DE2750386C2 - Vorrichtung zur Fehlerortung in Kabeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zui Fehleror- jo tung in Kabeln, die unter Verwendung einer Brückenschaltung arbeitet

Es ist bekannt eine Murray-Brücke zur Ortsbestimmung eines Fehlers, der in einem Kabel aufgetreten ist zu verwenden. Bei einer Murray-Brücke wird durch ein fehlerhaftes Kabel, dessen Fehlerort bestimmt werden soll, ein fehlerfreies Rückleitungskabel und einen Verhältniszweig, der zwischen die beiden Enden der Kabel geschaltet ist, eine Schleife gebildet Eine Brückenspannungsquelle liegt zwischen der Ausgangsklemme des Verhältniszweiges und Masse, und ein Galvanometer ist zwischen die beiden Klemmen des Verhältniszweiges geschaltet

Damit eine Vorrichtung zur Fehlerortsbestimmung an Kabeln dieses Typs mit einer Murray-Brücke mit hoher Empfindlichkeit arbeitet ist es notwendig, eine elektrische Quelle mit einer hohen Spannung von einigen 1000 V vorzusehen, um der Brücke durch die Masse und den Widerstand der Fehlerstelle einen ausreichenden Strom tu liefern. Im Fall der Verwen- w dung s-.iner Vorrichtung zur Fehlerortsbestimmung an Kabeln, die mit einer Murray-Brücke arbeitet ist es daher notwendig, vor dem Abgleich der Brücke ein sogenanntes Durchbrennen durchzuführen, bei dem die Fehlerstelle unter Verwendung einer anderen elektrisehen Versorgungsquelle durchgebrannt wird, um dadurch den Widerstand der Fehlerstelle herabzusetzen. Anderenfalls würde die Messung mit einer niedrigen Empfindlichkeit durchgeführt

Um die oben beschriebene Schwierigkeit zu beseiti- so gen und die Brücke im Zustand des hohen Widerstandes der Fehlerstelle mit einer passenden Empfindlichkeit des Galvanometers arbeiten zu lassen, ist eine sogenannte umgekehrte Murray-Brücke (H. T. Gooding »Cable-fault location on power systems« in Proc. IEE, Band 113, Nr. 1, Januar 1966, S. 111-119) bekanntgeworden, die dadurch erhalten wild, daß die Stellen, an denen sich die Brückenspannungsquelle und das Galvanometer bei der oben beschriebenen Murray-Brücke befinden, ausgetauscht werden. Bei der umgekehrten Murray-Brücke ist es möglich, eine Niederspannungsquelle in der Größenordnung von 1,5 bis 2J5 V und ein Galvanometer mit einer hohen Stromempfindlichkeit zu verwenden. Insgesamt ist daher die Empfindlichkeit der umgekehrten Murray-Brücke wesentlich größer als die einer herkömmlichen Murray-Brücke. Die umgekehrte Murray-Brücke hat jedoch immer noch den Nachteil, daß vor dem Beginn des Brückenabgleichs ein Erdstreustrom in das Galvanometer fließen kaan, was zur Folge hat daß die Anzeigenadel des Galvanometers über die Skala heraus ausgelenkt wird. Es ist daher häufig unmöglich, die Bestimmung des Fehlerorts mit einer Vorrichtung durchzuführen, die die umgekehrte Murray-Brücke verwendet Aus diesem Grunde ist die Verwendung der umgekehrten Murray-Brücke zur Fehlerortsbestimmung an einem Kabel unzweckmäßig.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Fehlerortung in Kabeln mit einer Brückenschaltung zu schaben, durch die eine Fehlerortung in einem Kabel bei einer hohen Empfindlichkeit des Galvanometers und ohne eine große Spannungsquelle bestimmt werden kann. Diese Vorrichtung soll außerdem leicht bedienbar sein.

Die-r-e Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst

Damit ist es möglich, einerseits die Vorteile dier sogenannten umgekehrten Brückenschaltung zu nutzen und andererseits deren Nachteil zu vermeiden. So kann der Galvanometer tatsächlich über seinen gesamten Empfindlichkeitsbereich ausgenutzt werden, und der Maximalwert des Widerstands an der Fehlerstelle kann größer sein. Durch die Reihenschaltung des Erdstromunterdrückers mit dem Galvanometer wird insbesondere eine äußere elektromotorische Stieukraft unterdrückt Durch die Parallelschaltung dss Erdstromunterdrückers zum Galavometer wird ein Stram zum Unterdrücken des Erdstreustroms geliefert, der aufgrund der äußeren elektromotorischen Streukraft in das Galavometer fließen kann.

Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Erdstromunterdrücker eine Gleichspannungsversorgung aus zwei Gleichspannungsquellen mit gleichem Spannungswert die in Flußrichtung in Reihe zueinander geschaltet sind, ein Feineinstellpotentiometer und zwei elektrische Stromwege auf, die die beiden Klemmen der Gleichspannungsversorgung jeweils mit beiden Klemmen des Potentiometers verbinden. Die beiden elektrischen Stromwege haben im wesentlichen den gleichen Widerstand, und es ist eine Einrichtung vorgesehen, die gleichzeitig die Widerstände der beiden elektrischen Strom wege ändert während die Widerstände der elektrischen Stromwege zu jedem Zeitpunkt gleich groß gehalten werden. Die beide»; Ausgangsklemmen des Erdstromunterdrückers liegen am Schleifkontakt des Potentiometers und dem Verbindungspunkt zwischen beiden Gleichspannungsquellen.

Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel des Erdstromuntefdrüekers weist zwei Gleiehspannungsquellen mit gleichen Gleichspannungswerten auf, die jeweils in Flußrichtung mit den gegenüberliegenden Klemmen eines Hauptpotentiometers verbunden sind. Ein Hilfspotentiorreter ist zwischen die beiden Gleichspannungsquellen über einen aus zwei Schaltern bestehenden Mehrfachschalter geschaltet Dieser Erdstromunterdrücker hat zwei Ausgangsklemmen, näm-

lieh eine Ausgangsklemme, die vom Schleifkontakt des Hauptpotentiometers kommt, und eine andere, die vom Schleifkontakt des Hilfspotentiometers kommt. Der Außenwiderstand zwischen den beiden Klemmen des Hilfspotentiometers wird geändert, wenn der Mehrfachschalter von der Stellung der Grobeinstellung auf die Stellung der Feineinstellung umgeschaltet wird.

Durch die Erfindung wird insbesondere eine Vorrichtung zur Fehlerortung in Kabeln geliefert, die eine umgekehrte Murray-Brückenschaltung mit einem Verhältniszweig, der mit den offenen Enden eines fehlerhaften Kabels und eines fehlerfreien Rückleitungskabels verbunden ist, mit einer Spannungsquelle, die über einen Schalter mit beiden Enden des Verhältniszweiges verbunden ist und mit einem Galavometer. das zwischen die Ausgangsklemme des Verhältniszweiges und Masse geschaltet ist. verwendet, wobei ein Erdstromunterdrücker entweder in Reihe Λ/iflr rv»r*illol ~rnm ColcinAmAier rfac/^hillnf ict ι irr» omen

^ f ^ Λ ^ f J Λ £g f ^f f | ^ I £^ ^J ttt *, Λ \i | ψ ££ f f ^ j in ^ ^ ^ f *^ ^ ^W t S%& t ft W 4 S J %-t l·* StS ^ υ] ^ I |

Erdstreustrom zu unterdrücken.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer Murray-Brücke, die zur Fehlerortung in Kabeln verwandt wird.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer umgekehrten Murray-Brücke.

Fig. 3a und 3b zeigen die Schaltbilder von zwei Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung zur Fehlerortung in Kabeln.

Fig.4 zeigt das Grundschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Erdstromunterdrückers.

F i g. 5 bis 7 zeigen in Schalterbildern verschiedene Ausführungsbeispiele eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Erdstromunterdrückers.

Fig.8 und 9 zeigen in Schaltbildern zwei Ausführungsbeispiele des Potentiometers und wie das Potentiometer bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbei-• spiel des Erdstromunterdrückers in Form eines Feineinstellpotentiometers ausgebildet ist.

Fi g. 10 zeigt das Schaltbild eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Erdstromunterdrückers.

Fig. 11 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der in F i g. 10 dargestellten Schaltung.

In Fig. 1 ist eine Murray-Brückenschaltung dargestellt, die in weitem Umfang zur Fehlerortsbestimmung an einem Kabel verwandt wird und ein typisches Beispiel von Meßbrücken dieser Art darstellt. Bei dieser Brückenschaltung wird durch ein fehlerhaftes Kabel I mit einer Fehlerstelle X. ein fehlerfreies Rückführungskabel 2 und einen Veri.ältniszweig 3 eine geschlossene Schleife gebildet Eine Brückenspannungsquelle 6 ist zwischen die Ausgangsklemme 5 des Verhältniszweiges 3 und Masse geschaltet, während ein Galvanometer 8 über einen Schalter 7 zwischen beide Enden des Verhäitniszweiges 3 geschaltet ist Zwischen dem Leiter des fehlerhaften Kabels und Masse oder seinem Kabelabschirmungsmetall an der Fehlerstelle X tritt ein Fehlerstellenwiderstand 4 auf. Um die Brücke mit einer hohen Empfindlichkeit zu betreiben, ist es notwendig, die Brücke mit einem Gleichstrom in der Größenordnung von 20 bis 100 mA von der Quelle 6 über die Masse oder das Abschirmungsmetall und durch den Fehlerstelienwiderstand 4 zu versorgen. Im allgemeinen ist der Fehlerstellenwiderstand 4 groß. Daher sollte die Spannung der Spannungsquelle einige 1000 V oder mehr betragen. Das ist natürlich nicht zweckmäßig. Daher wird bei der Fehlerortsbestimmung mit dieser Brückenschaltung die Fehlerstelle unter Verwendung eines anderen elektrischen Versorgungsquelle durchgebrannt, bevor die Brücke abgeglichen wird, um dadurch den Wert des Fehlerstellwiderstandes herabzusetzen, wie es bereits beschrieben wurde. Anderenfalls wird die Messung mit einer niedrigen Empfindlichkeil durchgeführt.

