Kabelprüfverfahren Bei der Herstellung von elektrischen Kabeln oder Leitungen, bei denen auf die Ader oder den Leiter mit Hilfe einer Spritz- oder Pressvorrichtung die Isolierung aus einem thermoplastischen Kunststoff aufgebracht wird, kommt es darauf an, die Isolierung frei von Fremdkörpereinschlüssen zu halten. Solche Fremdkör- pereinschlüsse können nämlich beim Betrieb des Kabels oder der Leitung zu Glimmerscheinungen führen und damit einen Durchschlag an dieser Stelle einleiten.
Nun lässt es sich häufig nicht vermeiden, dass bei der Ferti gung von Kabeln oder Leitungen, beispielsweise beim Umpressen des elektrischen Leiters mit Polyäthylen, Fremdkörper, etwa in Form von Metallteilchen, Fäden, Papierschnitzeln und dgl., mit in die Leiterisolierung ge langen. Diese Fremdkörper müssen festgestellt und zur Vermeidung von Durchschlägen beim Betrieb des Ka bels oder der Leitung z. B. durch Herausschneiden der Isolierung an der betreffenden Stelle entfernt werden.
Ausserdem ist es wichtig, die zentrische Lage des Leiters in der Isolierung zu überwachen. Beispielsweise hängt nämlich die Durchschlagsfestigkeit eines Kabels oder einer Leitung auch von der Exzentrizität des Lei ters bezüglich der Leiterisolierung ab.
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Prüfung von Kabeln und Leitungen, die von einem ther moplastischen Kunststoff umgeben sind, der während eines kurzen Zeitraumes nach der Extrusion für sichtba res oder infrarotes Licht durchlässig ist. Gemäss der Er findung wird die Isolierung des Kabels oder der Leitung unmittelbar nach ihrem Aufbringen von mindestens einem scharf gebündelten Strahl sichtbaren oder infraro ten Lichtes fortlaufend durchleuchtet.
Hierdurch ist er reicht, dass gegebenenfalls in der Isolierung vorhandene Fremdkörper, wie beispielsweise Metallteilchen, Fäden und Papierschnitzel, und eine exzentrische Lage des Leiters bezüglich der Isolierung herausgefunden werden und die Lage der Fehlerstelle festgelegt iwrd, so dass das Kabel oder die Leitung an der betreffenden Stelle aus gebessert werden kann und somit eine einwandfreie Iso lierung über die gesamte Länge gewährleistet ist. Es ist zweckmässig, dass der oder die Lichtstrahlen fortlaufend um einen solchen Winkelbereich abgelenkt werden, dass eine Durchleuchtung der Isolierung über den gesamten Querschnitt des Kabels oder der Leitung gewährleistet ist.
Besonders zweckmässig ist es, zwei Lichtstrahlen zu verwenden, die einen festen Winkel miteinander bilden und die in einem solchen Winkelbereich eine um die Achse des Kabels oder der Leitung hin- und hergehende Bewegung ausführen, dass eine vollständige Durchleuch tung der Isolierung über den gesamten Querschnitt des Kabels oder der Leitung gewährleistet ist. Auf diese Weise ist es möglich, auch die Bereiche der Isolierung in Leiternähe zu durchleuchten. Das ist deshalb von beson derer Bedeutung, weil gerade in Leiternähe im Bereich höherer Feldstärken Fremdkörpereinschlüsse besonders gefährlich sind und zu Durchschlägen Anlass geben können.
Weiterhin ist es günstig, dass der Lichtstrahl auf einen im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Kabel oder der Leitung angeordneten Dreh- oder Schwingspiegel auftrifft und von dort auf die Oberfläche des Kabels oder der Leitung reflektiert wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ge- mäss der Erfindung besteht darin, dass der durch die Isolierung hindurchgetretene Lichtstrahl in einem Emp fänger in elektrische Impulse umgeformt wird. Dabei ist es günstig, dass die elektrischen Impulse zur Steuerung einer Vorrichtung dienen, die auf der Oberfläche der Isolierung an der Stelle eines ermittelten Fehlers eine Kennzeichnung vornimmt.
