CN112888953B - 用于检测高压线的绝缘电阻的测试设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于检测未经屏蔽的高压线(2)的绝缘电阻(R)的测试设备(1)和方法，其中，所述测试设备(1)具有：用于为高压线(2)提供测量电压(U)的电压源(4)；用于容纳高压线(2)并且将高压线(2)与电压源(4)连接的容纳装置(5)；用于基于测量流过绝缘护套(3)的泄漏电流来检测绝缘电阻(R)的绝缘测试仪(7)；在组装状态中形成用于高压线(2)的空心柱形的包套(8)的两个导电的半壳(HS1、HS2)；以及两个探头(T1、T2、T3)，所述探头能与包套(8)和与高压线(2)的内导体(L1、L2)电连接，其中，绝缘测试仪(7)设计成用于，测量在探头(T1、T2、T3)之间的电流作为泄漏电流。

Description

用于检测高压线的绝缘电阻的测试设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于检测未经屏蔽的高压线的绝缘电阻的测试设备，所述高压线设置成用于连接机动车的高压部件，所述测试设备具有至少一个电的内导体和围绕所述至少一个内导体的绝缘护套。本发明还涉及一种借助于所述测试设备来检测绝缘电阻的方法。

背景技术

本文关注于高压线，所述高压线例如可用于电连接可电驱动的机动车的高压部件。这样的高压部件例如可以是牵引电池、功率电子装置和驱动电机。高压线通常具有至少一个电的内导体、具有围绕所述内导体的绝缘护套以及具有屏蔽件。所述屏蔽件例如可包括由导电材料、例如铜制成的箔和/或编织物。基于可电驱动的机动车的成本降低和重量减轻，已知将高压线构造成未经屏蔽的，亦即没有屏蔽件。

对于高压线，为了符合特定的安全性要求并排除由于高压线损坏对人员、例如装配高压线的装配人员以及车辆乘员造成的危险，在安装在机动车中之前必须采取防护措施。这样的防护措施例如是绝缘测量，在所述绝缘测量中，检测高压线的绝缘电阻并且因此检查高压线的绝缘护套的功能性。在此，通常将测量电压施加到测试件、亦即高压线上。然后，在特定的时间段上测量流过绝缘护套的泄漏电流作为在所述至少一个内导体和屏蔽件之间的电流。由泄漏电流和不同的测量电压可确定绝缘电阻关于测量电压的曲线，并且可检查该曲线是否对应于用于完好的绝缘护套的参考曲线。然而这样的测量方法不能应用于由于缺少屏蔽件而未经屏蔽的高压线。

发明内容

本发明的任务是，提供一种解决方案，即如何在高压线未经屏蔽的情况下也能够安全且可靠地进行绝缘测量。

根据本发明，该任务通过具有根据本发明的特征的测试设备和方法来解决，因此，提出一种用于检测未经屏蔽的高压线的绝缘电阻的测试设备，所述高压线设置成用于连接机动车的高压部件，所述测试设备具有至少一个电的内导体和围绕所述至少一个内导体的绝缘护套，其中，所述测试设备具有：用于为高压线提供测量电压的电压源；用于容纳高压线并且用于将高压线与电压源连接的容纳装置；用于基于测量流过绝缘护套的泄漏电流来检测绝缘电阻的绝缘测试仪；在组装状态中构造成用于高压线的空心柱形的包套的两个导电的半壳；以及与所述绝缘测试仪电连接的至少两个探头，其中，第一探头能与所述包套电连接，并且第二探头能与所述至少一个内导体电连接，其中，绝缘测试仪设计成用于，测量在探头之间的电流作为泄漏电流。

根据本发明的测试设备用于检测未经屏蔽的高压线的绝缘电阻，所述高压线设置成用于连接机动车的高压部件。所述高压线具有至少一个电的内导体和围绕所述至少一个内导体的绝缘护套。所述测试设备具有用于为高压线提供测量电压的电压源、具有用于容纳高压线并且用于将高压线与电压源连接的容纳装置并且具有用于基于测量流过绝缘护套的泄漏电流来检测绝缘电阻的绝缘测试仪。此外，测试设备具有两个导电的半壳并且具有与绝缘测试仪电连接的至少两个探头，所述两个导电的半壳在组装状态中形成用于高压线的空心柱形的包套。在此，第一探头可与所述包套电连接，并且第二探头可与所述至少一个内导体电连接。绝缘测试仪设计成用于，测量在探头之间的电流作为泄漏电流。

