CN102016613A - 确定电感操作的元件中退化的绝缘能力 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定在电感操作的元件(16)的导体(18)周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的方法、设备(10)和计算机程序产品，该导体被缠绕多匝。该设备(10)包括：信号生成单元(12)，向导体(18)施加改变频率的信号；以及分析单元(14)，从导体接收对所述信号的频率响应，比较接收的频率响应与参考频率响应，以及基于该比较来确定绝缘能力改变。

Description

确定电感操作的元件中退化的绝缘能力
技术领域
本发明涉及一种用于确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的方法、设备和计算机程序产品。
背景技术
电感操作的元件的绝缘体(例如在变压器的绕组周围提供的绝缘体)可能随时间而退化，例如是由于在许多高压应用中由纸张或者纸板制成的这一绝缘体为例如形式为硫化铜(Cu2S)的污染物所污染。为了能够提供适当对策，于是对确定绝缘能力的退化量感兴趣。可以实现这一点以便知道将何时更换和/或保养问题元件。对绝缘能力的更好了解可能具有高度的经济重要性。通过这样的了解，还更易于确定将何时断开元件，这从安全观点来看也可以是有利的。
至今尚不可能以任何良好方式实现这一点而无需拆卸元件和直接检查绝缘材料。这既繁琐又耗时。在这样的调查期间当然不能使用元件。另外，存在有元件将因拆卸而受损的风险。
在本领域内存在多种检查方法。
在例如US 5,440,238中，描述了一种用于对导体或者电介质的表面上的表面电阻腐蚀、薄膜生长和氧化物形成进行检测、确定和成像的装置和方法。该设备包括具有与辐射镜远离的样本的改型共焦谐振器结构。通过对反射微波进行分析和成像来确定表面电阻。成像然后揭示导体或者电介质的表面中由于表面杂质、非化学计量等所致的异常。
在JP 04176108中，描述了一种金属粒子分散于其表面上的检测构件。以使粒子与绝缘油接触这样的方式提供粒子，其中绝缘油用来使电机的主体绝缘。识别检测构件的电阻改变。例如，可以将硫化物检测部分浸入在油浸式变压器的槽中提供的绝缘油中，并且硫化物检测部分经由绝缘端子连接到连接线。将铜粉吹到矩形环氧树脂绝缘板的一个表面，并且铜粉分散地粘附到该表面。在绝缘板的两端上提供电极，并且连接引线。因而，在绝缘板的表面上的电阻在导电硫酸铜分散地粘附到绝缘板的表面时减少，并且可以通过测量两个引线之间的电阻改变来识别硫酸铜的生长程度。
在JP 07335446中，绝缘油和铜板密封于器皿中，并且在某一时间间隔期间在某一温度受热。随后，通过相对于铜表面上的产生的硫化铜向硫酸离子含量添加溶解的铜，来诊断绝缘油的硫化物腐蚀。也在操作中从油填充的电气设备提取绝缘油，以便测量溶解的铜和硫酸离子含量，以及以便计算产生的硫化铜的产生密度以便诊断硫化物腐蚀。
在JP 57141565中，分接开关与变压器的内部绕组串联连接并且连接到外部端子。通过在切换分接开关之时经过外部端子插入测量电流，来测量变压器的绕组电阻。该电流小于或者等于0.5A。然后，比较这一测量的绕组电阻值与在正常模式中的绕组电阻值。通过该测量，确定在测量的绕组电阻值比在正常模式中更大的情况下硫化过程进展明显。
已知使用电介质频率响应方法来分析不同绕组之间绝缘体的绝缘能力。下文给出这一点的例子。
US 7,292,048描述了一种用于测量电绝缘系统的电介质响应的方法和设备，其中通过频域方法确定第一测量结果而通过时域方法确定第二测量结果。组合第一测量结果和第二测量结果以形成总测量结果作为电介质响应。
US 6,870,374描述了一种用于识别电力变压器的绝缘系统中的异常的类型的方法，其中测量绝缘系统的分区中的电介质损耗，基于该分区的材料性质、几何形状和温度来计算针对分区的理论电介质损耗，并且生成测量的电介质损耗与计算的电介质损耗之间百分比差的图形表示。