Für eine Anordnung zur Durchführung des Verfah rens gemäss der Erfindung ist es günstig, dass als Licht quelle ein eine kohärente Lichtstrahlung aussendender Laser verwendet wird. Die von einem solchen Laser er zeugte Lichtstrahlung zeichnet sich neben der Kohärenz vor allem durch eine starke Bündelung sowie durch eine hohe Leistungsdichte und ein hohes Auflösungsvermö gen aus. Gerade durch das hohe Auflösungsvermögen der vom Laser erzeugten Lichtstrahlung ist die Gewähr gegeben, dass auch kleinste Fremdkörper in der Isolie rung elektrischer Kabel oder Leitungen erfasst und ent fernt werden können, so dass Glimmentladungen und damit Durchschläge in der Isolierung vermieden sind.
Intensive Laserstrahlungen im Infrarotbereich stehen bei den Wellenlängen 1,15 . (Gaslaser) und 1,06 ,u (Fest körperlaser) zur Verfügung.
Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 bis 6 als Ausführungsbeispiel dargestellten Abtastung der isolier ten Ader eines elektrischen Kabels näher erläutert.
Die Kabelader 1, die in einer nicht dargestellten Spritz- oder Pressvorrichtung mit der Isolierung 2 aus Polyäthylen umgeben wird, ist, wie in der Fig. 1 ange deutet, im Strahlengang der beiden Laser 3 und 6, bei spielsweise Gaslaser fortlaufend geführt. Die Durch leuchtung der Isolierung erfolgt unmittelbar im An- schluss an das Aufbringen des thermoplastischen Kunst stoffes auf die Kabelader. Zu einem späteren Zeitpunkt wäre eine Durchleuchtung nicht mehr möglich, weil dann durch das Erkalten der Isolierung diese nicht mehr lichtdurchlässig ist.
Ausserdem wird in der Regel zur Vermeidung von Glimmentladungen längs der Oberfläche der Isolierung eine schwach leitende Schicht, beispielsweise aus Russ oder Graphit, aufge bracht, die eine Durchleuchtung der Isolierung erschwe ren bzw. verhindern würde.
Die beiden Laser 3 und 6 senden eine kohärente Lichtstrahlung mit konstanter Intensität und einer Wel lenlänge von etwa 680 Nanometer aus. Damit ein Ab tasten der Isolierung 2 über den gesamten Umfang der Kabelader möglich ist, wird die vom Laser 3 ausgehende Lichtstrahlung auf den Drehspiegel 4 und die vom La ser 6 ausgesandte Lichtstrahlung auf den Drehspiegel 7 geworfen und anschliessend von diesem in zwei senk recht zueinander stehenden Ebenen auf die Oberfläche der Isolierung 2 reflektiert. Auf der den Drehspiegeln 4 und 7 abgekehrten Seite der Kabelader 1 sind die Strahlenempfänger 5 und 8, beispielsweise Infrarot-Bild- wandler, angeordnet, auf deren Bildschirmen die Isolie rung 2 abgebildet wird.
Durch die Aneinanderreihung der drei Medien Luft, Isolierung und Leiterwerkstoff macht sich die Übertra gung der scharf gebündelten Lichtstrahlen an den Grenzflächen zwischen den einzelnen Medien durch eine sprunghafte Änderung der Intensität der das Kabel durchdringenden Lichtstrahlen bemerkbar. Das gleiche gilt für den Fall, dass in der Isolierung Fremdkörper ein gebettet sind, die von den Lichtstrahlen erfasst werden. Die auf die Infrarotbildwandler 5 und 8 auftreffenden Strahlen der Laser 3 und 6 werden von diesen in elek trische Impulse umgewandelt. Man ordnet nun der In tensität jedes die Isolierung durchdringenden Lichtstrah les an jeder Stelle über den gesamten Querschnitt einen Spannungswert als Sollwert zu.
