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Meßverfahren zur Berichtigung der Ergebnisse von Fehtermessungen bei
alladrigen Kabelnebenschlüss en
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Meßverfahren
für Kabelft 1er, vorzugsweise in Fernmeldekabeln mit Pap@ isolierung, in dem Fall,
daß alle Adern Nebensc@@@ß haben. Für solche Kabelfehler werden vorwiegend zwei
Schaltungen angewendet, von denen die eine, nach Küpfmüller, auf einer Brückenmessung,
die andere, nach Graf, auf einer Strommessung beruht. Beiden Verfahren ist gemeinsam,
daß die für die Messung benutzten beiden Kabeladern am Ende abwechselnd geschlossen
und geöffnet werden und daß aus den dabei am Meßgerät abgelesenen Werten der Fehlerort
berechnet wird. Bei beiden Verfahren wird vorausgesetzt, daß der Nebenschlußwiderstand
sehr viel größer ist als der Aderwiderstand, möglichst um das Ioofache.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Voraussetzung hinfällig,
was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß durch eine Zusatzmessung der Nebenschlußwiderstand
zwischen den beiden Adern unter Berücksichtigung der Tatsache, daß er stromabhängig
ist, ermittelt und aus diesem in Verbindung mit dem Aderwiderstand an Hand von Kurvenblättern
ein Berichtigungswert abgeleitet wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Messung mit der
elektrolytischen Eigenspannung der Fehlerstelle ausgeführt, die entweder von Natur
aus vorhanden ist oder durch. vorheriges elektrisches Formieren erzeugt wird.
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In Weiterbildung der Erfindung wird der Nebenschlußwiderstand in
gleicher Schaltung wie die eigentliche Fehlermessung, jedoch mit einem Zusatzwiderstand
in einer Ader oder mit zwei gleichen, abwechselnd in beide Adern eingeschalteten
Widerständen ermittelt.
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An Hand der Abb. 1 bis 4 sei die Erfindung näher erläutert. In Abb.
1 ist beispielsweise eine Schleif-
drahtmeßbrücke dargestellt mit
dem Schleifdraht s, dem verschiebbaren Kontakt K, dem Galvanometer G und der Batterietaste
T. An den Klemmen Xl und X2 liegen die beiden Meßadern 1 und 2 mit den Nebenschlußwiderständen
W1 und W2, deren SummeW sei. Der Widerstand einer Einzelader sei r, der Aderwiderstand
bis zur Fehlerstelle sei x. Gleicht man die Brücke durch Verschieben des Kontaktes
K einmal bei am Ende offenen, sodann bei geschlossenen Adern ab und erhält dabei
an der linearen Schleifdrahtskala die Werte a und a', so ist, wie bekannt, für W
# 100 r x = # a-a'/s/2-a' (I) oder auch, da die Aderwiderstände ihren Längen proportional
sind, a-ar 1x=1 . (2) s/2-a' Is W < 100 r, so gelten diese Gleichungen nur angenähert;
der Meßfehler wird um so größer, je geringer der Größenunterschied zwischen den
Widerständen W und r ist.
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Bei Vorliegen eines solchen Widerstandsverhältnisses führt man im
Anschluß an diese Messung in Ausführung des Erfindungsgedankens eine zweite aus,
bei der der einen Ader oder abwechselnd beiden Adern ein stufenweise regelbarer
Widerstand R zugeschaltet wird, beispielsweise wie in Abb. 2 dargestellt. Gleicht
man in beiden Schalterstellungen jedesmal die Brücke ab und erhält dabei die Skalenwerte
al und a2, so ist der Nebenschlußwiderstand W = sR/a1-a2 - (2x + R). (3) Für den
Wert x setzt man den aus der Näherungsformel (1) ermittelten Wert ein.
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Wesentlich ist hierbei, daß diese Messung unter gleichen Bedingungen
ausgeführt wird wie die erste Messung, also mit gleicher Spannung und in gleicher
Brückenschaltung, damit sich der stromabhängige Nebenschlußwiderstand W nicht merklich
ändert.
