CN102449493A - 使用测量电压诊断测量对象的设备 - Google Patents

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Abstract

一种使用测量电压诊断测量对象的设备，该设备包括壳体(2)，在该壳体中设置有至少一个用于进行诊断的测量电路(3)。在此，所述设备设计用于以同一电压同时诊断多个测量对象，并且包括至少两个分离的连接元件(5a，5b，5c)，所述连接元件用于将各一个测量对象连接在测量电压上。所述测量电路(2)又包括至少两个电流检测装置(20a，20b，20c)和电压检测装置(26)，借助于所述电流检测装置和电压检测装置可以同时测量经过各个测量对象的电流以及以同样大小施加在所有的测量对象上的测量电压。

Description

使用测量电压诊断测量对象的设备
技术领域
本发明涉及一种使用测量电压诊断测量对象的设备，该设备包括壳体，在该壳体中设置有至少一个用于进行诊断的测量电路。
背景技术
这种类型的设备例如由WO2007/045004A1公开。用这种设备检查的测量对象尤其是(高压)电缆或者其它电气或电子部件，如电容器、线圈等，这些部件通过施加测量电压并且评估在此在测量对象中产生的电流可以进行技术诊断。
在诊断电缆的领域中，在现有技术以及在本发明范围内尤其考虑(无干扰地)确定所谓的损耗系数，该损耗系数能预计电缆的性能或者预期的寿命。在此，测量电压优选起正弦交变电压的作用，其中，通过评估由此在电缆中产生的电流，以及评估其振幅和相位与同样由该设备检测的测量电压的振幅和相位的关系，可以常见的方式计算损耗系数。也可以为了常见的诊断目的，考虑使用直流电压或者其它带有其它事先规定的电压振幅曲线的电压脉冲来评估在电流中产生的测量对象的响应。
如在WO2007/045004A1中所述，测量电压在此优选由单独的(高)电压发生器提供，该电压发生器通过恰当的接口——尤其通过引入设备的壳体中的同轴电缆——与诊断或检查装置的测量电路连接。然而，原则上也可以考虑将(高压)电源集成在该设备中。
在WO2007/045004A1中所述的设备具有用测量电压加载的连接适配器，待检查的测量对象直接连接在该连接适配器上。另外，设备的测量电路包括与连接适配器连接的电流检测装置以及电压检测装置，其输出信号被传输到评估单元。在此，评估单元用于存储和处理出于诊断目的获得的数据，以便将这些数据传输到外部的数据处理单元，和/或用于直接评估输入的信号，例如确定用作测量对象的电流的损耗系数。然后，测量或诊断的结果必要时可以通过该设备恰当的(测量值)显示装置显示。
发明内容
在这种背景下，本发明所要解决的技术问题是，这样扩展设计在WO2007/045004A1详细描述类型的测量或诊断设备，使得由此实现尽可能节约时间并且对多个待测量的测量对象的有效性改进的诊断。多个测量对象尤其考虑多芯电缆的各个导体。
前述技术问题通过按权利要求1的设备解决，除了开头已经提及的特征之外，该设备的特征在于，该设备设计用于以同一测量电压同时诊断多个测量对象。在此，按本发明的设备具有至少两个分离的连接元件，用于将各一个测量对象连接在测量电压上，其中，设备的测量电路包括至少两个电流检测装置和(至少)一个电压检测装置，借助于所述电流检测装置和电压检测装置可以同时测量经过各个测量对象的电流以及同时施加在所有的测量对象上的测量电压。
相比已知的现有技术，本发明实现了多个优点。一方面，应当处于相同测量电压下的多个测量对象不再必须串联在设备上并且进行分别独立的诊断，这使得明显节约了时间。另外，考虑所有在按本发明方式同时检查的测量对象处于相同的测量电压下，获得了另外的优点，即，在此实现的测量或诊断结果能更好地比较，因为所有的测量对象在测量过程中加载绝对相同的测量电压。在单独并依次进行的测量或者诊断各个测量对象时，亦即如在现有技术中那样，所获得的数据没有这种可比性。另外，在本发明中仅需要一个(高压)电源用于同时诊断各个测量对象，其中，在外部(高压)电源的情况下也仅必须设置一根通向按本发明的设备的馈电线。
在本发明中，高压电源尤其设计用于检查电缆的目的，优选设计用于产生频率为约0.1Hz、有效值在1kV至100kV范围内的正弦交变电压。
在本发明的一种特别优选的设计构造中设计为，所述设备刚好包括三个独立的、用于将各一个测量对象连接在测量电压上的连接元件，以及包括刚好三个电流检测装置，使得能够同时诊断三芯电缆的所有三根缆芯。
迄今在三相(高压)电缆的(无损)诊断领域始终单独测量电缆的各个缆芯。通过前述的测量装置，可以在短得多的时间内进行完整的电缆检查，作为结果还获得了测量记录，该测量记录基于对于电缆的所有缆芯相同的测量电压，使得能够相互无关地计算三芯电缆的所有三根导体的损耗系数。相应要注意的是，可以完全区分三芯电缆的各个缆芯的损耗系数或者性能，这也可以通过按本发明的设备更好地识别。
按本发明的设备的连接元件原则上可以以不同的类型和方式实现，例如通过夹持触头、插接触头或者螺纹触头。在此，在本发明中尤其优选地设计为，壳体具有能导电并且形成连接元件的壳体部分，在该壳体部分上施加有用于间接或直接连接测量对象的测量电压，其中，能导电的壳体部分分为多个相互绝缘的区段，用于连接各一个测量对象。在此，因此在能导电的壳体部分的各个区段中形成连接元件，刚好一个测量对象出于按本发明的诊断目的可连接在该连接元件上。
壳体优选具有圆柱形的壳体部段，该壳体部段设计用于形成带有能导电的盖的、能导电的壳体部段，该盖又划分为各个相互绝缘的区段。然后，区段的数量与同时可检查的测量对象的最大数目一致，其中，在壳体内部为能导电的壳体部分的每个区段设置单独的电流检测装置。在所有的区段上相同地施加的测量电压可以通过唯一一个电压检测单元——例如形式为电位器——进行测量。