Dann machen sich Fremdkörper in der Isolierung durch eine mehr oder weniger grosse Abnahme der Spannung vom Sollwert an der betreffenden Stelle bemerkbar. Diese Abnahme der Spannung, die sich als Schatten auf dem Leuchtschirm eines Bildwandlers in Abhängigkeit von der Lage des Abtastpunktes auf dem Radius der Kabelader 1 bemerk bar macht, wird vom Bedieungspersonal zur Kennzeich nung des Kabels an der Stelle des festgestellten Fremd körpers herangezogen.
Zur Erzielung eines reibungslosen Fertigungsablau fes empfiehlt es sich jedoch, die durch einen Fremdkör per hervorgerufene Abnahme der Spannung zur Steue rung einer Kennzeichnungsvorrichtung zu verwenden, so dass die Feststellung von Fremdkörpereinschlüssen in der Isolierung des Kabels selbsttätig erfolgt. Beispiels weise drückt die Kennzeichnungsvorrichtung an der Stelle des in der Isolierung 2 ermittelten Fehlers eine Kerbe in die Isolierung 2 ein. Nach Fertigstellung der ge samten Kabellänge wird dann die Isolierung an der Kerbe entfernt und durch Aufwickeln mehrerer Lagen einer Polyäthylenfolie, die miteinander verschweisst wer den, eine neue Isolierung aufgebracht.
Man kann aber auch so vorgehen, dass die von einem die Isolierung durchdringenden Lichtstrahl er zeugte Spannung mit einer als Vergleichsnormal dienen den Spannung verglichen wird, die von einem Lichtstrahl gleicher Stärke und Wellenlänge erzeugt wird, der eine von Fremdkörpern freie Isolierung gleichen Aufbaues durchdrungen hat. Zur selbsttätigen Kennzeichnung der Kabelader 1 an einer Fehlerstelle wird dann die durch einen Fremdkörpereinschluss bewirkte Abnahme der Messspannung durch Vergleich mit der Sollspannung über nicht dargestellte Schaltelemente zur Steuerung einer Kennzeichnungseinrichtung benutzt.
Damit eine Durchleuchtung der Isolierung 2 der Ka belader 1 über den gesamten Umfang der Kabelader möglich ist, wird die von den beiden Lasern ausgehende Lichtstrahlung auf nicht dargestellte Dreh- oder Schwingspiegel geworfen und anschliessend von diesen in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen als Strah len 9 und 10, wie in der Fig. 2 dargestellt, auf die Ober fläche der Isolierung 2 reflektiert. Auf der den Dreh- oder Schwingspiegel abgekehrten Seite der Kabelader 1 sind nicht dargestellte Strahlenempfänger, beispielsweise Infrarotbildwandler, angeordnet, auf deren Bildschirmen die Isolierung 2 abgebildet wird.
Unter Umständen ergeben sich jedoch Schwierigkei ten, die in der Fig. 2 mit 11 bezeichneten Bereiche der Isolierung einwandfrei zu durchleuchten und damit Fremdkörper festzustellen, da diese Bereiche in Leiter nähe von den beiden die Isolierung abtastenden Licht strahlen 9 und 10 nicht erfasst werden. Dieser Nachteil ist besonders schwerwiegend bei Hochspannungskabeln, da Fremdkörper, die sich in Leiternähe, d. h. im Bereich höherer Feldstärke, befinden, die Durchschlagfestigkeit der Isolierung besonders gefährden.
Es werden deshalb, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, die beiden einen rechten Winkel miteinander einschliessen- den Lichtstrahlen 9 und 10 während des Abtastvorgan- ges in einem Winkelbereich von etwa 45 hin- und her gedreht, so dass sie, beispielsweise bei Drehung in der einen Richtung, die gestrichelt angedeuteten Stellungen 9' und 10' einnehmen.