本发明还包括一种用于借助于根据本发明的测试设备来测试高压线的方法。在此，将高压线设置在容纳装置中并且利用半壳进行包套。将探头连接到所述至少一个电的内导体以及包套上，并且通过连接容纳装置与电压源来将测量电压施加到高压线上。然后测量在探头之间的电流，并且由在探头之间的电流和由电压源提供的测量电压来确定绝缘电阻。

在将高压线安装在机动车中之前，可借助于测试设备来检查高压线的绝缘护套的功能性。在此，高压线尤其是包括所述至少一个内导体、例如一个或多个铜导体，并且包括围绕或者说包套所述至少一个内导体的绝缘护套。没有设置屏蔽件、例如围绕绝缘护套的铜编织物。因此，高压线构造成未经屏蔽的，并且因此相对于经屏蔽的高压线具有减轻的重量和降低的成本。

测试设备具有电压源，该电压源构造为恒定电压源并且提供具有不同电压值的测量电压以施加到高压线上。测量电压尤其是对应于高压线的工作电压，然而小于击穿电压，以避免损坏绝缘护套。测量电压例如可以是在100V至250V之间的值。此外，测试设备具有用于高压线的容纳装置。所述容纳装置一方面用于保持高压线并且另一方面用于将高压线与电压源进行电接触导通。优选地，容纳装置包括两个适配器，所述两个适配器可与电压源电连接，并且其中的第一适配器可与高压线的所述至少一个内导体的第一端部电连接，并且其中的第二适配器可与高压线的所述至少一个内导体的第二端部电连接。因此，高压线可被夹在适配器之间并且借助于适配器进行电接触导通。适配器彼此之间的距离可适配于高压线的长度。

尤其地，在容纳装置和电压源之间设有可控制的开关，经由所述开关，容纳装置和因此高压线可连接到电压源上并且可再次与电压源断开。经由所述开关的闭合状态的持续时间可调节或预定测量的持续时间。例如，所述开关可由绝缘测试仪控制。

因为高压线没有可在测量绝缘电阻时表示参考电位的导电的屏蔽件，所以测试设备具有半壳，借助于所述半壳可针对实施防护措施的时间段人工模拟该屏蔽件。半壳例如可从上方和下方被施加到高压线上并且将高压线包围在半壳之间。在此，各半壳可齐平地结束，从而形成空心柱形的或者说管状的包套，其中，半壳例如可经由适合的封闭件固定在组装状态中。在此，各半壳在未组装状态中可彼此分开。各半壳也可经由铰链可翻转地连接。特别优选地，半壳构造为铜片。例如，可通过弯曲铜片来构成半壳。半壳的长度和因此包套的长度尤其是对应于高压线的长度。

所述包套与参考电位、例如接地电位连接，相对于该参考电位测试所述至少一个内导体。如果高压线具有多个内导体，则可相对于所述参考电位测试每个内导体。为了进行测试，首先例如通过闭合开关来将电压源连接到高压线上并且因此将不同于接地电位的电位施加到所述至少一个内导体上。在将测量电压施加到高压线上之后，基于电位差，泄漏电流在所述至少一个内导体和包套之间流动，该泄漏电流在不良绝缘的情况下、例如基于损坏的绝缘护套而超过特定的阈值。可借助于与内导体和包套电连接的探头或者说测量尖头来截取该泄漏电流。绝缘测试仪可根据测量电压和测量到的电流来计算并输出绝缘电阻。尤其地，在预定的测量时间段上检测所述电流并在该测量时间段之后、例如在60秒之后确定绝缘电阻值。然后针对不同的测量电压值重复所述测量并输出关于测量电压的绝缘电阻曲线。如果所述绝缘电阻曲线的电阻值高于预定的界限，则将绝缘例如评估为完好的。

通过使用半壳也可以以简单且可靠的方式来检查未经屏蔽的高压线的绝缘电阻。因此，通过使用未经屏蔽的高压线可节省在机动车中的成本和重量，并且借助于测试设备可同时满足安全性要求。

证明为有利的是，所述半壳的长度和因此包套的长度可适配于高压线的长度，其方式为，将半壳构造成能可逆地改变长度的、尤其是能可伸缩地抽出的。通过长度可变或者说长度灵活的半壳，测试设备可以以简单的方式适配于不同的高压线并且对于每条高压线可在该高压线的整个长度上检查绝缘护套的功能性。

