, Durchmesser und Leitermaterial gleiche Hilfsader verwendet und der Durchmesser und die Temperatur der beiden Adern als bekannt vorausgesetzt. Bei der Messung wird außerdem ein Kompensator benutzt, der, um zwei veränderbare Widerstände zu bilden, mit einem festen und zwei variablen Kontaktans-chlüssen versehen ist. Der erste veränderbare Widerstand liegt zwischen dem festen und dem ersten variablen Anschluß und der zweite veränderbare Widerstand zwischen dem festen und dem zweiten variablen Kontaktanschluß. Man verwendet auch einen zwischen dem festen und dem ersten variablen Anschluß eingeschalteten Indikator mit einer mit dem einen Pol an den zweiten variablen Anschluß angeschlossenen Spannungsquelle.

In vielen Fällen, unter anderem bei der Messung von dem A.bstand zu einem Isolationsfehler einer Ader, benötigt man eine Angabe der Gesamtlänge der betreffenden fehlerhaften Ader. Die Erfindung ist dazu bestimmt, die Aderlänge in solchen Fällen festzustellen, wenn eine Angabe der Gesamtlänge nicht vorhanden ist und nur der Durchmesser, die Temperatur und das Leitermaterial der Ader bekannt sind. Ein anderes Brückenverfahren, das diese Länge direkt im Längenmaß liefert, ist nicht bekannt.

Die Aufgabe nach der Erfindung wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Schritte gelöst.

Eine Ausführungsform, die die charakteristischen Merkmale der Erfindung zeigt, wird an Hand der Zeichnung beschrieben, wobei schematisch eine verwendete Brückenschaltung gezeigt wird.

Die Ader, deren Länge L bestimmt werden soll, ist mit L₁ bezeichnet. Eine bei dem Verfahren verwendete Hilfsader L₂ ist aus demselben Leitermaterial und hat eine Länge, einen Durchmesser und eine Temperatur wie die Ader L₁. Außerdem wird ein Kompensator oder eine Widerstandsanordnung benutzt, der, um zwei veränderbare Widerstände R_m und R. zu bilden, nach außen hin einen festen Kontaktanschluß und zwei variable Anschlüsse hat. Der erste veränderbare Widerstand R_n, liegt zwischen dem festen Anschluß und dem ersten variablen Anschluß und der zweite veränderbare Widerstand R_p zwischen dem festen und dem zweiten variablen Anschluß. Parallel zum Widerstand R„ ist ein Indikator / eingeschaltet, und zwischen dem zweiten variablen Anschluß und einem Anschlußpunkt D für die Ader L₁ gibt es eine Gleichspannungsquelle V. Zwischen dem Punkt D und dem festen Anschluß gibt es einen veränderbaren Widerstand R_d, auf dessen Skala der bekannte Aderdurchmesser von L₁ eingestellt wird. Parallel zum Widerstand R_p ist ein veränderbarer Widerstand R, angeschlossen, auf dessen Skala man die ebenfalls bekannte Temperatur der Ader L₁ einstellt.

Bei der Messung werden die entfernten Enden der Ader L₁ und L₂ zu einer Schleife verbunden. Das nahe Ende der Ader L, wird an den Anschlußpunkt D gelegt und das nahe Ende der Hilfsader L₂ über einen

9 =

4L'

Anschlußpunkt H mit dem ersten variablen Kontaktanschluß verbunden. Der Widerstand R_d wird mit Hilfe seiner in Aderdurchmesserwerten geeichten Skala auf den Wert

■* ⁼ d~

eingestellt, wobei d der Durchmesser von L₁ ist. q ist eine so gewählte Konstante, daß R_d bei jedem Wen von </den Widerstand einer gewählten Länge L'_p eines Drahtes von demselben Durchmesser d und derselben Resistivität o₀ wie die Ader L_x und L₁ hat, und zwar bei einer Temperatur I₀, die so gewählt ist, daß sie niedriger als jede bei den Adern in der Praxis vorkommende Temperatur ist. Das ergibt schaltung abgestimmt. Das gibt die Gleichung

~ R_P

woraus folgt

R =R +R

Dabei sind R_Ll und R_L2 die Widerstände der

_Ll

Ader L₁ bzw. L₂. Falls man die Relation

^L1 "

⁴9oL' + <b(* —4>JJ

¹S ausnutzt, erhält man

Ru+'

Der zweite veränderbare Widerstand R_p ist mit einer im Längenmaß, z. B. Meter, geeichten Skala versehen, und auf dieser Skala wird die oben gewählte Länge L'_p eingestellt. Wenn k eine Proportionalitätskonstante der Skala ist, bekommt man

R_p = k

L'_p.