Eine solche Hin- und Herdrehung der in zwei senkrecht zueinanderstehenden Ebenen auf die Isolierung auftreffenden Lichtstrahlen hat zur Folge, dass die in der Fig. 2 angedeuteten Bereiche 11 von den Strahlen erfasst und damit Fremdkörpereinschlüsse in der Isolierung festgestellt werden.
Die Frequenz der Dreh- oder Schwingspiegelbewegung ist erheblich grös- ser als die Frequenz der Hin- und Herdrehung der Licht strahlen, sie beträgt nämlich ein Vielfaches der Frequenz der Hin- und Herdrehung. Es hat sich hierbei als zweck- mässig erwiesen, die Frequenz der Dreh- oder Schwing spiegelbewegung in der Grössenordnung von 5 Hz und die Frequenz der Hin- und Herdrehung der Lichtstrah len von 1 Hz zu wählen.
In der Fig. 4 ist eine Messanordnung zur gleichzei tigen Überwachung des Kabeldurchmessers, der Exzen trizität der Kabelseele, der Oberflächenbeschaffenheit sowie der Temperatur des Kabels schematisch darge stellt. Das von der Lichtquelle 12, beispielsweise einem Gaslaser mit Infrarotemission, erzeugte Licht wird zur Homogenisierung des Laserstrahles mit seinen Moden dem schnellaufenden Taumelspiegel 13 zugeführt. Von diesem Taumeilspiegel 13 wird der Lichtstrahl dem Un terbrecher 14 zugeleitet, der das Gleichlicht des Lasers in Wechsellicht umformt.
Dieses Wechsellicht wird an- schliessend auf den teildurchlässigen Spiegel 15 gewor fen und von diesem in zwei Teilstrahlen aufgespalten. Der eine Teilstrahl fällt auf den Schwingspiegel 16, der mit dem Antrieb 17 und der Stellungsanzeige 18 gekup pelt ist, während der andere Teilstrahl dem Schwingspie gel 19 mit dem Spiegelantrieb 20 und der Stellungsan zeige 21 zugeführt wird.
Je nach der momentanen Stellung der beiden Schwingspiegel 16 und 19 wird das zu untersuchende Polyäthylenkabel mit der Isolierung 2 und dem Leiter 1 an verschiedenen Stellen von den beiden Lichtstrahlen getroffen. Das durchfallende Licht von dem Schwing spiegel 16 wird mittels der Optik 22 auf den infrarot empfindlichen Detektor 23 fokussiert, während das von dem Schwingspiegel 19 gelieferte, durchfallende Licht entsprechend über die Optik 24 auf den Infrarotdetektor 25 fokussiert wird.
Das über die Optik 26 auf den Infrarotdetektor 27 fallende Licht besteht aus zwei Anteilen. Einmal aus dem Gleichlichtanteil, der sich aus der Beleuchtung der Umgebung des Raumes und der Wärmestrahlung des Kabels zusammensetzt und zum anderen aus einem Wechsellicht, d. h. aus dem an der Oberfläche der Iso lierung gestreuten und reflektierten Laser-Wechsellicht, dessen Intensität von der Oberflächenstruktur der Iso lierung 2 und der Schwingspiegelstellung abhängig ist. Durch geeignete Wahl der Empfindlichkeit des Detek tors 27 oder durch entsprechend gewählte Filter kann der Anteil der Raumbeleuchtung ausgeschaltet werden.
Mit einer Trennung in Wechsel- und Gleichlicht können dann der Oberflächenstruktur und der Temperatur der Isolierung 2 des Kabels proportionale Grössen beispiels weise auf den mit entsprechenden Verstärkern ausge rüsteten Schreibgeräten 28 und 29 registriert werden.