在Mark Perkins、Asim Fazlagic、George Frimpong的″Dielectric Frequency Response Measurement as a Tool for Troubleshooting Insulation Power Factor Problems″(Conference Record of the 2002 IEEE International Symposium on Electrical Insulation，Boston，MA USA，2002年4月7-10日)中，描述了一种用于评估电介质频率响应(DFR)测试的方法，该测试用于发现和标识高的或者异常的绝缘功率因子测试结果的原因。在该方法中根据对变压器的DFR测试来预备电介质响应签名。将签名和测量的响应与具有“正常”绝缘结构的变压器的建模响应和已知缺陷的签名库比较。基于该比较可以诊断受测试的变压器的绝缘结构中的功率因子缺陷。
Chandima Ekanayake、Stanislaw M.Gubanski、Andrzej Graczkowski、Krzysztof Walczak的″Frequency response of oil impregnated pressboard and paper samples for estimating moisture in transformer insulation″(IEEE Transactions on Power Delivery，2006年7月第21卷第3期)，描述了可以在对电力变压器中的诊断测量结果的建模中使用的油浸式纸板和纸张样本的频域频谱。
P.K.Poovamma、A.Sudhindra、K.Mallikarjunappa、T.R.Afzal Ahamad的″Evaluation of Transformer Insulation by Frequency Domain Technique″(2007 International Conference on Solid Dielectrics，Winchester，UK，2007年7月8-13日)讨论了将电介质响应的测量用于评定变压器中的纸-油绝缘系统。
Uno Gafvert的″Dielectric Response Analysis of RealInsulation Systems″(2004International Conference on Solid Dielectrics，Toulouse，France，2004年7月5-9日)讨论了将电介质频率响应方法应用于大量在实践中重要的实际绝缘系统。
然而这些文献都未描述将频率响应分析用于确定在电感操作的元件中的导体周围提供的绝缘体的退化。
发明内容
本发明涉及提供对确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变而无需拆卸元件这一问题的解决方案。
主要通过以下来解决这一问题：向电感操作的元件的缠绕多匝的导体施加改变频率的信号，从导体接收对信号的频率响应，比较接收的频率响应与参考频率响应，以及基于该比较来确定绝缘能力改变。
本发明的一个目的在于提供一种用于确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的方法，其中无需拆卸元件即可执行该方法。
根据本发明的第一方面，这一目的通过一种方法来实现，该方法用于确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变，该导体被缠绕多匝，该方法包括以下步骤：
-向电感操作的元件的导体施加改变频率的信号，
-从导体接收对信号的频率响应，
-比较接收的频率响应与参考频率响应，以及
-基于该比较来确定绝缘能力改变。
本发明的另一目的在于提供一种用于确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的设备，其中无需拆卸元件即可执行这一确定。
根据本发明的第二方面，这一目的通过一种设备来实现，该设备用于确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变，该导体被缠绕多匝，该设备包括：
-信号生成单元，被布置成向电感操作的元件的导体施加改变频率的信号，
-分析单元，被布置成：
-从所述导体接收对所述信号的频率响应，
-比较接收的频率响应与参考频率响应，并且
-基于该比较来确定绝缘能力改变。
本发明的另一目的在于提供一种用于确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的计算机程序产品，该计算机程序产品允许无需拆卸元件即可执行这一确定。