Fig. 2 zeigt eine sogenannte umgekehrte Murray-Brücke mit einer Niederspannungsquelle, die als eine Vorrichtung bekanntgeworden ist. die mit einer sehr hohen Genauigkeit den Ort einer Fehlerstelle mit hohem Widerstand bestimmen kann. Die in Fig. 2 dargestellte Brückenschaltung unterscheidet sich von der in F i g. I dargestellten Brückenschaltung darin, daß die Spannungsquelle 6 und das Galvanometer 8 in Fig. I durch ein Galvanometer 8 und eine Spannungsquelle 6' in F i g. 2 jeweils ersetzt sind. Die Spannungsquelle 6'. die bei der in F i g. 2 dargestellten Brücken- SChsliüR⁰ yprvyanHt ic* wir

2» ihre Ausgangsklemmen nahezu kurz geschaltet sind. Obwohl die Spannungsquelle 6' eine ausreichend hohe Stromkapazität haben muß, liegt ihre erforderliche Spannung in der Größenordnung von 1,5 bis 2,0 V, was einem Einheitselement entspricht. Bei dieser Brückenschaltung besteht daher keine Gefahr eines elektrischen Schlages. Da darüber hinaus in dieser Brückenschaltung ein Galvanometer mit hoher Stromempfindlichkeit verwandt w '.:den kann, ist die Empfindlichkeit der Brücke als Ganzes wesentlich größer als die der herkömmlichen Murray-Brückenschaltung. Bei dieser umgekehrten Murray-Brücke kann jedoch vor Beginn des Brückenabgleichs durch das Schließen des Schalters 7 ein Erdstreustrom in das Galvanometer fließen, was zur Folge hat. daß die Nadel des Galvanometers über

r> die Skala hinaus ausgelenkt wird. Es ist daher vollständig unmöglich, die Messung fortzusetzen, wie es bereits beschrieben wurde. Die Hauptursache, daß ein Erdstrom fließt, ist die Feuchtigkeit, die an der Fehlerstelle eindringt, wodurch sich ein Lokalelement mit dem metallischen Teil des Kabels, dem Erdboden und dem metallischen Erdungsmaterial bildet.

In Fig. 3a und 3b sind zwei Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Fehlerortung in Kabeln beschrieben, wobei in Fig.3a der Fall dargestellt ist, in dem ein

-"> Erdstromunterdrücker 9 in Reihe zu einem Galvanometer 8 geschaltet ist, während F i g. 3b den Fall zeigt, in dem ein Erdstromunterdrücker 9' parallel zu einem Galvanometer 8 geschaltet ist. Der Aufbau der Erdstromunterdrücker 9 und 9' wird später anhand der

5« F i g. 4 bis 11 im einzelnen beschrieben. Bei der in Fig.3a beschriebenen Reihenschaltung wird eine Spannung mit einem Wert gleich der Spannung eines Lokalelementes, jedoch entgegengesetzter Polarität, das sich an der Fehlerstelle oder an einer Stelle in der Schaltung bildet, vom Erdstromunterdrücker 9 erhalten, um die Spannung des Lokalelementes zu unterdrücken, so daß der Wert des in das Galvanometer fließenden Stromes gleich Null oder sehr nahe bei Null gehalten wird. Die Reihenfolge der Schaltung des Galvanometers

W) 8 und des Erdstromunterdrückers 9 zwischen die Klemme 5 und Masse kann umgekehrt sein. Insbesondere kann der Erdstromunterdrücker 9 über das Galvanometer 8 mit Masse verbunden sein. Wenn bei der in F i g. 3b dargestellten Parallelschaltung ein Strom mit einer Stärke gleich dem Strom, der aufgrund des Vorhandenseins eines Lokalelements in das Galvanometer 8 fließen kann, der jedoch eine entgegengesetzte Richtung hat vom Erdstromunterdrücker 9' erhalten

wird, so daß er dem Galvanometer 8 zugeführt wird, kann der Wert des im Galvanometer fließenden Stromes gleich Null oder sehr nahe bei Null gehalten werden. In diesem Fall ist die als Ausgangsspannung des Erdstromiinterdrückers notwendige Spannung nicht gleich der Spannung des Lokalelements, sondern gleich einem Wert, der dadurch erhalten wird, daß der Spannungsabfall an der Fehlerstelle von der Spannung des ^okalelements abgezogen wird. Die resultierende Spannung ist daher sehr niedrig. Während der Strom im Galvanometer zum Verschwinden gebracht wird, wird der Fluß des Erdsiromes in den anderen Elementen aufrechterhalten.

Die Einstellung des Erdstromunterdrückers erfolgt in der folgenden Weise: Zuerst wird der Schalter 7 r> offengehalten. Dann wird der Mehrfachschalter des Erdstroniunterdrückers geschlossen. Danach wird die Stellung des Schleifkontaktes des Potentiometers im Erdstromunterdrücker in passender Weise eingestellt.

Wenn bei beiden in den K1 g. 3a und 3b dargestellten Schaltungen der Schalter 7 geschlossen wird, nachdem der Erdstromunterdrücker eingestellt wird, um mit dem Brückenabgleich zu beginnen, kann ein Strom, der dem unabgeglichenen Zustand der Brücke entspricht, im Galvanometer fließen. Die Nadel des Galvanometers. r> die auf Null oder in der Nähe des Wertes Null gestanden hat. wird daher in die positive oder negative Richtung ausgelenkt. Der Verhältniszweig wird daher so eingestellt, daß die Nadel bei dem Wert Null liegt und der Abgleichspunkt wird abgelesen, um den Ort der id Fehlerstelle X ähnlich wie bei einer herkömmlichen Brüekenschaltung zu bestimmen.