Die jeweils aus den Signalen der Stellungsgeber 18 und 21 der Schwingspiegel 16 und 19 und der infrarot empfindlichen Detektoren 23 und 25 gebildeten Funk tionen sind in der Fig. 5 dargestellt. Ausserhalb der Iso lierung 2 ist die Amplitude des Wechsellichtes konstant, sie fällt bei der Abtastung der Isolierung, beginnend an den Stellen x1 und x2 und wird Null, wenn der Leiter 1 erreicht ist. In der Isolierung vorhandene Fehlerstellen machen sich dabei, wie aus der Figur ersichtlich, in einer Störung des Kurvenverlaufes bemerkbar.
Die während der Abtastung des Leiters auffallende Gleichlichtinten- sität, die sich aus der Raumbeleuchtung und der Tem peraturstrahlung der Isolierung zusammensetzt, wird hierbei unterdrückt, Die in der Fig. 5 dargestellte Funk tion J= (x) kann nun entweder in dem Verstärker und Brückenelement 30 mit einer Sollwertfunktion, die bei spielsweise auf einem endlosen Tonband gespeichert ist, verglichen und gegebenenfalls auftretende Abweichun gen registriert werden, oder aber es kann zwischen den beiden aus den Teilen 16, 17, 18, 22 und 23 bzw. 19, 20, 21, 24 und 25 bestehenden Kanälen die Differenz gebildet werden, wie es die Fig. 6 veranschaulicht.
In je dem Fall macht die Verwendung von Wechsellicht die in der Figur dargestellte Anordnung frei von Einflüssen infolge schwankender Raumhelligkeit und dgl. Beim Vorhandensein von lichtabsorbierenden Ver unreinigungen oder auch lichtstreuenden Inhomogenitä- ten treten bei dem Verfahren nach der Differenzmess- methode, wie in der Fig. 6 dargestellt, von Null verschie dene Spannungen auf. Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass alle Schwankungen der Lichtquelle ausge schaltet werden. Je nach der Lage einer Verunreinigung im Lichtschatten, an der Oberfläche usw. treten ein oder zwei Signale auf.
Bei vorgegebener Strahlengeometrie kann dann aus der Signalgrösse auf die Abmessung der Verunreinigung geschlossen werden. Dabei ist es zweck- mässig, die Abtastung nicht an einem gemeinsamen Ur sprung beginnen zu lassen. Die Registrierung der Fehler stelle erfolgt über den Schreiber 31. Man kann aber auch die Fehler automatisch mit dem Markierungsgerät 34 kennzeichnen, das die Fehlerstellen in der Ader durch Einschneiden einer Kerbe in die Isolierung fest legt.
Die Messung des Aderdurchmessers erfolgt, wie aus der Fig. 5 ersichtlich, durch Vergleich des Abstandes zwischen den beiden mit x 1 und x. bezeichneten Stellen. Vorteilhaft geschieht dies mittels einer elektrischen Be stimmung der Lage dieser Punkte mit einer der Zeit proportionalen Vergleichsspannung und Registrierung auf dem Schreiber 32.
Mit dem gemäss der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren kann schliesslich auch die Exzentrizität des Leiters 1 in der Isolierung 2 bestimmt werden, in dem die Symmetrie der Funktion I=f (x), wie in der Fig. 5 dargestellt, für jeden Strahl untersucht wird. Abweichun gen von der Symmetrie sind ein Mass für die Exzentrizi tät des Leiters und werden mittels des Schreibers 33 re gistriert.
Mit dem Verfahren gemäss der Erfindung ist es also möglich, gleichzeitig die Prüfung der Isolierung auf Fremdkörper, die berührungsfreie Messung des Kabel durchmessers und der Exzentrizität sowie über die Mes sung des Reflexionskoeffizienten die Messung der Ober flächenbeschaffenheit und der Oberflächentemperatur :des Kabels durchzuführen.
