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Verfahren und Einrichtung zur kontaktlosen Feststellung der Spannungs-und Strom- verhältnisse sowie von Fehlerstellen in elektrischen Leitungen
Die Untersuchung von Leitungen auf Span- nungs-und Stromführung sowie auf Fehlerstellen begegnet vielfach grossen Schwierigkeiten, sofern vermieden werden soll, bei dieser Unter-
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diesen Fällen hat also die Untersuchung ohne
Herstellung eines Kontaktes mit der zu prüfenden
Leitung zu erfolgen.
Die kontaktlose Feststellung des in einer
Leitung fliessenden Wechselstromes mittels des
Induktionsstromes, der in einer an die Wechsel- stromleitung angelegten Prüfspule entsteht, ist bereits bekannt, desgleichen die Verwendung eines Telephons zur akustischen Anzeige dieses
Induktionsstromes. Verfahren und Einrichtungen, die den Nachweis des in einer Leitung fliessenden Gleichstromes mittels Induktion oder des Spannungszustandes einer Leitung, auch wenn in ihr kein Strom fliesst, kontaktlos ermöglichen, sind bisher nicht bekannt geworden.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird ohne Hilfsdrähte eine kontaktlose Untersuchung des Spannungszustandes einer Leitung, der sie durchfliessenden Gleich-oder Wechselströme und im Zusammenhang damit das Auffinden von Fehlerstellen unter Verwendung des erfindungsgemässen Prüfgerätes und eines Telephons ermöglicht.
Das Prüfgerät (Fig. 1) besteht aus einem U-förmigen Metallwinkel W, an dem einerseits die Metallhülse H und anderseits der unterteilte Eisenkern der hochohmigen Spule S angebracht ist. Im inneren Teil des Metallwinkels W sind die Steckerbuchsen Tl, T2 und T3, der Morsetaster M und die Metallplatte P untergebracht. Die Buchse Ti ist an den Metallwinkel W angeschlossen. Die Buchse T2 steht über den Ruhekontakt R des Tasters M (bei gedrücktem Taster über den Arbeitskontakt A) und den federnden Tasterhebel F durch einen durch H geführten, isolierten Draht mit dem Metallbügel B, und mit der Platte P sowie einem Wicklungsende der Spule S in leitender Verbindung. Die Buchse T. 3 ist mit dem zweiten Ende der Wicklung von S verbunden.
Bei der ersten Prüfungsart (induktive Prüfung) wird ein hochohmiges Telephon (Tel. ) an die
Buchsen T2 und Ta angeschlossen. In dieser
Schaltung dient das Gerät zur Feststellung des
Stromdurchganges durch Leitungen. Bei Wechsel- strom entsteht beim blossen Anlegen der Spule S an die zu untersuchende (isolierte) Leitung L durch Induktion im Telephon ein der Wechsel- stromfrequenz entsprechender Ton. Bei Doppelleitungen wird die Spule zwischen die beiden
Leitungen gebracht. Zur Feststellung von Gleichstrom wird die Spule S unter wiederholtem Tasterdrücken mehrmals rasch der Leitung genähert. Hiebei wird, falls die Leitung stromführend ist, im Telephon durch die unterbrochenen Induktionsströme ein Knacken hervorgerufen.
Die Empfindlichkeit dieses Verfahrens kann, sofern es sich um die Feststellung von Gleichströmen geringer Intensität handelt, in bekannter Weise durch eine Verstärkereinrichtung gesteigert werden. Zur Untersuchung von in grösserer Höhe, insbesondere auf Masten verlegten Leitungen wird die Spule S zweckmässig abgesondert vom Prüfgerät auf einer entsprechend langen Stange anzubringen sein.
Behufs Aufsuchung der Stelle eines Kurzschlusses oder Erdschlusses wird die Spule S entlang der Leitung verschoben, wobei das Telephon nur innerhalb der durch den Kurzbzw. Erdschluss gebildeten Stromschleife ansprechen wird, in Fig. 2 also im Leitungsteil C-D-G-K (Kurzschlussstelle), nicht aber in den Leitungsteilen D-und G-Z. Bei dieser Untersuchung wird als Stromquelle die durch Vorschaltung eines entsprechenden Widerstandes reduzierte Netzspannung oder ein durch eine Batterie betriebenes kleines (Summer-) Induktorium benützt.