Die Schaltung des Erdstromunterdrückers 9, der bei der Reihenschaltung verwandt wird, ist mit der Schaltung des Erdstromunterdrückers 9' identisch, der η bei der Parallelschaltung verwandt wird. Der Erdstromunterdrücker 9 unterscheidet sich jedoch vom Erdstromumefdrücker 9' in den Werten seiner Bauteile.

In Fig. 4 ist das Grundschaltbild des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Erdstromunterdrückers 9 und 9' dargestellt. Der Erdstromunterdiükker 9 und 9' weist ein Potentiometer 10 mit einer Feineinstellfunktion, wie es später beschrieben wird, eine Gleichspannungsversorgung, die durch Zusammenschalten von zwei gleichen Gleichspannungsquellen 12 ■*'> und 12' in Durchflußrichtung erhalten wird, die zwei Einheitsbatterien mit gleicher Spannung oder zwei in Reihe geschaltete Batteriegruppen gleichfalls mit gleicher Spannung sind, einen Mehrfachschalter aus zwei Schaltern 11 und 11'. die die beiden Klemmen der Gleichspannungsversorgung mit beiden Klemmen des Potentiometers 10 jeweils verbinden, und zwei Ausgangsklemmen Γι. 72 auf, die mit dem Schleifkontakt P des Potentiometers 10 und mit dem Verbindungspunkt Q der Gleichspannungsquellen 12, 12' verbunden sind. Jede der beiden Ausgangsklemmen T\ und T2 kann unabhängig von ihrer Polarität mit dem Galvanometer verbunden werden, da vom Erdstromunterdrücker eine Spannung oder ein Strom gleichgültig welcher Polarität erhalten werden kann. Das heißt im einzelnen, daß dann, wenn der Schleifkontakt P auf die Mitte des Potentiometers 10 eingestellt ist, der Potentialunterschied zwischen den Punkten P und Q gleich Null ist. Wenn der Schleifkontakt Pjedoch nach links in Fig.4 bewegt wird, wird ein positives Potential bezüglich des Potentials des Verbindungspunktes Q am Schleifkontakt P erhalten, was zur Folge hat daß ein Strom erhalten wird, der vom Schleifkontakt P zum Verbindungspunkt Q fließt. Wenn im Gegensatz dazu der Schleifkontakt fin Fig. 4 nach rechts bewegt wird, wird ein negatives Potential bezüglich des Potentiales des Verbindungspunktes Q am Schleifkontakt P erhalten, was zur Folge hat, daß ein Strom erhalten wird, der vom Verbindungspunkt Q zum Schleifkontakt P fließt.

Wenn bei der in F i g. 4 dargestellten Grundschaltung der Schleifkontakt P zu einem Ende des Potentiometers bewegt wird, kann eine positive oder negative Spannung jeweils erhalten werden, die gleich der Spannung der Spannungsquellen 12 und 12' ist. Da jedoch das Lokalelement, das an der Fehlerstelle auftritt, im allgemeinen eine niedrige Spannung hat, ist es nicht notwendig, den Schleifkontakt P bis zu den Enden des Potentiometers zu bewegen.

Die Einstellung des Erdsiromunterdrückers erfolgt in der folgenden Weise: Der Mehrfachschalter Il und W wird abgeschlossen, wobei der Schalter 7 in der in den Fig.3a oder 3b dargestellten Schaltung offen bleibt. Anschließend wird der Schleifkontakt fverschoben, bis die Nadel des Galvanometers 8 in der Mitte ihrer Skala bei Null liegt. Es versteht sich jedoch, daß diese Einstellung des Erdstromunterdrückers beträchtliche Schwierigkeiten bereitet. Das heißt insbesondere, daß selbst wenn der Schleifkontakt P wenig bewegt wird, der Zeiger des Galvanometers stark nach rechts oder links ausgelenkt wird. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn der Widerstand der Fehlerstelle groß ist und das benutzte Galvanometer eine hohe Empfindlichkeit hat.

Es sind Widerstände zwischen die Klemmen des Potentiometers 10 und die Klemmen der Gleichspannungsversorgung 12 und 12'jeweils geschaltet und es ist das Potentiometer 10 selbst so ausgelegt, daß es eine Feineinstellfunktion hat. Ein Erdstromunterdrücker mit zwei Feineinstellfunktionen kann somit von jedermann leicht bedient werden.

In Fig.5 bis 7 sind drei verschiedene Abwandlungsformen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Erdstromunterdrückers dargestellt, bei denen Widerstände zwischen das Potentiometer und die Gleichspannungsversorgung geschaltet sind. Fig.5 zeigt eine Anordnung, bei der ein veränderbarer Mehrfachwiderstand aus zwei identischen veränderbaren Widerständen 13 und 13' verwandt ist. Bei der in F i g. 6 dargestellten Schaltung sind Widerstände 15 und 15'. deren Widerstandswerte gleich, jedoch niedrig sind, jeweils in Reihe zu Widersländen 16 und 16' geschaltet, deren Widerstandswerte gleich, jedoch hoch sind und ist ein Mehrfachschalter aus Schaltern 14 und 14' derart vorgesehen, daß die Messerklinge des Schalters 14 zwischen die Klemmen a und b bewegt wird, die an beide Seiten des Widerstandes 16 angeschlossen sind, während die Klinge des Schalters 14' zwischen die Klemmen a'und /»'bewegt wird, die an beide Seiten des Widerstandes 16' angeschlossen sind, so daß die Widerstände 15 und 15' oder die Reihenwiderstände 15 und 16 sowie 15' und 16' in der Schaltung liegen. Bei der in F i g. 7 dargestellten Schaltung sind Widerstände 15 und 15', deren Widerstandswerte gleich, jedoch niedrig sind, jeweils parallel zu Widerständen 17 und 17' geschaltet, deren Widerstandswerte gleich, jedoch hoch sind und ist ein Mehrfachschalter aus Schaltern 14 und 14' derart vorgesehen, daß die Klinge des Schalters 14 zwischen die Klemmen a und b bewegt wird, die mit den Widerständen 15 und 17 jeweils verbunden sind, während die Klinge des Schalters 14' zwischen die