Cable testing method In the production of electrical cables or lines in which the insulation from a thermoplastic material is applied to the core or conductor with the help of an injection or pressing device, it is important to keep the insulation free from foreign matter inclusions. Such foreign matter inclusions can in fact lead to glowing phenomena during operation of the cable or line and thus initiate a breakdown at this point.
Now it can often not be avoided that in the manufacture of cables or lines, for example when pressing around the electrical conductor with polyethylene, foreign bodies, for example in the form of metal particles, threads, shredded paper and the like, with ge long into the conductor insulation. These foreign bodies must be determined and to avoid breakdowns when operating the cable or cable z. B. can be removed by cutting out the insulation at the relevant point.
It is also important to monitor the central position of the conductor in the insulation. For example, the dielectric strength of a cable or line also depends on the eccentricity of the conductor with respect to the conductor insulation.
The invention relates to a method for testing cables and lines that are surrounded by a ther moplastic plastic that is transparent to visible or infrared light for a short period of time after extrusion. According to the invention, the insulation of the cable or line is continuously illuminated immediately after its application by at least one sharply focused beam of visible or infrared light.
In this way, it is sufficient that any foreign bodies present in the insulation, such as metal particles, threads and shredded paper, and an eccentric position of the conductor with respect to the insulation are found and the position of the fault is determined so that the cable or the line at the relevant Spot can be repaired and thus perfect insulation is guaranteed over the entire length. It is expedient that the light beam (s) are continuously deflected by such an angular range that illumination of the insulation is ensured over the entire cross section of the cable or line.
It is particularly useful to use two light beams that form a fixed angle with each other and that perform a back and forth movement around the axis of the cable or line in such an angular range that a complete illumination of the insulation over the entire cross section of the Cable or line is guaranteed. In this way it is possible to also illuminate the areas of the insulation near the conductor. This is particularly important because in the vicinity of conductors in the area of higher field strengths, inclusions of foreign bodies are particularly dangerous and can give rise to breakdowns.
Furthermore, it is favorable that the light beam strikes a rotating or oscillating mirror arranged in the beam path between the light source and the cable or the line and is reflected from there onto the surface of the cable or the line.
An advantageous embodiment of the method according to the invention consists in the fact that the light beam which has passed through the insulation is converted into electrical pulses in a receiver. It is favorable here that the electrical impulses are used to control a device which carries out a marking on the surface of the insulation at the point of a detected fault.
For an arrangement for carrying out the method according to the invention, it is advantageous that a laser which emits coherent light radiation is used as the light source. The light radiation generated by such a laser is characterized not only by coherence but also by strong focus and high power density and high resolution. The high resolution of the light radiation generated by the laser ensures that even the smallest foreign bodies in the insulation of electrical cables or lines can be detected and removed so that glow discharges and thus breakdowns in the insulation are avoided.
Intensive laser radiation in the infrared range is at wavelengths 1.15. (Gas laser) and 1.06, u (solid state laser) are available.
The invention will be explained in more detail with reference to the scanning of the isolated wire of an electrical cable shown in FIGS. 1 to 6 as an embodiment.
The cable core 1, which is surrounded in an injection or pressing device, not shown, with the insulation 2 made of polyethylene is, as indicated in FIG. 1, in the beam path of the two lasers 3 and 6, for example gas lasers continuously out. The insulation is illuminated immediately after the thermoplastic is applied to the cable core. At a later point in time, fluoroscopy would no longer be possible because the insulation would then no longer be transparent as it cooled down.
In addition, in order to avoid glow discharges along the surface of the insulation, a weakly conductive layer, for example made of carbon black or graphite, is usually applied, which would make it difficult or impossible to transilluminate the insulation.
The two lasers 3 and 6 emit a coherent light radiation with constant intensity and a wavelength of about 680 nanometers. So that a feel from the insulation 2 is possible over the entire circumference of the cable core, the light radiation emanating from the laser 3 is thrown onto the rotating mirror 4 and the light emitted from the laser 6 onto the rotating mirror 7 and then from this in two perpendicularly to each other Planes reflected on the surface of the insulation 2. On the side of the cable core 1 facing away from the rotating mirrors 4 and 7, the radiation receivers 5 and 8, for example infrared image converters, are arranged, on whose screens the insulation 2 is displayed.