根据本发明的第三方面，这一目的通过一种计算机程序产品来实现，该计算机程序产品用于确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变，该导体已被缠绕多匝，该计算机程序产品包括计算机程序代码，该计算机程序代码被提供在计算机可读介质上并且被配置成使计算机在所述代码加载到所述计算机中时执行以下操作：
-从电感操作的元件的导体接收对改变频率的信号的频率响应，该信号已经向电感操作的元件的所述导体施加，
-比较接收的频率响应与参考频率响应，并且
-基于该比较来确定绝缘能力改变。
根据本发明的一种变化，通过比较接收的频率响应中的波峰与参考频率响应中的对应波峰来进行比较，并且绝缘能力改变的确定是基于波峰之间的形状差异，其中两个波峰均对应于缠绕的导体所引起的谐振频率。
根据本发明的一些变化，形状差异可以是波峰的峰值之差和/或波峰的峰值的给定部分的宽度差。
本发明具有多个优点。它确定绝缘体的绝缘能力退化而无需拆卸或者以别的方式负面地影响电感操作的元件。通过这样的确定，于是更易于确定将对它进行的保养活动，比如何时将更换、修复和/或保养元件。对绝缘能力的更好了解因此可以具有高度的经济重要性。通过这样的了解，还更易于确定将何时断开元件，这从安全观点来看也可以是有利的。
附图说明
在下文中将参照以下附图描述本发明，其中：
图1示意地示出了连接到变压器的初级绕组的根据本发明的设备，
图2示意地示出了穿过示例变压器的一半的截面图，
图3示意地示出了图2中的整个变压器的俯视图，
图4示出了与变压器的初级绕组关联的示例参考频率响应，
图5示出了对改变频率的信号的示例频率响应，该信号已经向变压器的初级绕组施加，以及
图6示意地示出了在根据本发明的方法中采取的多个方法步骤。
具体实施方式
在下文中，将给出对根据本发明的设备和方法的优选实施例的详细描述。
在图1中，示出了用于确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的设备10。本发明的设备10包括信号生成单元12和分析单元14。信号生成单元12在这里被布置成连接到电感操作的元件的端子，并且分析单元也被布置成连接到相同电感操作的元件的端子。
在图1中，设备10连接到这里形式为变压器16的电感操作的元件。图1中的变压器16示意地表示为包括初级绕组18和次级绕组20。变压器16还具有多个端子，用于连接到初级绕组18的第一和第二馈送端子22和24，以及用于连接到次级绕组20的第三和第四馈送端子26和28。图1中所示变压器16还包括第五和第六端子30和32，其中经过提供与初级绕组18的连接性的套管抽头来布置第五端子30，并且经过提供与次级绕组20的连接性的套管抽头来提供第六端子32。
在这里给出的例子中，信号生成单元12连接到第一馈送端子22，并且分析单元14连接到第二馈送端子24，即设备10连接到组成初级绕组18的导体的两端。应当认识到，这仅为设备10可以连接到变压器16的一种方式，并且存在后文将更详细描述的若干其它方式。
图2示出了变压器一半的截面图，并且图3示出了可以对其进行根据本发明的测量的整个变压器的俯视图。
变压器有利地为电力变压器，即可以在范围通常为kV的高压操作的变压器。就这样的大型变压器而言，已知提供初级和次级侧绕组作为由绝缘材料40和46包围的导体38和44。绝缘材料在许多情况下为可在油中浸泡的纸张或者纸板。初级绕组18还常常同心地缠绕于变压器芯34周围。在这一情况下，形成初级绕组18的导体缠绕为带的形式，其中一个带包括导体的多个匝，在图2的例子中为三匝。带36的匝38相互竖直对准、但是相互水平移位地缠绕于芯34周围。在竖直方向上的最低或者最高带的最内匝或者最外匝在这里连接到邻近带的最内匝。在中间带中，最内匝和最外匝均连接到邻近带。绕组(例如初级绕组18)因此包括在芯周围相互竖直移位地提供的多个带36。各带36因此包括导体的多个水平移位的多个匝38，其中整个导体并且因此导体的各匝38由绝缘体40包围。此外，带中的这样的各导体在竖直方向上还面向邻近带的邻近导体。
使用包括水平移位的匝的带，以与初级绕组18相同的方式，在芯周围同心地提供次级绕组20，其中这些带相互垂直地移位。在初级与次级绕组之间，通常还提供有绝缘材料48，其也可通过油浸式纸张或者纸板来提供。
就这样的结构而言，清楚的是组成初级绕组的导体不能仅视为“纯”电感，而是实际上在各带中水平移位的导体分区之间存在电容耦合以及在邻近带中竖直移位的导体分区之间存在电容耦合。这意味着初级绕组可以通过提供如下“LC”电路的模型来表征，该电路在由绕组的这一模型的电感和电容决定的一个或者多个谐振频率具有谐振。因此清楚的是，初级绕组的缠绕方式可由提供具有一个或者多个谐振的“LC”电路的模型来表征。绕组的制作方式因此引起谐振的存在。应当认识到，也可以针对次级绕组提供对应模型。