Klemmen a' und b' bewegt wird, die mit den Widerständen 15' und 17' jeweils verbunden sind, so daß die Widerstände 15 und 15' oder die Widerstände 17 und 17' in der Schaltung liegen.

Bei jeder der in den Fig.5 bis 7 dargestellten ■, Schaltungen werden d'e Widerstände, die zwischen der Gleichspannungsversorgung 12 und 12' und dem Potentiometer 10 liegen, so gewählt, daß ihr Widerstandswert zu Beginn der Einstellung niedrig ist, um das Galvanometer mit niedriger Empfindlichkeit einzustel- m len. Anschließend werden die niedrigen Widerstände erhöht oder wird auf die hohen Widerstände umgeschaltet, während die Empfindlichkeit des Galvanometers erhöht wird, wodurch die Einstellung ausgeführt wird.

Wenn bei den in Fig.5 bis 7 dargestellten η Schaltungen die maximalen Widerstandswerte der Widerstände 13 und 13'. die Widerstandswerte der Widerstände 16 und 16' oder die Widerstandswerte der Widerstände 17 und !7' übermäßig groß sind, dann nimmt die Höhe des in der geschlossenen Schleife :u fließenden Stromes ab und der Innenwiderstand zu, was zur Folge hat, daß die über die Klemmen T\ und Ti erhaltenen Ausgangsströme abnehmen und die Leistungsfähigkeit des Erdstromunterdrückers herabgesetzt wird. Daher wird diese Schwierigkeit dadurch y, überwunden, daß dem Potentiometer 10 eine Feineinstellfunktion gegeben wird.

In Fig.8 und 9 sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen dem Potentiometer 10 eine Feineinstellfunktion gegeben ist. In Fig. 8 besteht das «> Potentiometer 10 aus zwei gekoppelten veränderlichen Widerständen 18 und 18' und einem Hilfspotentiometer 19, das zwischen die Schleifkontakte cund dder beiden veränderlichen Widerstände 18 und 18' geschaltet ist. Die Schleifkontakte cund dwerden derart verschoben, r> daß sie zu jedem Zeitpunkt einander gegenüberstehen. Der Schleifkontakt Pdes Hüfspotentiometers 19 ist mit der Ausgangsklemme Ti des Erdstromunterdrückers verbunden. In Fig.9 besteht das Potentiometer aus einem Hauptpotentiometer 20 mit zwei Schleifkontak- w ten e und f, die so verschoben werden, daß zwischen beiden Kontakten ein vorbestimmter Abstand beibehalten wird, und aus einem Hilfspotentiometer 21, das zwischen die beiden Schleifkontakte e und f des Hauptpotentiometers 20 geschaltet ist. Der Schleifkon- -n takt P des Hüfspotentiometers 21 steht mit der Ausgangsklemme Ti des Erdstromunterdrückers in Verbindung. Ein Potentiometer mit einer rein mechanischen Fcineinstelleinrichtung, bei der die Stellung des Schleifkontaktes beispielsweise mechanisch fein einge- >o stellt wird, kann statt der oben beschriebenen Potentiometer mit elektrischen und mechanischen Feineinstelleinrichtungen verwandt werden.

Der Ausbildung des Erdstromunterdrückers entsprechend, bei der die Widerstände zwischen der Gleichspannungsversorgung 12 und 12' und dem Potentiometer erhöht werden und das Potentiometer fein einstellbar ist, können aufgrund des Multiplikationseffektes die Erdstreuströme, die im Galvanometer fließen, leicht auf Null oder auf einen Wert nahe Null gebracht m> werden. Wenn beispielsweise die Feineinstellung um den Faktor 10 erhöht wird, indem der zugeschaltete Widerstand erhöht wird, und die Feineinstellung weiter um den Faktor 10 durch die Verwendung eines Potentiometers mit Feineinstellung erhöht wird, nimmt ts5 die Feineinstellung um den Faktor 100 durch die Multiplikation der Faktoren zu.

Bei den in Jen F i g. 6 und 7 dargestellten Schaltungen werden zwei Widerstände verwandt, um für jeden der elektrischen Stromwi.ge zwischen den Klemmen der Gleichspannungsversorgung und den Klemmen des Potentiometers zu iorgen. Der elektrische Stromweg kann jedoch auch mit drei Widerständen gebildet werden, deren Werte zunehmend verschieden sind. In diesem Fall erfolgt die Einstellung durch ein aufeinanderfolgendes Umschalten des niedrigen Widerstandes auf den höheren Widerstand mittels des Schalters und durch eine allmähliche Erhöhung der Empfindlichkeit des Galvanometers. Weiterhin kann die Reihenfolge der Schaltung der Schalter und der Widerstände zwischen der Gleichspannungsversorgung und dem Potentiometer der in den Figuren dargestellten Reihenfolge entgegengesetzt sein.

