WO1994000773A1 - Verfahren zum bestimmen eines fehlers auf einer electrischen übertragungsleitung - Google Patents

Verfahren zum bestimmen eines fehlers auf einer electrischen übertragungsleitung Download PDF

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WO1994000773A1
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Stephan Meyer
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Siemens Aktiengesellschaft
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/11—Locating faults in cables, transmission lines, or networks using pulse reflection methods

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a fault on an electrical transmission line, in which the transmission line is subjected to a pulse at one end and a reflected signal is detected at the same end.
  • Oscillographs visible course of transmit and echo signal can be interpreted by a specialist with regard to errors.
  • the invention is based on the object of proposing a method for determining an error on an electrical transmission line, which considerably facilitates the detection and determination of errors and also the determination of the distance from the end of the feed of the transmission Errors occurring in the transmission line.
  • line impulse responses are determined and stored for different line lengths of a line of the same type as the transmission line in a method of the type specified at the beginning; when a Dirac pulse is applied to the transmission line, the correlation coefficient is calculated from sections of the detected impulse response of the transmission line as a reflected signal and from each time corresponding sections of the stored line impulse responses of the same-type line, and one of the quotients of a value is calculated the respective section of the impulse response of the transmission line is used to form a computational quantity dependent on the value of the line impulse responses of the same-type line, from which the reflection factor is determined by multiplication with the respective correlation factor; with the reflection factor is according to the relationship
  • R ab (t > - i • z • ⁇ r ⁇ + calculates the value of the ohmic resistance at the point of the error, where Z denotes the characteristic impedance of the transmission line.
  • a major advantage of the method according to the invention is that it provides a measurement result that provides information about an error without any interpretation.
  • a further advantage is that obvious line faults are determined not only with regard to the end of the transmission line which is subjected to the pulse can, but also errors located relatively far away, because due to the correlation method used, such an error can be determined despite a relatively strongly noisy reflected signal.
  • the line impulse responses of a line of the same type are to be determined in advance by the line of the same type being subjected to artificially generated errors with different line lengths, each with a Dirac pulse, and the respective line impulse responses being recorded and stored
  • this preparatory work must only be carried out once for a type of electrical transmission line to be examined.
  • the line impulse responses can also be confirmed by calculation, taking into account parameters of the same type for the line.
  • a model of line impulse responses of a line of the same type as the respective electrical transmission line to be examined is thus formed and, based on this model, a line-oriented correlation is carried out which continuously changes the pattern according to which the correlation takes place over the measurement period.
  • the correlation coefficient can be calculated in different ways. It has proven to be advantageous to carry out the calculation of the correlation coefficient over a period of time which is composed of the rise and fall times of the line impulse response of the line of the same type.
  • Partial correlation coefficient obtained. This prevents the rise time from having a less or less correlation with the overall line impulse response.
  • the correlation coefficients can be calculated for sections of the impulse response of the transmission line which follow each other in close succession, which, however, is associated with a very high acquisition or computational effort.
  • the impulse response of the transmission line is examined for exceeding the predetermined threshold value and a calculation of the value of the ohmic resistance at the point of the Error occurs exclusively at the time the threshold is exceeded.
  • the correlation coefficient and the other variables mentioned above are then only calculated at prominent points, as a result of which the measurement result can be obtained relatively quickly.
  • the calculation can the value of the ohmic resistance at the point of the error can also be made at fixed times of the impulse response of the transmission line. These points in time are expediently chosen in accordance with the points in time at which the line impulse responses of the same-type line were recorded. This type of method according to the invention is therefore particularly suitable for monitoring a transmission line for errors at predetermined locations.
  • Figure 1 is a block diagram of an arrangement for
  • FIG. 2 a schematic illustration to explain the correlation
  • FIG. 3 an illustration with two diagrams to illustrate the advantages achieved when carrying out the method according to the invention
  • FIG. 4 the course of a determined value of the ohmic value Resistance of a transmission line is shown over time.
  • the arrangement shown in FIG. 1 for carrying out the method according to the invention is an arrangement with which an error on a symmetrical line 1 can be determined as an electrical transmission line.