现在，随着长期使用这样的变压器，它将退化。通常可能出现的一类退化是组成变压器绕组的导体的绝缘体将接收杂质，比如硫化铜(Cu2S)。这样的杂质将使绝缘体的绝缘能力退化，即它在某种意义上将传导电流或者引起强局部损耗。这与将电阻插入到上述绕组模型中相同。这还将向上述模型提供与电容并联的电阻。这也意味着将影响变压器的工作并且可能必须在某一时间修复或者更换它。
本发明针对确定在例如变压器中的绕组周围的绝缘体的绝缘能力退化。由于这样的确定，于是更易于通过考察上述模型的电阻特性来确定何时进行对这样的变压器的保养、修复或者更换。
现在也将参照图4、图5和图6更详细地描述本发明的工作，其中图4示出了示例参考频率响应，图5示出了对已经向变压器的初级绕组施加的改变频率的信号的示例频率响应，并且图6示意地示出了在根据本发明的方法中采取的多个方法步骤。频率响应在图4和图5中表示为在具有X和Y轴的图中提供的曲线50和52，其中Y轴以dB为单位示出了信号幅度A，并且X轴以对数形式示出了频率，即表示为log f。示例频率响应曲线50和52还各自具有在两个不同频率提供的第一波峰P1、P1’和第二波峰P2、P2’，这些频率对于两个曲线50和52而言相同。这些波峰对应于初级绕组的谐振频率。
该方法始于设备10的信号生成单元12向变压器16的初级绕组18施加改变频率的信号(步骤54)，这可以通过将频率扫描信号发送到变压器16的初级绕组18的第一馈送端子22中来进行。这一信号优选为具有幅度并且在高频频谱(即覆盖绕组的谐振频率中的一个或者多个的频谱)中扫描的正弦信号。这一频率范围通常可以是在10kHz与10MHz之间的范围。作为替代，有可能施加由脉冲组成的信号，其中这些脉冲包括足以在希望的频率范围中获得频率响应的频率内容。频率扫描信号通过初级绕组18并且在第二馈送端子24处生成响应52。响应52由分析单元14接收(步骤56)，由此提供具有特定频率频谱的频率响应52。分析单元14在这里可以将接收的频率响应52存储于存储器中，以及将它可能与也具有特定频率频谱的参考频率响应50一起呈现，以便确定初级绕组18的绝缘材料的绝缘能力是否有改变。
分析单元14因此比较接收的频率响应52与参考频率响应50(步骤58)，并且基于该比较来确定在初级绕组18周围提供的绝缘体的绝缘能力改变(步骤60)。这里，参考频率响应50可以是已经基于初级绕组的上述LC模型数学地确定的频率响应，或者它可以是当变压器在工厂中被组装或者首次投入使用时已经获得的实际测量频率响应。当然，也有可能通过适当测量在某一其它时间获得参考频率响应。
可以以如下方式具体进行比较。可以通过比较接收的频率响应52中的波峰P1’与参考响应50中的波峰P1来执行比较，其中这两个波峰P1’和P1均对应于初级绕组18的一个谐振频率。因此也将有可能经由对上述模型的等效LC电路的分析来获得这一谐振频率。这些波峰P1和P1’的形状差异然后可以用于确定退化的绝缘能力。
可以使用形状差异的一种方式包括比较这些波峰的实际峰值。接收的频率响应52中的波峰P1’的峰值比参考频率响应50中的波峰P1的对应峰值更低的量然后可以用来表明模型中的电阻值，该电阻值然后可直接与绝缘能力的退化相关。因此，可以通过这一峰值差来获得在导体周围的绝缘体的绝缘能力退化。
取而代之或者除此之外，也比较峰值，可以使用Q或者半高全宽(FWHM)型标准。因此，有可能比较针对接收的频率响应52中的波峰P1’的峰值的给定部分(例如一半)的宽度与针对参考频率响应50中的对应波峰P1的峰值的相同部分的对应宽度。在接收的频率响应52中的波峰P1’的宽度比参考响应50中的参考波峰P1的宽度更宽的情况下，这可以用来表明电阻特性，并且因此表明初级绕组的绝缘体的绝缘能力退化。因此，可以通过这一宽度差来获得绝缘能力的退化。
还有可能对接收的响应和参考响应中的甚至更多波峰(例如对图4和图5中的波峰P2’和P2)进行相同类型的分析，其中这些波峰P2’和P2对应于第二谐振频率。
以这一方式有可能确定在变压器的初级绕组周围提供的绝缘体的绝缘能力的退化。还可以不经拆卸或者不用负面地影响变压器的其它方式就能实现这一点。通过这样的确定于是更易于确定将对它进行的保养活动，比如何时将更换、修复和/或保养变压器。对绝缘能力的更好了解因此可能具有高度的经济重要性。通过这样的了解，还更易于确定何时将断开元件，这从安全观点以及功率递送观点来看也是有利的。上文提到的确定当然可以与其它类型的确定组合以便确定保养活动，比如考察绝缘体中的潮湿和绝缘体中油的老化。