此外，为了提高测量精度可以为各个(高压)电压输出再配设一个漏电电流检测装置，通过该漏电电流检测装置可测量设备可能的漏电。然后可以在各个测量对象的测量结果的评估中考虑这种漏电，亦即漏电被从各个电流的在一定程度上偏差的测量结果中扣除。这尤其在(有效)电压大于1kV或大于20kV时的高压范围是特别合适的，因为因此除了测量精度，也再次提高了多个同时检查的测量对象的测量结果评估的可比性。
另外，按照本发明的再一种扩展设计方案优选设计为，即，在设备的壳体内部设置与至少两个电流检测装置和一个电压检测装置连接的评估单元，该评估单元设计用于同时评估多个测量对象的所有电流和电压测量相关的信号。在此，同时评估尤其理解为同时检测和存储由电流或电压检测装置输出的信号。在此，尤其在检查多芯电缆的情况下，在评估单元中就已经可以为相关电缆的各个同时被检查的导体计算损耗系数。
本发明的另一方面涉及这样的情况，该设备优选包括与评估单元共同作用的数据传输装置，借助于该数据传输装置可将多个测量对象的在相关测量过程中存放在评估单元中的测量数据在唯一一个传输过程中传输给外部数据处理单元。对于外部数据处理装置尤其考虑移动式数据处理装置，例如手提电脑，所述外部数据处理单元然后通过恰当的接口电缆连接或者-优选-无线地与按本发明的设备的数据传输装置通信。因此，不仅实现了同步测量待检测的测量对象，而且关于所有测量对象的数据的诊断过程也可以实时地在仅一个传输过程中传输到用于继续处理、存储和/或显示测量值或诊断结果的外部基站。
如当前优选设计的那样，如果测量电路的所有电子器件——包括用于运行该测量电路、评估单元和数据传输装置的电池或蓄电池——布置在高压侧，亦即，在测量过程中位于高电势下，则无线地传输数据被证明是特别有利的。在通过电缆连接传输数据的现有技术中，大多将信号测量和评估布置在低压侧，为此必须设置单独的耦合电容。然而，光学的数据传输也可以有利地在本发明中在高压侧实现。
附图说明
以下参照附图详细说明本发明的实施例。在此示出：
图1是用于同时诊断三个测量对象的按本发明的设备的第一示意图；
图2是图1所示的按本发明的设备的壳体的示意截面图；
图3是图1所示的设备的立体视图。
具体实施方式
图1和图2示出了用于对多个测量对象进行电诊断的按本发明的设备1的示意图，该设备具有壳体2和布置在壳体2中的测量电路3。所示的设备1设置用于同时诊断总共三个测量对象4a、4b、4c。三个测量对象4a、4b、4c当前是三芯高压电缆的三个缆芯(分别带有独立的绝缘件)。
该设备具有总共三个连接元件5a、5b、5c，前述三个测量对象4a、4b、4c通过各一个球形的高压连接适配器6连接在所述连接元件上。然而也可以设计测量对象4a，4b，4c在连接元件5a，5b，5c上的直接连接，例如通过使连接元件5a，5b，5c形成恰当的夹持连接、插接连接或螺纹连接。
设备1通过引入壳体2内的同轴电缆7与可编程的高压电源8连接，该高压电源与显示/操纵装置9和必要时设置的数据传输装置10(其例如设计用于通过外部的数据处理装置无线地控制高压电源)一起设置在高压发电机地屏蔽壳体11内部。在此，高压电源8以常见的方式通过接地保护连接件12接地。
同轴电缆7连接在测量电路3上的保护导体15也为设备1的测量电路3限定地电势，其中，设备1为此通过电缆13再次单独与恰当的接地装置14连接。
反之，同轴电缆7的内导体16处于源自电源8的测量电压下，该测量电压然后通过导体结构17，18a-18c、19a-19c分布在连接元件5a-c上。分别一个电流检测单元20a，20b，20c位于电源和连接元件之间，用于检测在测量过程中流经对应的测量对象4a-4c的电流。
各电流检测单元18a，18b，18c通过单独的信号输出和(可选的)高压保护器21a，21b，21c以及(可选的)信号过滤器或放大器22a、22b、22c与设备1的评估单元23连接。导体部段18a-18c分别导引绕过评估单元23，这通过虚线示出。
另外，测量电路3包括由电阻24，25构成的分压器，该分压器形成用于检测-在各时间点同样大小地施加在所有三个连接元件5a，5b，5c上的-测量电压的电压检测装置26，并且其输出信号通过(可选的)高压保护器21d和(可选的)信号过滤器或放大器22d同样与评估单元23连接。
在评估单元23中同步地评估在测量或诊断过程中输入的电流检测装置20a-c和电压检测装置26的信号，亦即尤其是存储并且根据之后或必要时立即进行的数据传输过程传输到——未示出的——外部数据处理装置上。在此，尤其考虑对输入评估单元的信号进行A/D转换，然而，其中，例如电流检测装置20a-c也可以已经具有A/D转换器。为了传输存放在评估单元中的数据，设备1具有恰当的并且与评估单元连接的数据传输装置27a-c，借助于所述数据传输装置优选无线地传输关于多个测量对象4a-c的测量过程的全部数据。在此，例如可以是蓝牙接口27a、红外接口27b和/或电缆连接(光学或电子的)的数据接口27c。另外设置光学的显示装置27d，借助于该显示装置优选对于所有可连接或已连接的测量对象4a-c可显示测量或诊断结果，例如由评估单元23计算出的、多芯电缆的相关缆芯的损耗系数。运行测量电路3所需的电功率优选由可反复充电的蓄电池28提供。
所述设备1的壳体2由优选由塑料或其它非导体制成的圆柱形主体29构成，并且在(图2右边，图3上部示出的)端部通过由适当的金属制成的导电端盖39限定边界。导电的壳体部分30借助于恰当的绝缘体31划分为总共三个与其余壳体绝缘并且相互绝缘的区段30a、30b、30c，其中分别形成一个用于待连接的测量对象4a、4b、4c的连接元件5a、5b、5c。
最后，图3示出了按本发明的设备1的立体视图。该设备1通过同轴电缆7与——在图3中未示出的——可编程的高压发电机连接。该设备1通过壳体2的下端固定地容纳在支架32中并且在其上端具有能导电的壳体部分30、该壳体部分30形式为分为三个区段30a，30b，30c、由金属制成的端盖。如图3可良好地看出，各个区段30a-c通过恰当的绝缘器件31相互绝缘并且相对其余的壳体29绝缘并且用于连接总共三个测量对象。另外，在壳体外侧能看到数据传输和显示装置27。