  • the symmetrical line 1 is connected at one end 2 via a coupler 3, to which a pulse of a pulse generator 5 is fed via an input 4 and which is acted upon by a trigger pulse from a control device 7 via a line 6.
  • the signal YES reflected by the symmetrical line 1 is transmitted via an output 8 and a downstream one Amplifier 9 fed to a scanning device 10, which is followed by an analog-to-digital converter 11.
  • This converter 11 is connected to the control device 7 via a data bus 12.
  • the control device 7 preferably an electronic computer, the
  • a control device 7 is followed by a display device 14 via a further data bus 13.
  • the values of the different line impulse responses of the same type ascertained in this way are, as it were, stored as a pulse model in the control device or in the computer 7.
  • a Dirac pulse is applied to the end 2.
  • the impulse response YES of the symmetrical line 1 is recorded, the impulse response, for example, having the course over time t shown in diagram a in FIG.
  • the values of the impulse response are also stored in the control device 7 while maintaining their time rank.
  • the values of the impulse response of the symmetrical line 1 to be examined are then examined for the exceeding of a predetermined threshold W.
  • the determination of the individual values of the impulse response of the symmetrical line which exceed the threshold value also determines their priority, and the correlation of the subsequent section of the impulse response according to the diagram in FIG. 2 with the corresponding line impulse response of the same type can thus be determined
  • the line of which three line impulse responses J1, J2 and J3 are shown as examples in the diagram and in FIG. 2.
  • partial correlation coefficients r and r 2 are calculated for the rise time of the respective line impulse response J1 to J3 and for the fall time in each case.
  • N indicates the number of samples X ⁇ of the impulse response JA according to diagram a in FIG. 2, which occurred during the rise time of the line impulse response Jl.
  • Y denotes the sampling values that occurred during the rise time of the line impulse response J1.
  • the size i varies between 1 and N,
  • the correlation coefficient r for the rise time of the line impulse response J1 can then be determined in accordance with the following relationship (4):
  • a partial correlation coefficient r 2 is calculated with respect to the fall time of the line impulse response J1.
  • the correlation coefficient r. for the line impulse response J1 as a whole then results from the following relationship (5):
  • diagram b of FIG. 3 the course of the correlation coefficient r is plotted over the time t or over the length of the line 1, it being assumed that an error with an ohmic termination of 100 over a distance of 86 (approx. 900 ns) is present.
  • diagram a in FIG. 3 shows the course of the sample values X. as a function f (x) over time t.
  • the course of the correlation coefficient r in diagram b - in contrast to that shown in FIG. 2 - is determined on the basis of continuous calculation with line impulse responses of the same type which follow one another in time. Since the correlation coefficient r gives a measure of the similarity of the functions according to the diagrams a and b of FIG. 2, a calculation at the time t1 gives a very steep pulse, because the impulse response of the line 1 to be examined according to diagram a and
  • Line impulse response Jl of the same type line according to diagram b are very similar to each other.
  • the correlation coefficient is correspondingly high.
  • a flatter pulse in diagram c is to be expected at time t2, since the shape of the impulse response of the line 1 to be examined differs significantly from the pulse model (J2) at this point; The result is a small correlation coefficient.
  • Only at time t3 is there an impulse response according to diagram a, which largely corresponds to the pulse model (J3) according to diagram b, which results in a high correlation coefficient.
  • Vxy- which is given by the following relationship (6), must also be used:
  • the calculation variable Vxy ⁇ can also be calculated based on the time of the peak value of the line impulse response Jl according to the relationship (7):
  • Vx yjl X./Y, (7)
  • the ratio Vxy- corresponds to a weighting of the line impulse response J1 of the same type of line 1 and thus the reflection factor R (t).
  • the reflection factor R (t) can also be normalized by the following relationship (8):
  • A denotes the peak value in the line impulse response J1.
  • FIG. 4 shows the course of a determined conductance in Siemens (S) over time, based on the same fault as was used when considering FIG. 3.