可以通过适当编程的网络分析器(NA)或者计算机来提供根据本发明的设备。事实上，可以用包括计算机程序代码的计算机程序产品这一形式提供由本发明的分析单元提供的方法步骤，该计算机程序代码提供在计算机可读介质上，比如在CD ROM或者其它类型的存储介质上，并且被配置成使计算机或网络分析器在所述代码加载到所述计算机或者网络分析器中时执行上文与分析单元相关所描述的方法步骤。
可以按多种方式变化本发明。首先，应当认识到可以向第二馈送端子而不是向第一馈送端子施加改变频率的信号，并且从第一馈送端子接收结果。还有可能的是，可以不访问第一或者第二馈送端子。在该情况下有可能的是，向可访问馈送端子施加信号并且经由相同终端接收响应，并且随后例如使用来自绕组的反射频谱来分析响应。还应当认识到，第一套管抽头也可以用作向其施加改变频率的信号或用来接收响应或者用于这二者的端子。当然，也可以对次级绕组进行相似类型的分析。如果一个或者多个接收的响应值如宽度和峰值与参考值相差多于对应预设值，则分析单元还可以发出报警信号。本发明因此与警报阈值一起使用。
上文举例分析的电感操作的元件为变压器。应当认识到以这一方式分析的变压器可以是任何类型的变压器，例如三相电力变压器。因此可以对这样的变压器的所有绕组进行这样的分析。然而，本发明并不限于应用于变压器。它可以应用于任何电感操作的元件上，例如应用于电感器上。根据前文讨论清楚的是，可以按多种方式改变本发明。因而应当认识到本发明将仅由所附权利要求书限定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于确定在电感操作的元件(16)的导体(18)周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的方法，所述导体被缠绕多匝(38)且由具有一个或者多个谐振的“LC“电路的模型来表征，所述方法包括以下步骤：
-向所述电感操作的元件的所述导体施加(54)改变频率的信号，所述信号是在覆盖所述导体的所述谐振频率中的一个或者多个的高频频谱中提供的，
-从所述导体接收(56)对所述信号的频率响应(52)，
-比较(58)所述接收的频率响应(52)与参考频率响应(50)，以及
-基于所述比较来确定(60)绝缘能力改变，
其中所述比较所述频率响应与参考频率响应的步骤包括比较所述接收的频率响应(52)中的波峰(P1’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1)，以及所述确定绝缘能力改变的步骤包括基于所述波峰之间的形状差异来确定绝缘能力改变，其中两个波峰均对应于所述缠绕的导体的谐振频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收的频率响应的所述波峰中的峰值比所述参考频率响应的所述对应波峰中的峰值更低表明退化的绝缘能力。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中针对所述接收的频率响应中的所述波峰的峰值的给定部分的宽度相对于所述参考频率响应中的所述对应波峰的峰值的相同部分的宽度而言更大表明退化的绝缘能力。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中通过比较所述接收的频率响应(52)中的多于一个波峰(P1’，P2’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1，P2)来确定所述改变，其中频率响应中被比较的这样的各波峰对应于不同谐振频率。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述施加步骤包括向所述导体的馈送端子(22)施加所述改变频率的信号，以及所述接收步骤包括从所述导体的馈送端子(24)接收所述响应。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述接收步骤包括从所述导体的另一馈送端子(24)接收所述响应。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述接收步骤包括从所述导体的相同馈送端子接收所述响应。