Im folgenden wird anhand von Fig. 10 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erdstromunterdrückers 9 und 9' beschrieben. Die Schaltung des Erdsiromunterdrückers 9, der bei d?r Rpihpmrhnltung verwandt wird, ist identisch mit der des Erdstromunterdrückers 9', der bei der Parallelschaltung verwandt wird, der Erdstromunterdrücker 9 unterscheidet sich jedoch von dem Erdstromunterdrücker 9' in den Werten seiner Bauelemente, wie es bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall war. Weiterhin kann jede der beiden Ausgangsklemmen 71 und Ti unabhängig von ihrer Polarität mit dem Galvanometer verbunden sein, wie es bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall war, Wie es in Fig. 10 dargestellt ist. ist der Schleifkontakt Pdes Hauptpotentiometers 22 einer der Ausgänge des Erdstromunterdrückers. Drei gekoppelte Schalter 24, 24' und 24" haben zwei Einschaltstellungen und eine nicht dargestellte Ausschaltstellung. Das heißt insbesondere, daß eine der Einschaltstellungen die Stellung a. «i'und a"für die Grobeinstellung ist, während die andere die Stellung b. b' und b" für die Feineinstellung ist. Da zwischen der Stellung für die Grobeinstellung und der Stellung für die Feineinstellung a-bund a'-ij'ein Kurzschluß besteht, ergibt sich weder in der Stellung der Grobeinstellung noch in der Stellung der Feineinstellung eine Änderung, was die Tr'.sache anbetrifft, daß das Hilfspotentiometer 25 direkt zwischen den Schaltern 24 und 24' liegt. Ein fester Widerstand 26 ist jedoch zwischen die Klemmen //und b"der Stellung der Feineinstellung geschaltet, so daß der feste Widerstand 26 parallel zum Hilfspotentiometer 25 durch ein Umschalten des Schalters 24" in Kontakt mit dem Punkt b" nur dann geschaltet wird, wenn der Schalter 24' sich in der Stellung der Feineinstellung befindet. Gleichspannungsquellen 23 und 23' mit gleichen Spannungswerten liegen zwischen einem Ende des Hauptpotentiometers 22 und den Schaltern 24 und 24" und zwischen dem anderen Ende des Hauptpotentiometers 22 und dem Schalter 24' jeweils, wie es in Fig. 10 dargestellt ist Widerstände können zusätzlich zu den Gleichspannungsquellen dazwischen liegen. Der Schleifkontakt Ädes Hüfspotentiometers ist die andere Ausgangsklemme Tj des Erdstromunterdrückers. Der Wert des Hilfspotentiometers 25 ist um eine oder zwei Größenordnungen kleiner als der Wert des Hauptpotentiometers 22. Wenn zur Vereinfachung der Beschreibung angenommen wird, daß der Außenwiderstand, gesehen von den Ausgangsklemmen Ti und Tj, unendlich groß ist, so ändert sich der in der Schleife aufgrund der Gleichspannungsquellen fließende Strom, gleichgültig ob die Schalter sich in der Stellung der Grobeinstellung oder der Stellung der Feineinstellung befinden, kaum. Der Widerstandswert

zwischen den Schalterstellungen wird jedoch in der Stellung der Feineinstellung herabgesetzt, so daß dor Spannungsabfall dementsprechend proportional dazu abnimmt. Das heißt im einzelnen, daß sowohl eine Feineinstellmöglichkeit selbst in der Stellung der Grobeinstellung gegeben ist, indem das Hilfspotentiometer bedient wird, wird eine leichtere Feineinstellung dadurch erhalten, daß der Schalter auf die Stellung der Feineinstellung gebracht wird. Selbst in der Stellung der Feineinstellung werden weiterhin die Spannungs- und Stromkennwerte für die Unterdrückung nicht herabgesetzt, so daß der Spannungswert der Gleichspannungsversorgung in ausreichendem Maße ausgenutzt werden kann.