  • the conductance reaches a value of approx. 10 mS, which corresponds to a faulty conclusion of approx. 100 J_.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen eines Fehlers auf einer electrischen Nachrichtenübertragungsleitung, bei dem die Nachrichtenübertragungsleitung an einem Ende mit einem Puls beaufschlagt und an demselben Ende ein reflektiertes Signal erfaßt wird. Um auch in großer Entfernung auftretende Fehler genau bestimmen zu können, werden Leitungsimpulsantworten (J1, J2, J3) bei unterschiedlichen Leitungslängen einer typengleichen Leitung ermittelt und gespeichert. Bei Beaufschlagung der Nachrichtenübertragungsleitung (1) mit einem Dirac-Impuls wird aus Abschnitten der erfaßten Impulsantwort (JA) und aus jeweils den Abschnitten zeitlich entsprechenden, gespeicherten Leitungsimpulsantworten (J1, J2, J3) jeweils der Korrelationskoeffizient (rI1, rI2, rI3) berechnet. Unter Gewinnung des Reflexionsfaktors (R(t)) wird der Korrelationsfactor (rJ1, rJ2, rJ3) mit einer Rechengröße (VxyJ1) multipliziert, die vom Quotienten aus einem Wert aus dem jeweiligen Abschnitt der Impulsantwort (JA) und der Leitungsimpulsantwort (J1, J2, J3) gebildet ist. Aus dem Reflexionsfaktor (R(t)) wird mit dem Wellenwiderstand (Z) der Leitwert (Gab(t)) des Fehlers bestimmt.

Description

Verfahren zum Bestimmen eines Fehlers auf einer elektrischen Übertragungsleitung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen eines Fehlers auf einer elektrischen Übertragungsleitung, bei dem die Übertragungsleitung an einem Ende mit einem Impuls beaufschlagt und an demselben Ende ein reflektiertes Signal erfaßt wird.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (M. Bindlingmaier, A. Haag und K. Kühnemann "Einheiten, Grundbegriffe, Meßverfahren der Nachrichten-Übertragungstechnik" Siemens Aktiengesellschaft, Ausgabe November 1969, Seiten 80 und 81) wird die Zeitdifferenz zwischen einem Sendeimpuls und seinem Echosignal gemessen, um daraus auf die Lage eines Leitungsfehlers zu schließen. Aus der Höhe und der Form des Echosignals in bezug auf die entsprechenden Größen des Sendesignals läßt sich der Fehler auch nach Wert und Art bestimmen. Das bekannte Verfahren ist allerdings nur zur Ermittlung von nicht allzuweit von der Einspeise¬ stelle des Sendesignals liegenden Fehlern geeignet, nicht jedoch zur Ermittlung von entfernt liegenden Leitungs¬ fehlern anwendbar, weil das Echosignal bei weit entfernt liegenden Fehlern im Rauschen untergeht. Außerdem muß bei dem bekannten Verfahren der auf dem Schirm eines
Oszillografen sichtbare Verlauf von Sende- und Echosignal von einem Fachmann im Hinblick auf Fehler interpretiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bestimmen eines Fehlers auf einer elektrischen Übertragungsleitung vorzuschlagen, das das Erkennen und Bestimmen von Fehlern erheblich erleichtert und auch das Bestimmen von relativ weit vom Einspeiseende der Über- Übertragungsleitung auftretenden Fehlern ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß Leitungsimpuls- antworten bei unterschiedlichen Leitungslängen einer zur Übertragungsleitung typengleichen Leitung ermittelt und gespeichert; bei Beaufschlagung der Übertragungsleitung mit einem Dirac-Impuls wird aus Abschnitten der erfaßten Impulsantwort der Übertragungsleitung als reflektiertem Signal und aus jeweils den Abschnitten zeitlich ent¬ sprechenden, gespeicherten Leitungsimpulsantworten der typengleichen Leitung jeweils der Korrelationskoeffizient berechnet, und es wird jeweils eine von dem Quotienten eines Wertes aus dem jeweiligen Abschnitt der Impulsant- wort der Übertragungsleitung zu einem zeitlich entsprechen¬ den Wert der Leitungsimpulsantworten der typengleichen Leitung abhängige Rechengröße gebildet, aus der durch Multiplikation mit dem jeweiligen Korrelationsfaktor der Reflexionsfaktor ermittelt wird; mit dem Reflexionsfaktor wird gemäß der Beziehung
Rab ( t > - i • z • ^rτπτ + der Wert des ohmschen Widerstandes an der Stelle des Fehlers errechnet, wobei Z den Wellenwiderstand der Übertragungsleitung bezeichnet.