Dann wird auf einer in Temperatur (⁰C) geeichten Skala der veränderliche Widerstand R, die Temperatur t der Ader L₁ und L₂ eingestellt, so daß man L'_p

R^d² q-π

8a>[l +C₀It — J₀)] L

, r

25 Da der veränderbare Widerstand R_m eine in der Längengröße L„ geeichte Skala nut der Proportionalitätskonstante 2fe hat, d h.

30 R_n ⁼ 2& · L_m,

kann an der Skala die Länge

L =^- + L bekommt. Dabei ist k derselbe Proportionalitäts- 35 " 2

faktor wie bei i?_p und c₀ der auf die niedrigste Tem- direkt abgelesen werden.

peratur i₀ bezogene Temperaturkoeffizient der Re- Für den gesuchten Längenwert erhält man den

sistivität p₀. Ausdruck

Die beiden parallelen Widerstände R_p und R, L'

bilden zusammen den Widerstand 40 *-⁼ ^m ~ 2 '

p

+ Rt l+Co(^{i — <}o)

Mit dem Widerstand R_n, wird dann die Brücken-45 und wenn L'_p geeignet gewählt ist, z. B. L'_p = 2000 m, wird die Berechnung besonders einfach:

L = L_m — lOOO(m).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Feststellen der Länge L einer Ader eines Kabels direkt im Längenmaß durch elektrische Briickenmessung unter Ausnutzung einer Hilfsader dieses Kabels, die an Länge. Durchmesser d und Leitermaterial mit der Ader übereinstimmt, wobei Durchmesser und Temperatur der beiden Adern bekannt und einander gleich sind, mit einem Kompensator, der zur Bildung von zwei veränderbaren Widerständen mit einem festen Anschluß und zwei variablen Anschlüssen versehen ist, wobei der erste veränderbare Widerstand zwischen dem festen und dem ersten variablen Anschluß liegt, und der zweite veränderbare Widerstand zwischen dem festen und dem zweiten variablen Anschluß liegt, und mit einem Indikator, der zwischen dem festen und dem ersten variablen Anschluß eingeschaltet ist. sowie mit einer Gleichspannungsquelle, die zwischen dem zweiten variablen Kontaktanschluß und einem Anschlußpunkt für die zu untersuchende Ader angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zu untersuchende Ader (L₁) und die Hilfsader (L₂) an ihren entfernten Fnden miteinander verbunden werden und daß an ihren nächstliegenden Enden die Hilfsader an den ersten variablen Kontaktanschluß und die zu untersuchende Ader (L₁) an den Anschlußpunkt (D) gelegt werden, wobei der Arschlußpunkt (D) über einen weiteren Widerstand (R_d), der entsprechend R_d ^ 1/tf² abhängig von dem bekannten Durchmesser d gewählt wird, mit dem festen Anschluß verbunden ist, daß dann der zweite veränderbare Widerstand (R_p) auf einen Wert, der einer entsprechend R_p ~ Lp geeignet gewählten Aderlänge L'_p proportional ist, eingestellt wird, worauf ein mit dem zweiten veränderbaren Widerstand (R.) paralleler Widerstand (R₁) abhängig von der bekannten Temperatur / udö einer niedrigsten Temperatur i₀ entsprechend R,~L'„/(t—t_Q) gewählt wird, und daß danach die erhaltene Brücke mit dem ersten veränderbaren Widerstand (R_m) abgestimmt wird, wobei der einregulierte Wert dieses Widerstandes entsprechend R_n, ~ L + L'_p/2 in einem Ausdruck für die Aderlänge (L) enthalten ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Widerstand (R_d) auf einen Wert eingestellt wird, der gleich dem Widerstand ist, den eine Ader mit demselben Durchmesser als die beiden Adern (L₁ und L₂) und mit einer Länge entsprechend der erwähnten gewählten Aderlänge bei einer in diesem Zusammenhang niedrigst vorkommenden Temperatur (t₀) hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite veränderbare Widerstand (R_p) auf einen Wert eingestellt wird, der gleich einem Proportionalitätsfaktor (k) einer in der Länge (L_p) geeichten Skala des Widerstandes multipliziert mit der gewählten Länge ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der parallele Widerstand (R₁) auf einen Wert eingestellt wird, der gleich dem Proportionalitätsfaktor (k) multipliziert mit der gewählten Länge und geteilt durch den auf der niedrigst vorkommenden Temperatur (I₀) bezogenen Temperaturkoeffizienten der Resistivität der beiden Adern (L₁ und L₂) multipliziert mit der Differenz zwischen der Temperatur der Ader und der niedrigst vorkommenden Temperatur.