Fig. i 1 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der in Fig. IO dargestellten Schaltung, bei dem der Schleifer Pdes Hauptpotentiometers 22 eine Ausgangsklemme 71 darstellt und zwei gekuppelte Schalter 29,29' zwei Einschaltstellungen, nämlich eine a. a' für die Grobeinstellung und eine b. b' für die Feineinstellung und gleichfalls eine nicht dargestellte Ausschaltstellung liefert. Ein fester Widerstand 27 liegt zwischen den Stellungen b. b' für die Feineinstellung und das Hilfspotentiometer 25 ist zwischen die Stellungen a. a' für die Grobeinstellung geschaltet. Zwischen der Stellung für die Grobeinstellung und der Stellung für die Feineinstellung, d. h. zwischen den Kontakten a und b und a'und b', liegen feste Widerstände 28 und 28' mit gleichen Widerstandswerten jeweils. Gleichspannungsquellen 23 und 23' mit gleichen Spannungswerten sind getrennt zwischen das Hauptpotentiometer 22 und die Schalter 29 und 29' jeweils geschaltet. Der Schleifer R des Hilfspotentiometers 25 ist die andere Ausgangsklemme T; des Unterdrückers. Feste Widerstände können zwischen das Hauptpotentiometer 22 und die Schalter 29 und 29' zusätzlich zu den Gleichspannungsquellen geschaltet werden. Der Wert des Hilfspotentiorneters 25 liegt um ein oder zwei Größenordnungen unter dem Wert des Hauptpotentiometers 22. Weiterhin kann der Wert des festen Widerstandes 27 gleich dem des Hilfspotentiometers 25 sein. Der Wert der festen Widerstände 28 und 28' ist um eine Größenordnung höher ais der Wert des festen Widerstandes 27. Wenn zur Vereinfachung der Beschreibung angenommen wird, daß der Außenwiderstand, gesehen von den Ausgangsklemmen T\ und T? unendlich groß ist, so wird sich der von den Gleichspannungsquellen innerhalb der Schleife fließende Strom nicht ändern, gleichgültig ob die Schalterstellung die Stellung der Grob- oder Feineinstellung ist. Das ist der Fall, wenn der Wert des festen Widerstandes 27 gleich dem des H'.lfspoientiometers 25 ist. Das heißt im einzelnen, daß selbst, in der Stellung für die Grobeinstellung eine Feineinstellung durch die Bedienung des Hilfspotentiometers bewirkt wird. Wenn jedoch der Schalter auf die Stellung der Feineinstellung umgeschaltet wird, werden die festen Widerstände 28 und 28' mit den beiden Klemmen des Hilfspotentiometers 25 jeweils verbunden und wird der feste Widerstand 27 parallel zum Hilfspotentiometer 25 plus den festen Widerständen 28 und 28' geschaltet. Das bedeutet, daß der Spannungsabfall im Hilfspotentiometer 25 kleiner wird, d. h. daß eine leichtere Feineinstellung möglich ist. Wenn weiterhin der Schalter sich in der Stellung der Feineinstellung befindet, ändert sich der innenwiderstand der Schaltung nicht stark und wird der gleiche Strom in der Schleife wie bei der Stellung der Grobeinstellung beibehalten, wodurch die Unterdrükkungsspannung oder der Unterdrückungsstrom nicht erniedrigt wird.

Aus dem Obigen ergibt sich, daß durch die Erfindung eine Vorrichtung zur Fehlerortung in Kabeln geliefert wird, bei der die Vorteile der umgekehrten Brückenschaltung ausgenutzt werden, jedoch deren Nachteile vermieden werden, wodurch eine Brückenspannungsquelle mit niedriger Spannung verwandt werden kann und der Brückenabgleich mit einem auf hohe Empfindlichkeit eingestellten Galvanometer erfolgen kann, wobei darüber hinaus die Vorrichtung von jedermann bedient werden kann.

Im Obigen wurden einige wenige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die beispielsweise unter Verwendung einer umgekehrten Murray-Brücke ausgeführt waren. Es versteht sich jedoch, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit einer umgekehrten Varley-Brückenschaltung oder anderen verschiedenen Arten von Brückenschaltungen verwirklicht werden kann, die dadurch erhalten werden, daß die umgekehrte Murray-Brückenschaltung oder die umgekehrte Varley-Brückenschaltung abbewandelt i wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Fehlerortung in Kabeln, mit einer Brückenschaltung, deren einer Zweig von einem Verhältniszweig und deren anderer Zweig von dem fehlerhaften Kabel und einem fehlerfreien Rückleitungskabel gebildet werden, mit einer Brükkenspannungsquelle, die über einen Schalter mit beiden Enden des Verhältniszweigs verbunden ist, und einem Galvanometer, das zwischen die Aus- to gangsklemme des Verhältniszweiges und Masse geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung des Erdstroms entweder parallel zum oder in Reihe mit dem Galvanometer (8) ein Erdstromunterdrücker (9, 9') geschaltet ist, ;s der eine Gleichspannungsversorgung aus zwei Gleichspannungsquellen (12, 12') enthält, die in Reihe miteinander geschaltet sind und die gleiche Spannung haben, der ferner eine Potentiometereinrichtung (10) mit Feineinstellung, zwei elektrische Stromwege, die die Klemmen der Gleichspannungsversorgung (i2, 12"') jeweils mit den Klemmen der Potentiometereinrichtung (10) verbinden, wobei die beiden elektrischen Stromwege den gleichen Widerstandswert haben, ferner eine Einrichtung zur gleichzeitigen Änderung der Widerstandswerte der beiden elektrischen Stromwege, uobei die Widerstandswerte der beiden elektrischen Stromwege zu jedem Zeitpunkt gleich groß gehalten werden, und zwei Ausgangsklemmen (Ti, 75) aufweist, die mit jo dem Schleifkontakt (P) der Potentiometereinrichtung (10) und den: Verbindungspunkt (Q) zwischen den beiden Gleichspannungsqueller (12,12') verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden elektrischen Stromwege im Erdstromunterdrücker (9,9') einen Schalter (11, 11') und einen veränderbaren Widerstand (13, 13') aufweist, die in Reihe miteinander geschaltet sind, wobei der Schalter (U) in einem der elektrischen Stromwege und der Schalter (H') in dem anderen elektrischen Stromweg die Form eines Mehrfachschalters haben und der veränderbare Widerstand (13) des einen elektrischen Stromweges und der veränderbare Widerstand (13') des anderen elektrischen Stromweges die Form zum Gleichlauf gekuppelter veränderbarer Widerstände haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden elektrischen Stromwege im Erdstromunterdrücker (9, 9') einen ersten Widerstandsweg mit niedrigem Widerstandswert, einen zweiten Widerstandsweg mit hohem Widerstandswert und einen Schalter (14, 14') aufweist, wobei der Schalter (14) des einen elektrischen Stromweges und der Schalter (14') des anderen elektrischen Stromweges in Form eines Mehrfachschalters ausgebildet sind, der so arbeitet, daß er einen gewählten Weg aus dem ersten und dem zweiten Widerstandsweg zwischen eine entsprechende Klemme der Gleichspannungsversorgung (12, 12') und die Klemme des jeweils gewählten Widerstandsweges in jedem elektrischen Stromweg schaltet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem elektrischen Stromweg des Erdstromunterdrückers (9, 9') der erste Widerstandsweg einen Zweigweg mit einem Widerstand (15) mit niedrigem Widerstandswert, und der zweite Widerstandsweg einen Zweigweg mit einem Widerstand (15') mit niedrigem Widerstandswert und einen Widerstand (16') mit hohem Widerstandswert aufweist, der in Reihe zum Widerstand (15) mit niedrigem Widerstandswert im ersten Widerstandsweg geschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der elektrischen Stromwege im Erdstromunterdrücker (9, 9') der erste Widerstandsweg einen Zweigweg mit einem Widerstand (15) mit niedrigem Widerstandswert und der zweite Widerstandsweg einen Zweigweg mit einem Widerstand (17') mit hohem Widerstandswert aufweist