Ein wesentlicher Vorteil des erfinduπgsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es ein Meßergebnis liefert, das ohne jede Interpretation eine Aussage über einen Fehler gibt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nicht nur in bezug auf das mit dem Impuls beaufschlagte Ende der Übertragungs¬ leitung naheliegende Leitungsfehler bestimmt werden können, sondern auch relativ weit entfernt liegende Fehler, weil wegen des eingesetzten Korrelationsverfahrens ein solcher Fehler trotz eines relativ stark verrauschten reflektierten Signals bestimmt werden kann. Zwar sind im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen eines Fehlers auf einer elektrischen Übertragungsleitung die Leitungsimpulsantworten einer typengleichen Leitung vorab zu ermitteln, indem die typengleiche Leitung mit künstlich erzeugten Fehlern bei unterschiedlicher Leitungslänge mit jeweils einem Dirac-Impuls beaufschlagt wird und die jeweiligen Leitungsimpulsantworten erfaßt und gespeichert werden, jedoch sind diese Vorarbeiten für einen Typ von zu untersuchenden elektrischen Übertragungs¬ leitungen nur jeweils ein einziges Mal vorzunehmen. Die Leitungsimpulsantworten können aber auch stattdessen durch Rechnung bestirnt werden, indem dabei der typengleichen Leitung eigene Parameter berücksichtigt werden. Im Rahmen der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also ein Modell von Leitungsimpulsantworten einer zur jeweils zu untersuchenden elektrischen Übertragungsleitung typengleichen Leitung gebildet und anhand dieses Modells eine leitungsorientierte Korrelation durchgeführt, die über den Meßzeitraum kontinuierlich das Muster, nach dem korreliert wird, verändert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Berechnung des Korrelationskoeffizienten in unterschiedlicher Weise erfolgen. So hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Berechnung des Korrelationskoeffizienten über eine Zeitdauer vorzunehmen, die sich aus der Anstiegszeit und der Abfallzeit der Leitungsimpulsantwort der typengleichen Leitung zusammensetzt.
Um die Berechnung des Korrelationskoeffizienten unter Berücksichtigung des Umstandes möglichst exakt durchzuführen, daß für weit entfernt auftretende Fehler die Abfallzeit der Leitungsimpulsantwort ein Vielfaches der Anstiegszeit ist, wird in vorteilhafter Weise die Berechnung eines Teil-Korrelationskoeffizienten während der Anstiegszeit der Leitungsimpulsantwort und die Berechnung eines weiteren Teil-Korrelationskoeffizienten während der Abfallzeit der Leitungsimpulsantwort der typengleichen Leitung vorgenommen und der Korrelationskoeffizient durch Multiplikation der
Teil-Korrelationskoeffizienten gewonnen. Damit wird ver¬ hindert, daß sich die Anstiegszeit bei einer Korrelation hinsichtlich der gesamten Leitungsimpulsantwort immer weniger auf das Ergebnis auswirkt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Korrelations¬ koeffizienten für jeweils dicht aufeinander folgende Ab¬ schnitte der Impulsantwort der Übertragungsleitung be¬ rechnet werden, was jedoch mit einem sehr hohen Erfassungs- bzw. Rechenaufwand verbunden ist.
Um den Rechenaufwand bei der Durchführung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens möglichst gering zu halten, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Impulsantwort der Über- tragungsleitung auf ein Überschreiten vorgegebener Schwellen¬ wert untersucht wird und eine Berechnung des Wertes des ohmschen Widerstandes an der Stelle des Fehlers ausschlie߬ lich zu Zeitpunkten der Schwellenüberschreitung erfolgt. Es findet dann eine Berechnung des Korrelationskoeffizienten und der weiteren oben erwähnten Größen nur noch an markanten Punkten statt, wodurch das Meßergebnis relativ schnell gewinn¬ bar ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Berechnung des Wertes des ohmschen Widerstandes an der Stelle des Fehlers auch zu festen Zeitpunkten der Impulsantwort der Übertragungsleitung vorgenommen werden. Diese Zeitpunkte sind zweckmäßigerweise entsprechend den Zeitpunkten der Aufnahme der Leitungsimpulsantworten der typengleichen Leitung gewählt. Diese Art des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens ist daher vor allem zur Überwachung einer Über¬ tragungsleitung auf Fehler an vorgegebenen Stellen ge¬ eignet.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in
Figur 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in Figur 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Korrelation, in Figur 3 eine Darstellung mit zwei Diagrammen zur Veran¬ schaulichung der bei der Durchführung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens erzielten Vorteile und in Figur 4 der Verlauf eines ermittelten Wertes des ohmschen Widerstandes einer Übertragungsleitung über der Zeit dargestellt.