8.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的方法，其中所述施加步骤包括向所述电感操作的元件的提供与所述导体的连通性的套管抽头(30)施加所述改变频率的信号，以及所述接收步骤包括从所述电感操作的元件的相同套管抽头接收所述响应。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中由所述改变频率的信号所覆盖的频率范围在10kHz与10MHz之间。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述电感操作的元件为变压器(16)，以及所述导体为这一变压器的绕组(18)。
11.一种用于确定在电感操作的元件(16)的导体(18)周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的设备(10)，所述导体被缠绕多匝(38)且由具有一个或者多个谐振的“LC“电路的模型来表征，所述设备包括：
-信号生成单元(12)，被布置成向所述电感操作的元件的所述导体施加改变频率的信号，所述信号是在覆盖所述导体的所述谐振频率中的一个或者多个的高频频谱中提供的，
-分析单元(14)，被布置成：
-从所述导体接收对所述信号的频率响应(52)，
-比较所述接收的频率响应(52)与参考频率响应(50)，
以及
-基于所述比较来确定绝缘能力改变，
其中所述分析单元(14)在被布置成比较所述频率响应与参考频率响应时被布置成比较所述接收的频率响应(52)中的波峰(P1’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1)，以及在被布置成确定绝缘能力改变时被布置成基于所述波峰之间的形状差异来确定绝缘能力改变，其中两个波峰均对应于所述缠绕的导体的谐振频率。
12.根据权利要求11所述的设备(10)，其中所述接收的频率响应的所述波峰中的峰值比所述参考频率响应的所述对应波峰中的峰值更低表明退化的绝缘能力。
13.根据权利要求11或者12所述的设备(10)，其中针对所述接收的频率响应中的所述波峰的峰值的给定部分的宽度相对于所述参考频率响应中的所述对应波峰的峰值的相同部分的宽度而言更大表明退化的绝缘能力。
14.根据权利要求11-13中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述分析单元(14)被布置成通过比较所述接收的频率响应(52)中的多于一个波峰(P1’，P2’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1，P2)来确定绝缘能力改变，其中频率响应中被比较的这样的各波峰对应于不同谐振频率。
15.根据权利要求11-14中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述信号生成单元(12)被布置成连接到所述导体的馈送端子(22)，以及所述分析单元(14)被布置成连接到所述导体的馈送端子(24)。
16.根据权利要求15所述的设备(10)，其中所述分析单元连接到所述导体的另一馈送端子(24)。
17.根据权利要求15所述的设备(10)，其中所述分析单元连接到所述导体的相同馈送端子。
18.根据权利要求11-14中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述信号生成单元被布置成连接到所述电感操作的元件的提供与所述导体的连通性的套管抽头(30)，以及所述分析单元(14)被布置成连接到所述电感操作的元件的相同套管抽头。
19.根据权利要求11-18中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述改变频率的信号覆盖的频率范围在10kHz与10MHz之间。
20.根据权利要求11-19中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述电感操作的元件为变压器(16)，以及所述导体为这一变压器的绕组(18)。
21.一种用于确定在电感操作的元件(16)的导体(18)周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的计算机程序产品，所述导体被缠绕多匝且由具有一个或者多个谐振的“LC“电路的模型来表征，且包括：