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometereinrichtung (10) mit Feineinstellung im Erdstromunterdrücker (9, 9') einen ersten und einen zweiten miteinander gekuppelten veränderbaren Widerstand (18,18') und ein Hilfspotentiometer (19) aufweist, das zwischen die Schleifkontakte (c, d) des ersten und zweiten veränderbaren Widerstands (18, 18') geschaltet ist, wobei die Schleifkontakte (c, d) so verschoben werden, daß sie einander gegenüberliegen, eine Klemme des ersten veränderbaren Widerstands (18) und eine Klemme des zweiten veränderbaren Widerstands (18'), die der Klemme des zweiten Widerstandes (18') entgegengesetzt ist, d:e der einen Klemme des ersten veränderbaren Widerstandes

(18) gegenüberliegt, als Klemmen des Potentiometers (10) mit Feineinstellung dienen und eine Ausgangsklemme des Erdstromunterdrückers (9,9') mit dem Schleifkontakt (P) des Hilfspotentiometers

(19) verbunden ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometereinrichtung (10) mit Feineinstellung im Erdstromunterdrücker (9,9') ein Potentiometer (20) mit zwei Schleifkontakten (e, f), die so verschoben werden, daß ein vorbestimmter kurzer Abstand zwischen beiden beibehalten wird, und ein Hilfspotentiometer (21) aufweist, das zwischen die beiden Schleifkontakte (e,f) geschaltet ist, wobei eine Ausgangsklemme des Erdstromunterdrückers (9, 9') mit dem Schleifkontakt (P) des Hilfspotentiometers (21) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (10) mit Feineinstellung im Erdstromunterdrücker (9, 9') eine rein mechanische Feineinstelleinrichtung zum Feineinstellen der Stellung des Schleifkontaktes des Potentiometers (10) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdstromunterdrücker (9, 9') eine erste Potentiometereinrichtung (22) mit einem Schleifkontakt (P) und zwei Klemmen, zwei Gleichspannungsquellen (23,23'), die jeweils mit den beiden Klemmen der ersten Potentiometereinrichtung (22) in Flußrichtung verbunden sind, wobei die beiden Gleichspannungsquellen (23, 23') die gleiche Spannung haben, eine Schalteinrichtung (24,24', 24", 29, 29'), die mit den beiden Gleichspannungsquellen (23,23') verbunden ist und zwischen einer Schaltstellung für die Grobeinstellung und einer Schaltstellung für die Feineinstellung wählbar umschaltbar ist, eine zweite Potentiometereinrichtung (25) mit einem Schleifkontakt (R) und zwei Klemmen, wobei die beiden Klemmen der zweiten Potentiometereinrichtung (25) über die Schalteinrichtung (24, 24', 24", 29, 29') zwischen die beiden Gleichspannungsquellen

(23, 23') geschaltet ist, zwei Ausgangsklemmen (Tu T₂), von denen die eine (Ti) vom Schleifkontakt (P) der ersten Potentiometereinrichtung (22) und die andere (T₂) vom Schleifkontakt (R) der zweiten Potentiometereinrichtung (25) abgeleitet ist und eine feste Widerstandseinrichtung (26) aufweist, die parallel zur zweiten Putentiometereinrichtung (25) geschaltet ist, wenn die Schalteinrichtung (24, 24', 24", 29, 29') von der Schaltstellung für die Grobeinstellung auf die Schaltstellung für die Feineinstellung umgeschaltet ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine zweite Widerstandseinrichtung (28, 28') mit einem festen Widerstandswert, wobei die zweite Widerstandseinrichtung (28,28') parallel zur zweiten Potentiometereinrichtung (25) geschaltet ist, wenn die Schalteinrichtung (29,29') sich in der Schaltstellung für die Grobeinstellung befindet und wobei bestimmte Teile des Widerstandes der zweiten Widerstandseinrichtung (28, 28') in Reihe zu den beiden Klemmen der zweiten Potentiometereinrichtung (25) jeweils geschähet sind, wenn die Schafteinrichtung (29, 29') von der Schaltsteliung für die Grobeinstellung auf die Schaltstellung für die Feineinstellung umgeschaltet ist.