Bei der in Figur 1 dargestellten Anordnung zur Durch- führung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich um eine Anordnung, mit der ein Fehler auf einer symmetrischen Leitung 1 als elektrischer Übertragungs¬ leitung ermittelt werden kann. Die symmetrische Leitung 1 ist mit einem Ende 2 über einen Koppler 3 angeschlossen, dem über einen Eingang 4 ein Impuls eines Pulsgenerators 5 zugeführt wird, der über eine Leitung 6 mit einem Trigger- Impuls aus einer Steuereinrichtung 7 beaufschlagt ist. Das von der symmetrischen Leitung 1 reflektierte Signal JA wird über einen Ausgang 8 und einen nachgeordneten Verstärker 9 einer Abtasteinrichtung 10 zugeführt, der ein Analog-Digital-Umsetzer 11 nachgeordnet ist. Dieser Umsetzer 11 ist über einen Datenbus 12 mit der Steuer¬ einrichtung 7 verbunden. In der Steuereinrichtung 7, vorzugsweise ein elektronischer Rechner, werden die
Abtastwerte gespeichert. Der Steuereinrichtung 7 ist über einen weiteren Datenbus 13 eine Anzeigevorrichtung 14 nachgeordnet.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden z.B. zunächst die Leitungsimpulsantworten einer zur zu untersuchenden symmetrischen Leitung 1 typengleichen Leitung anhand von in einer solchen typengleichen Leitung reflektierten Impulsen in Abhängigkeit von der Entfernung des angenommenen Fehlabschlusses, z.B. Kurzschluß oder offenes Ende, erfaßt. Die Werte der so ermittelten unter¬ schiedlichen Leitungsimpulsantworten der typengleichen Leitung werden gewissermaßen als Pulsmodell in der Steuer¬ einrichtung bzw. im Rechner 7 gespeichert.
Zum Bestimmen eines Fehlers auf der symmetrischen Leitung 1, die typengleich mit der Leitung sein muß, deren Puls¬ modell aufgenommen worden ist, wird an dem Ende 2 eine Be¬ aufschlagung mit einem Dirac-Impuls vorgenommen. Gleich- zeitig wird die Impulsantwort JA der symmetrischen Leitung 1 erfaßt, wobei die Impulsantwort beispielsweise den im Diagramm a der Figur 2 dargestellten Verlauf über der Zeit t haben kann. Die Werte der Impulsantwort werden ebenfalls in der Steuereinrichtung 7 unter Erhaltung ihres Zeitranges gespeichert.
Anschließend werden di e Werte der Impulsantwort der zu untersuchenden symmetrischen Leitung 1 au f das Über ¬ schre iten e iner vorgegebenen S chwelle W untersucht . Mit der Ermittlung der einzelnen , den Schwellenwert über¬ schreitenden Werte der Impulsantwort der symmetrischen Leitung ist auch deren Zeitrang festgestellt , un d es kann somit die Korrelation des s ich anschl ießenden Abschnittes der Impulsantwort nach Diagramm a d er Figur 2 mit der entsprechenden Leitungs impulsantwort der typengle ichen Leitung er folgen , von der drei Leitungs impulsantworten Jl , J2 und J3 im Diagramm b d er Figur 2 beispielhaft darge¬ stellt sind. Es werden jeweils Teil-Korrelationskoe ffizien- ten r , und r2 ( siehe Diagramm b der Figur 2 ) für jeweils die Anstiegszeit der jeweiligen Leitungsimpulsantwort Jl bis J3 und für jeweils die Abfallzeit errechnet .