By stringing together the three media air, insulation and conductor material, the transmission of the sharply bundled light rays at the interfaces between the individual media is noticeable through a sudden change in the intensity of the light rays penetrating the cable. The same applies in the event that foreign bodies are embedded in the insulation that are detected by the light rays. The rays of the lasers 3 and 6 impinging on the infrared imagers 5 and 8 are converted into electrical impulses by them. The intensity of each light ray penetrating the insulation is now assigned a voltage value as a setpoint value at every point over the entire cross section.
Foreign bodies in the insulation then become noticeable through a more or less large decrease in voltage from the nominal value at the relevant point. This decrease in voltage, which appears as a shadow on the luminescent screen of an image converter, depending on the location of the scanning point on the radius of the cable core 1, is used by the operating staff to identify the cable at the point of the foreign body detected.
To achieve a smooth production process, however, it is advisable to use the decrease in voltage caused by a foreign body to control a marking device so that the detection of foreign body inclusions in the insulation of the cable occurs automatically. For example, the marking device presses a notch into the insulation 2 at the location of the fault determined in the insulation 2. After completing the entire length of the cable, the insulation at the notch is removed and a new insulation is applied by winding up several layers of polyethylene film that are welded together.
But you can also proceed in such a way that the voltage generated by a light beam penetrating the insulation is compared with a voltage that is used as a reference standard and is generated by a light beam of the same strength and wavelength that has penetrated an insulation of the same structure that is free of foreign bodies. For the automatic identification of the cable core 1 at a fault location, the decrease in the measurement voltage caused by the inclusion of a foreign body is then used by comparison with the nominal voltage via switching elements (not shown) to control an identification device.
So that an illumination of the insulation 2 of the Ka loader 1 is possible over the entire circumference of the cable core, the light radiation emanating from the two lasers is thrown onto rotating or oscillating mirrors, not shown, and then from these in two mutually perpendicular planes as Strah len 9 and 10, as shown in Fig. 2, on the upper surface of the insulation 2 is reflected. On the side of the cable core 1 facing away from the rotating or oscillating mirror, radiation receivers (not shown), for example infrared image converters, are arranged, on whose screens the insulation 2 is displayed.
Under certain circumstances, however, there are difficulty th in Fig. 2 with 11 designated areas of the insulation to illuminate properly and thus determine foreign bodies, since these areas near the conductor of the two light scanning the insulation 9 and 10 are not detected. This disadvantage is particularly serious in the case of high-voltage cables, since foreign objects that are in the vicinity of conductors, i.e. H. in the area of higher field strength, particularly endanger the dielectric strength of the insulation.
Therefore, as can be seen from FIG. 3, the two light beams 9 and 10 enclosing a right angle with one another are rotated to and fro in an angular range of approximately 45 during the scanning process, so that they, for example when rotated in one direction, the positions 9 'and 10' indicated by dashed lines.
Such a back and forth rotation of the light rays impinging on the insulation in two mutually perpendicular planes has the consequence that the areas 11 indicated in FIG. 2 are covered by the rays and thus foreign body inclusions are detected in the insulation.
The frequency of the rotating or oscillating mirror movement is considerably greater than the frequency of the back and forth rotation of the light rays, namely it is a multiple of the frequency of the back and forth rotation. It has proven to be useful here to choose the frequency of the rotating or oscillating mirror movement in the order of magnitude of 5 Hz and the frequency of the back and forth rotation of the light beams of 1 Hz.