计算机程序代码，提供在计算机可读介质上且被配置成使计算机在所述代码加载到所述计算机中时执行：
-从所述电感操作的元件(16)的所述导体(18)接收对改变频率的信号的频率响应(52)，所述信号已经向所述电感操作的元件的所述导体施加，所述信号是在覆盖所述导体的所述谐振频率中的一个或者多个的高频频谱中提供的，
-比较所述接收的频率响应(52)与参考频率响应(50)，以及
-基于所述比较来确定绝缘能力改变，
其中所述比较所述频率响应与参考频率响应包括比较所述接收的频率响应(52)中的波峰(P1’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1)，以及所述确定绝缘能力改变包括基于所述波峰之间的形状差异来确定绝缘能力改变，其中两个波峰均对应于所述缠绕的导体的谐振频率。

Claims (21)

1.一种用于确定在电感操作的元件(16)的导体(18)周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的方法，所述导体被缠绕多匝(38)且由提供一个或者多个谐振的模型来表征，所述方法包括以下步骤：
-向所述电感操作的元件的所述导体施加(54)改变频率的信号，所述信号是在覆盖所述导体的所述谐振频率中的一个或者多个的高频频谱中提供的，
-从所述导体接收(56)对所述信号的频率响应(52)，
-比较(58)所述接收的频率响应(52)与参考频率响应(50)，以及
-基于所述比较来确定(60)绝缘能力改变，
其中所述比较所述频率响应与参考频率响应的步骤包括比较所述接收的频率响应(52)中的波峰(P1’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1)，以及所述确定绝缘能力改变的步骤包括基于所述波峰之间的形状差异来确定绝缘能力改变，其中两个波峰均对应于所述缠绕的导体的谐振频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收的频率响应的所述波峰中的峰值比所述参考频率响应的所述对应波峰中的峰值更低表明退化的绝缘能力。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中针对所述接收的频率响应中的所述波峰的峰值的给定部分的宽度相对于所述参考频率响应中的所述对应波峰的峰值的相同部分的宽度而言更大表明退化的绝缘能力。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中通过比较所述接收的频率响应(52)中的多于一个波峰(P1’，P2’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1，P2)来确定所述改变，其中频率响应中被比较的这样的各波峰对应于不同谐振频率。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述施加步骤包括向所述导体的馈送端子(22)施加所述改变频率的信号，以及所述接收步骤包括从所述导体的馈送端子(24)接收所述响应。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述接收步骤包括从所述导体的另一馈送端子(24)接收所述响应。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述接收步骤包括从所述导体的相同馈送端子接收所述响应。
8.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的方法，其中所述施加步骤包括向所述电感操作的元件的提供与所述导体的连通性的套管抽头(30)施加所述改变频率的信号，以及所述接收步骤包括从所述电感操作的元件的相同套管抽头接收所述响应。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中由所述改变频率的信号所覆盖的频率范围在10kHz与10MHz之间。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述电感操作的元件为变压器(16)，以及所述导体为这一变压器的绕组(18)。
11.一种用于确定在电感操作的元件(16)的导体(18)周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的设备(10)，所述导体被缠绕多匝(38)且由提供一个或者多个谐振的模型来表征，所述设备包括：