Die erfindungsgemässe kapazitive Prüfung, d. i. die zweite Prüfungsart, wird folgendermassen durchgeführt : Das Telephon wird an die Buchsen Tl und T2 (Fig. 1 a) angeschaltet. Bei dieser Schaltung ist das eine Ende der Telephonwicklung über Ti, und die Hand und den Körper des Untersuchenden geerdet. Das zweite Ende der Wicklung ist mit dem Bügel B über
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den Taster M verbunden. Bei Anlegung von B an eine unter Spannung stehende isolierte Leitung wird durch kapazitive Übertragung (L-B in Fig. 1 a) das Telephon ansprechen, u. zw. bei einer Wechselspannung ohne weiteres, bei einer Gleichspannung jeweils bei Tasterdruck.
Wird die Hand ausser an W zugleich an die Metallplatte P angelegt, so wird durch die Hand ein Nebenschluss zur Telephonwicklung gebildet, dessen Grösse von der Berührungsfläche und vom Berührungsdruck-abhängt. Durch diesen Nebenschluss wird eine entsprechende Dämpfung einer zu hohen, die Prüfung störenden Lautstärke des Telephons erzielt. Die geerdete Metallhülse H dient zur Abschirmung gegen fremde Spannungsfelder.
Diese Anordnung eignet sich vor allem zum Auffinden der Stelle einer Leitungsunterbrechung. Zu diesem Zweck wird, wenn es sich um eine Doppelleitung handelt, eine der beiden Leitungen (a in Fig. 3) mit dem einen Ende der Sekundärspule des Induktoriums und das zweite Ende der Sekundärspule mit der zweiten Leitung b und der Erde verbunden. Falls kein Induktorium verwendet, sondern die Netzspannung zur Untersuchung benützt wird, ist eine der Leitungen b zu erden, sofern sie nicht ohnehin betriebsmässig geerdet ist.
Falls die Leitung a bei U unterbrochen ist, steht nur der Teil L-U der a-Leitung unter Spannung, erweist sich also bei Verschiebung des Bügels B entlang der Doppelleitung als"tönend", u. zw. bei Wechselspannung ohne weiters, bei Gleichspannung jeweils bei Tasterdruck, während der Teil U-N, wie auch die ganze geerdete
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Ist die geerdete Leitung unterbrochen (Fig. 4), so erweist sich die ganze a-Leitung als"tönend".
Die b-Leitung ist zwischen 0 und U"nicht- tönend", tönt aber zwischen U und O durch kapazitive Übertragung der Spannung der a-Leitung auf das Stück Ouzo der b-Leitung und von diesem auf das Prüfgerät.
Es zeigt sich also, dass immer auf der intakten Strecke der Doppelleitung bei der ein Leitungsdraht geerdet ist, der eine Draht tönt, der zweite nicht. Im Leitungsteil, der, wenn von der Spannungsquelle ausgegangen wird, nach der Unterbrechung liegt, tönt entweder keine der beiden Leitungen oder es tönen beide. Es kann so die Unterbrechungsstelle kontaktlos durch blosses Anlegen des Bügels an die isolierte Leitung eingegrenzt und genau bestimmt werden. Bei der Untersuchung von Einfachleitungen wird die Spannungsquelle einerseits mit der Leitung, anderseits mit der Erde verbunden.
Das erfindungsgemässe Prüfgerät eignet sich auch zur kontaktlosen Leiterbestimmung, wenn
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Leitungen eine bestimmte Leitung an einer beliebigen Stelle ermittelt werden soll. In diesem Fall wird am Leitungsanfang der betreffende Leitungsdraht mit dem einen Pol der Spannungsquelle verbunden, während alle anderen Leitungsdrähte und der zweite Pol der Spannungsquelle geerdet werden. Bei dieser Anordnung erweist sich nur der zu ermittelnde Draht als"tönend"und kann daher an jeder Stelle der gemeinsam geführten Leitungen aus einer Vielzahl von Drähten herausgefunden werden.
Zur Untersuchung von in grösserer Höhe verlegten Leitungen wird der Bügel B mit abgeschirmter Verbindungsleitung zweckmässig abgesondert vom Prüfgerät auf einer entsprechend langen Stange anzubringen sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontaktlosen Feststellung der Spannung-und Stromverhältnisse sowie von Fehlerstellen in elektrischen Leitungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung der zu untersuchenden Leitung entweder durch Anlegen einer Prüfelektrode mit abgeschirmter Verbindungsleitung kapazitiv oder, wie für die Prüfung von Wechselstromleitungen bekannt, mittels einer Prüfspule induktiv auf ein Telephon übertragen wird und bei der Prüfung von Gleichstromleitungen zur Erreichung der akustischen Anzeige eine periodische Unterbrechung des Telephonkreises durch einen Taster oder sonstigen Unterbrecher erfolgt, wobei die Prüfspule im Falle der induktiven Leitungsprüfung im elektromagnetischen Feld der Leitung bewegt wird.