Diese Berechnung erfolgt in der Weise, daß zunächst eine Kovarianzfolge Sxy-, gemäß folgender Gleichung (1) für die Anstiegszeit der Leitungsimpulsantwort Jl gebildet wird:
Figure imgf000009_0001
In dieser Gleichung (1) gibt N die Zahl der Abtastwerte X^ der Impulsantwort JA gemäß Diagramm a der Figur 2 an, die während der Anstiegszeit der Leitungsimpulsantwort Jl aufgetreten sind. Y. bezeichnet die Abtastwerte, die während der Anstiegszeit der Leitungsimpulsantwort Jl auf¬ getreten sind. Dabei variiert die Größe i zwischen 1 und N,
Ferner werden gemäß den nachfolgenden Gleichungen (2) und (3) die Standardabweichungen Sx, und Sy-, ermittelt:
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000010_0001
Mittels der Größen Sxy-,, Sx, und Sy, kann dann gemäß der nachfolgenden Beziehung (4) der Korrelationskoeffizient r, für die Anstiegszeit der Leitungsimpulsantwort Jl er¬ mittelt werden:
Sxy-
Sx, . Sy- (4)
Entsprechend wird ein Teil-Korrelationskoeffizient r2 in bezug auf die Abfallzeit der Leitungsimpulsantwort Jl errechnet. Der Korrelationskoeffizient r .,, für die Leitungs¬ impulsantwort Jl insgesamt ergibt sich dann nach folgender Beziehung (5) :
rJl = rl (5)
Entsprechend werden weitere Korrelationskoeffizienten r-^ und J3 in bezug auf die Leitungsimpulsantworten J2 und J3 errechnet.
Im Diagramm b der Figur 3 ist der Verlauf des Korrelations¬ koeffizienten r über der Zeit t bzw. über der Länge der Leitung 1 aufgetragen, wobei angenommen ist, daß ein Fehler mit einem ohmschen Abschluß von 100Ü in einer Entfernung von 86 (ca. 900 ns) vorhanden ist. Das Diagramm a der Figur 3 zeigt für einen solchen Fehlerfall den Verlauf der Abtastwerte X. als Funktion f(x) über der Zeit t. Anzumerken ist, daß der Verlauf des Korre¬ lationskoeffizienten r im Diagramm b - anders als in Figur 2 dargestellt - aufgrund kontinuierlicher Berechnung mit zeitlich dicht aufeinanderfolgenden Leitungsimpuls¬ antworten der typengleichen Leitung bestimmt ist. Da der Korrelationskoeffizient r ein Maß für die Ähnlich¬ keit der Funktionen nach den Diagrammen a und b der Figur 2 angibt, ergibt eine Berechnung zum Zeitpunkt tl einen sehr steilen Impuls, weil die Impulsantwort der zu untersuchenden Leitung 1 gemäß Diagramm a und die
Leitungsimpulsantwort Jl der typengleichen Leitung gemäß Diagramm b einander sehr ähnlich sind. Der Korrelations¬ koeffizient ist entsprechend hoch. Zum Zeitpunkt t2 ist ein flacherer Impuls im Diagramm c zu erwarten, da die Impulsantwort der zu untersuchenden Leitung 1 in ihrer Form an dieser Stelle wesentlich vom Pulsmodell (J2) abweicht; Folge ist ein kleiner Korrelationskoeffizient. Erst zum Zeitpunkt t3 liegt eine Impulsantwort gemäß Diagramm a vor, die weitgehend dem Pulsmodell (J3) gemäß Diagramm b entspricht, woraus sich ein hoher Korrelations¬ koeffizient ergibt.
Zum Ermitteln des Wertes des ohmschen Widerstandes an der Stelle des Fehlers auf der zu untersuchenden Leitung 1 muß zusätzlich eine Rechengröße Vxy-,, heran¬ gezogen werden, die durch folgende Beziehung (6) gegeben ist:
Figure imgf000011_0001
Die Rechengröße Vxy^, kann bezogen auf den Zeitpunkt des Spitzenwertes der Leitungsimpulsantwort Jl auch nach der Beziehung (7) berechnet werden:
Vxyjl = X./Y, (7)
Das Verhältnis Vxy-,, entspricht einer Gewichtung der Leitungsimpulsantwort Jl der typengleichen Leitung 1 und damit dem Reflexionsfaktor R(t). Normiert kann man den Reflexionsfaktor R(t) auch durch folgende Beziehung (8) ausdrücken:
Figure imgf000012_0001
In dieser Gleichung (7) bezeichnet A den Spitzenwert in der Leitungsimpulsantwort Jl.