Claims (6)

1.一种使用测量电压诊断测量对象(4a，4b，4c)的设备(1)，该设备包括壳体(2)，在该壳体中设置有至少一个用于进行诊断的测量电路(3)，其特征在于，所述设备(1)设计用于以同一测量电压同时诊断多个测量对象(4a，4b，4c)，并且包括至少两个分离的连接元件(5a，5b，5c)，用于将各一个测量对象(4a，4b，4c)连接在测量电压上，其中，所述测量电路(2)包括至少两个电流检测装置(20a，20b，20c)和电压检测装置(26)，借助于所述电流检测装置和电压检测装置可以同时测量经过各个测量对象(4a，4b，4c)的电流以及以同样大小施加在所有的测量对象(4a，4b，4c)上的测量电压。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备(1)包括刚好三个分开的连接元件(5a，5b，5c)，所述连接元件用于将各一个测量对象(4a，4b，4c)连接在测量电压上，以及包括刚好三个电流检测装置(20a，20b，20c)，使得能够同时诊断三芯电缆的所有三根缆芯。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述壳体(2)具有能导电并且形成连接元件(5a，5b，5c)的壳体部分(30)，在该壳体部分上施加有用于连接所述测量对象(4a，4b，4c)的测量电压，其中，能导电的壳体部分(30)分为多个相互绝缘的区段(30a，30b，30c)，用于连接各一个测量对象(4a，4b，4c)。
4.如权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，在所述壳体(2)内部设置与至少两个电流检测装置(20a，20b，20c)和一个电压检测装置(26)连接的评估单元(23)，该评估单元设计用于同时评估多个测量对象(4a，4b，4c)的所有与电流和电压测量相关的信号。
5.如权利要求1至4之一所述的设备，其特征在于，所述设备(1)包括与所述评估单元(23)交互作用的数据传输装置(27a，27b，27c)，借助于所述数据传输装置可将关于多个测量对象(4a，4b，4c)的测量过程的、存放在所述评估单元(23)中的测量数据传输到外部数据处理单元。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备(1)的所有电子器件布置在高压侧，并且所述数据传输装置(27a，27b，27c)提供光学和/或无线的数据接口。
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