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Aus diesem Grund darf der Zusatzwiderstand R auch nur so hoch bemessen
werden, daß er einerseits gegen den Nehenschlußwiderstand nicht zu sehr ins Gewicht
fällt, anderseits aber auch einen gegenüber a' deutlich größeren Meßwert al liefert,
der etwa 10 bis 30% größer sein muß als a'. Man setzt nun das Verhältnis W/r = n
und ermittelt an Hand eines Kurvenblatts nach Abb. 3 die Korrektur #p für a-a' p=100
. Dann ist die berichtigte Entfernung s/2-a' bis zum Fehlerort p+#p 1x'=1 . (4)
100 Das Kurvenblatt gibt an, um wieviel Prozent (#p) ein nach Gl (1) mit Bezug auf
ein Kabel von der Länge IOO berechnetes Ergebnis p zu klein ist bei einem gegebenen
Verhältnis n = Wir. Die Kurven sind unter Annahme bestimmter Zahlenwerte berechnet
und müssen je nach den Anforderungen an die Meßgenauigkeit für die Praxis unter
Umständen in größerem Maßstab und mit feinerer Stufung von n dargestellt werden.
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Für die Zusatzmessung genügt auch ein einziger Widerstand R, den
man vermittels eines Vierfachschalters abwechselnd in die beiden Meßadern einschaltet.
Schaltet man ihn nur in die Ader 2 ein, so gilt sinngemäß W = R (s-a1) ~2X. (5)
a1 a2 Natürlich kann man dieses Verfahren auch mit einer Brückenanordnung mit einem
festen Brückenarm a und einem veränderbaren Brückenarm, wie sie vielfach gebräuchlich
sind, in sinngemäß er Weise ausführen. Bezeichnet man den Wert des veränderbaren
Brückenarms hei der ersten Messung mit geschlossenen Adern mit f, bei offenen Adern
mit f', bei der zweiten Messung mit dem Widerstand R in Ader 1 mit f,, mit dem Widerstand
R in Ader 2 mit f2, so gilt mit f/a = v und f'/a = v' für Gl (1), wie bekannt, v-v'
x = 2 r (1+v)(1-v') Statt Gl (3) ist mit fXla = v1 und f2ia = v2 zu setzen R(1+v1)(1+v2)
W = - (2x+R) (6) v1-v2 und statt Gl (5) R(1+v2) W = - 2x. (7) v1-v2 In ähnlicher
Weise kann der Erfindungsgedanke auch bei dem Meßverfahren nach Graf angewendet
werden, das darauf beruht, daß nach Abb. 4a die Stromstärken J und i im Galvanometer
G bei am Ende offenen und geschlossenen Meßadern abgelesen werden. Es gilt, wenn
der gesamte Nebenschlußwiderstand W groß ist gegen den Aderwiderstand r, x=r-i/J
(r+GI2). (8) Das Meßergebnis ist um so ungenauer, je weniger der Nehenschlußwiderstand
W den Aderwiderstand r überragt. Es kann in gleicher Weise wie die Messung nach
dem beschriebenen Brückenverfahren an Hand des gleichen Kurvenblatts nach Abb. 3
berichtigt werden. Um den Parameter n = Wir zu ermitteln, schaltet man dem Galvanometer
hei am Ende offenen Kabeladern einen Widerstand R hinzu (Abb. 4b).
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Die Stromstärke gehe dabei von J auf J1 zurück.
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Dann ist J1 R W = - (2x+G). (9) J-J1 Setzt man nun p = 100 x/r und
ermittelt aus den Berichtigungskurven #p, so ist in Übereinstimmung mit Gt (4) p+#p
1x' = 1 . (10) 100 Das beschriebene Berichtigungsverfahren kann bei beiden Meßschaltungen
auch angewendet werden,
wenn der Meßstrom nicht unmittelbar durch
eine äußere Meßspannung erzeugt wird, sondern wenn er von der elektrolytischen Eigenspannung
der Fehlerstelle herrührt, die entweder von Natur aus vorhanden sein kann oder durch
vorheriges Formieren der Meßadern erzeugt wird. Das Formieren geschieht, wie anderweitig
vorgeschlagen, in der Weise, daß bei der Brückenschaltung eine Ader einige Minuten
an die einpolig geerdete Meßhatterie angeschlossen wird, während bei der Stromverzweigungsmessung
beide Meßadern einige Minuten an die ungeerdete Meßbatterie gelegt werden.
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PArENTANspRUcnE: 1. Meßverfahren zur Berichtigung der Meßergebnisse
an sich bekannter Meßverfahren für Kabelnebenschlüsse, die auf einer Brückenschaltung
oder einer Stromverzweigungsschaltung heruhen, dadurch gekennzeichnet, daß durch
eine Zusatzmessung der Nchenschlußwiderstand zwischen den beiden Adern unter Berücksichtigung
der Tatsache, daß er strornabhängig ist, ermittelt und aus diesem in Verbindung
mit dem Aderwiderstand an Hand von Kurvenblättern ein Berichtigungswert abgeleitet
wird.