Zur Berechnung des Wertes des ohmschen Widerstandes an der Stelle des Fehlers auf der zu untersuchenden elektrischen Leitung 1 wird die folgende Gleichung (9) verwendet:
Rab(t> = "RTTT 1) (9)
In Figur 4 ist der Verlauf eines ermittelten Leitwertes in Siemens (S) über der Zeit dargestellt, bezogen auf den¬ selben Fehlerfall, wie er bei Betrachtung der Figur 3 zugrunde gelegt wurde. Der Leitwert erreicht einen Wert von ca. 10 mS, was einem Fehlabschluß von ca. 100 J_ entspricht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen eines Fehlers auf einer elektrischen Übertragungsleitung, bei dem - die Übertragungsleitung an einem Ende mit einem Impuls beaufschlagt und an demselben Ende ein reflektiertes
Signal erfaßt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- Leitungsimpulsantworten (J1,J2,J3) bei unterschiedlichen Leitungslängen einer zur Übertragungsleitung (1) typen¬ gleichen Leitung ermittelt und gespeichert werden,
- bei Beaufschlagung der Übertragungsleitung (1) mit einem Dirac-Impuls aus Abschnitten der erfaßten Impulsantwort (JA) der Übertragungsleitung (1) als reflektiertem Signal und aus jeweils den Abschnitten zeitlich entsprechenden, gespeicherten Leitungsimpulsantworten (11,12,13) der typengleichen Leitung jeweils der Korrelationskoeffizient (r1,r2,r3) berechnet wird,
- jeweils eine von dem Quotienten eines Wertes (X.) aus dem jeweiligen Abschnitt der Impulsantwort (JA) der Nachrichtenübertragungsleitung (1) zu einem zeitlich entsprechenden Wert (Y. ) der Leitungsimpulsantworten (J1,J2,J3) der typengleichen Leitung abhängige Rechen¬ größe (Vxy-,,) gebildet wird, aus der durch Multiplikation mit dem jeweiligen Korrelationskoeffizienten (r-,,) der
Reflexionsfaktor (R(t)) ermittelt wird und
- mit dem Reflexionsfaktor R(t)) gemäß der Beziehung
R ab (t) = . Z . (i(t) + 1)
der Wert (R b(t)) des ohmschen Widerstandes an der Stelle des Fehlers errechnet wird, wobei Z den Wellenwiderstand der Nachrichtenübertragungsleitung (1) bezeichnet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- die Berechnung des Korrelationskoeffizienten (r-,,, rJ2> Γ 3^ während einer Zeitdauer vorgenommen wird, die der Anstiegszeit und der Abfallzeit der Leitungsimpuls¬ antwort (J1,J2,J3) der typengleichen Leitung entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Berechnung eines Teil-Korrelationskoeffizienten
(r,) während der Anstiegszeit der Leitungsimpulsantwort und die Berechnung eines weiteren Teil-Korrelations¬ koeffizienten (r2) während der Abfallzeit der Leitungs¬ impulsantwort (Jl) der typengleichen Leitung vorgenommen wird und
- der Korrelationskoeffizient (r,,) durch Multiplikation der Teil-Korrelationskoeffizienten (r,,r2) gewonnen wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- die Impulsantwort (JA) der Übertragungsleitung (1) auf ein Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes (W) untersucht wird und - eine Berechnung des Wertes (R b(t)) des ohmschen Wider¬ standes an der Stelle des Fehlers ausschließlich zu Zeit¬ punkten der Schwellenüberschreitung erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- die Berechnung des Wertes des ohmschen Widerstandes an der Stelle des Fehlers zu festen Zeitpunkten der Impuls¬ antwort (JA) der Übertragungsleitung (1) vorgenommen wird.
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