In Fig. 4 a measuring arrangement for simulta- neous monitoring of the cable diameter, the eccentricity of the cable core, the surface quality and the temperature of the cable is schematically Darge. The light generated by the light source 12, for example a gas laser with infrared emission, is fed to the high-speed wobble mirror 13 to homogenize the laser beam with its modes. From this partial mirror 13, the light beam is fed to the breaker 14, which converts the constant light from the laser into alternating light.
This alternating light is then thrown onto the partially transparent mirror 15 and split by this into two partial beams. One part of the beam falls on the oscillating mirror 16, which is kup pelt with the drive 17 and the position indicator 18, while the other part of the beam is fed to the oscillating mirror 19 with the mirror drive 20 and the position 21 display.
Depending on the current position of the two oscillating mirrors 16 and 19, the polyethylene cable to be examined with the insulation 2 and the conductor 1 is hit by the two light beams at different points. The transmitted light from the oscillating mirror 16 is focused by means of the optics 22 on the infrared-sensitive detector 23, while the transmitted light supplied by the oscillating mirror 19 is focused accordingly via the optics 24 on the infrared detector 25.
The light falling through the optics 26 onto the infrared detector 27 consists of two parts. On the one hand from the constant light component, which is composed of the lighting of the surroundings of the room and the thermal radiation of the cable and on the other hand from an alternating light, i.e. H. from the alternating laser light scattered and reflected on the surface of the insulation, the intensity of which depends on the surface structure of the insulation 2 and the position of the oscillating mirror. The proportion of room lighting can be switched off by suitable selection of the sensitivity of the detector 27 or by appropriately selected filters.
With a separation into alternating and constant light, variables proportional to the surface structure and the temperature of the insulation 2 of the cable, for example, can be registered on the pens 28 and 29 equipped with appropriate amplifiers.
The functions formed from the signals of the position transducers 18 and 21 of the oscillating mirrors 16 and 19 and the infrared-sensitive detectors 23 and 25 are shown in FIG. Outside the insulation 2, the amplitude of the alternating light is constant; it falls when the insulation is scanned, starting at points x1 and x2 and becomes zero when conductor 1 is reached. As can be seen from the figure, faults present in the insulation become noticeable in a disruption of the curve.
The constant light intensity which is noticeable during the scanning of the conductor, which is composed of the room lighting and the temperature radiation of the insulation, is suppressed. The function J = (x) shown in FIG. 5 can now be used either in the amplifier and bridge element 30 with a setpoint function that is stored on an endless tape recorder, for example, and any deviations that occur are recorded, or it can be between the two from parts 16, 17, 18, 22 and 23 or 19, 20, 21 , 24 and 25 existing channels, the difference can be formed, as FIG. 6 illustrates.
In each case, the use of alternating light makes the arrangement shown in the figure free of influences as a result of fluctuating room brightness and the like 6, voltages different from zero. Such a method has the advantage that all fluctuations in the light source are switched off. Depending on the location of an impurity in the light shadow, on the surface, etc., one or two signals occur.
With a given beam geometry, conclusions can be drawn about the dimensions of the contamination from the signal size. It is advisable not to start scanning at a common origin. The registration of the fault point takes place via the recorder 31. However, the faults can also be marked automatically with the marking device 34, which defines the fault points in the wire by cutting a notch in the insulation.
As can be seen from FIG. 5, the wire diameter is measured by comparing the distance between the two with x 1 and x. designated places. This is advantageously done by means of an electrical determination of the position of these points with a comparison voltage proportional to the time and registration on the recorder 32.
With the method proposed according to the invention, the eccentricity of the conductor 1 in the insulation 2 can finally be determined by examining the symmetry of the function I = f (x), as shown in FIG. 5, for each beam. Deviations from the symmetry are a measure of the eccentricity of the conductor and are registered by means of the recorder 33.
With the method according to the invention it is thus possible to simultaneously test the insulation for foreign bodies, the non-contact measurement of the cable diameter and the eccentricity, and the measurement of the surface quality and the surface temperature of the cable by measuring the reflection coefficient.