-信号生成单元(12)，被布置成向所述电感操作的元件的所述导体施加改变频率的信号，所述信号是在覆盖所述导体的所述谐振频率中的一个或者多个的高频频谱中提供的，
-分析单元(14)，被布置成：
-从所述导体接收对所述信号的频率响应(52)，
-比较所述接收的频率响应(52)与参考频率响应(50)，
以及
-基于所述比较来确定绝缘能力改变，
其中所述分析单元(14)在被布置成比较所述频率响应与参考频率响应时被布置成比较所述接收的频率响应(52)中的波峰(P1’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1)，以及在被布置成确定绝缘能力改变时被布置成基于所述波峰之间的形状差异来确定绝缘能力改变，其中两个波峰均对应于所述缠绕的导体的谐振频率。
12.根据权利要求11所述的设备(10)，其中所述接收的频率响应的所述波峰中的峰值比所述参考频率响应的所述对应波峰中的峰值更低表明退化的绝缘能力。
13.根据权利要求11或者12所述的设备(10)，其中针对所述接收的频率响应中的所述波峰的峰值的给定部分的宽度相对于所述参考频率响应中的所述对应波峰的峰值的相同部分的宽度而言更大表明退化的绝缘能力。
14.根据权利要求11-13中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述分析单元(14)被布置成通过比较所述接收的频率响应(52)中的多于一个波峰(P1’，P2’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1，P2)来确定绝缘能力改变，其中频率响应中被比较的这样的各波峰对应于不同谐振频率。
15.根据权利要求11-14中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述信号生成单元(12)被布置成连接到所述导体的馈送端子(22)，以及所述分析单元(14)被布置成连接到所述导体的馈送端子(24)。
16.根据权利要求15所述的设备(10)，其中所述分析单元连接到所述导体的另一馈送端子(24)。
17.根据权利要求15所述的设备(10)，其中所述分析单元连接到所述导体的相同馈送端子。
18.根据权利要求11-14中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述信号生成单元被布置成连接到所述电感操作的元件的提供与所述导体的连通性的套管抽头(30)，以及所述分析单元(14)被布置成连接到所述电感操作的元件的相同套管抽头。
19.根据权利要求11-18中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述改变频率的信号覆盖的频率范围在10kHz与10MHz之间。
20.根据权利要求11-19中的任一权利要求所述的设备(10)，其中所述电感操作的元件为变压器(16)，以及所述导体为这一变压器的绕组(18)。
21.一种用于确定在电感操作的元件(16)的导体(18)周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的计算机程序产品，所述导体被缠绕多匝且由提供一个或者多个谐振的模型来表征，且包括：
计算机程序代码，提供在计算机可读介质上且被配置成使计算机在所述代码加载到所述计算机中时执行：
-从所述电感操作的元件(16)的所述导体(18)接收对改变频率的信号的频率响应(52)，所述信号已经向所述电感操作的元件的所述导体施加，所述信号是在覆盖所述导体的所述谐振频率中的一个或者多个的高频频谱中提供的，
-比较所述接收的频率响应(52)与参考频率响应(50)，以及
-基于所述比较来确定绝缘能力改变，
其中所述比较所述频率响应与参考频率响应包括比较所述接收的频率响应(52)中的波峰(P1’)与所述参考频率响应(50)中的对应波峰(P1)，以及所述确定绝缘能力改变包括基于所述波峰之间的形状差异来确定绝缘能力改变，其中两个波峰均对应于所述缠绕的导体的谐振频率。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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