在本发明的一种扩展方案中，测试设备具有导向系统，半壳通过该导向系统相对于容纳装置被可滑动地支承并且可被推到一起，形成包套，以便将半壳设置在高压线上。导向系统尤其是设计成用于，保持和相对于容纳装置可滑动地支承不同长度的半壳。导向系统尤其是位置固定地固定在测试设备中。半壳可设置在所述导向系统上。然后可借助于导向系统将半壳推到一起并且从相对置的两侧、例如从上方和下方将半壳推向高压线，直到所述半壳将高压线包围在半壳之间。通过导向系统，测试设备被构造得特别灵活。

优选地，导向系统对于每个半壳具有至少一个导向装置，所述至少一个导向装置分别具有两个滑杆和一个设置在所述滑杆之间的连接板条，其中，相应的半壳固定在连接板条上，并且连接板条经由导向元件可线性移动地支承在滑杆上。尤其地，导向系统对于每个半壳具有两个导向装置，其中，半壳的第一导向装置在容纳装置上固定在第一适配器的区域中，并且半壳的第二导向装置在容纳装置上固定在第二适配器的区域中。滑杆例如竖立地并且彼此平行间隔开地设置并且在滑杆之间对连接板条进行导向。连接板条例如可经由以导向环形式的导向元件与滑杆连接，从而连接板条可沿滑杆被线性地、例如上下地推动。各半壳固定在连接板条上，其中，半壳可借助于连接板条被推向彼此以闭合包套，并且可被推离彼此以打开包套。

在本发明的另一种实施方式中，测试设备具有可设置在高压线上的至少一个填充元件，所述至少一个填充元件能在高压线的外径小于由半壳形成的包套的内径并且在高压线和包套之间形成有空腔的情况下设置在所述空腔中，以便将高压线固定在包套中。尤其地，所述至少一个填充元件构造为由弹性材料制成的弯曲环。半壳尤其是具有预定的尺寸，通过所述预定的尺寸来预定包套的内径。现在为了能够将高压线与高压线的外径无关地无间隙地固定在包套中，测试设备具有所述至少一个填充元件，所述至少一个填充元件可设置在包套和高压线之间并因此将高压线支撑在包套中。以弹性的弯曲环形式的填充元件例如可以是开槽的橡胶环。例如，可在高压线的长度上分布地设置多个橡胶环、例如三个橡胶环，通过所述三个橡胶环，高压线可在三个位置处被支撑并且保持在包套中。

参考根据本发明的测试设备描述的实施方式及其优点对应地适用于根据本发明的方法。

本发明的其它特征由附图和针对附图的说明得出。上面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在针对附图的说明中提到和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可在相应给出的组合中使用，而且也可在其它组合中使用，或者可单独使用。

附图说明

现在根据优选实施例并参考附图更详细地阐述本发明。附图如下：

图1示出根据本发明的测试设备的一种实施方式的示意图；

图2示出借助于所述测试设备来测试的高压线的横截面图；

图3示出用于高压线的包套的示意图；

图4示出绝缘电阻关于时间的曲线图；

图5示出绝缘电阻关于测量电压的曲线图；

图6示出测试设备的导向系统的示意图；并且

图7示出高压线的横截面图。

在附图中，相同和功能相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出用于高压线2的测试设备1，该高压线设置成用于电连接可电驱动的机动车的高压部件。如根据在图2中的横截面图所示，高压线2构造成未经屏蔽的，并且具有正好一个内导体L1(在图2中的单导体系统A)或多个内导体L1、L2(在图2中的双导体系统B)。所述一个或多个内导体L1、L2被由电绝缘材料制成的绝缘护套3围绕。测试设备1设计成用于，检查绝缘护套3的绝缘电阻。为此，测试设备1具有电压源4，该电压源设计成用于，为高压线2提供测量电压。高压线2设置在测试设备1的容纳装置5中，该容纳装置具有用于与高压线2进行电接触导通的两个适配器6。容纳装置5可经由可控制的开关S连接到电压源4上。当开关S闭合时，由电压源4提供的测量电压施加到高压线2上。测试设备1还具有绝缘测试仪7，所述绝缘测试仪设计成用于，测量流过绝缘护套3的泄漏电流并且根据所述泄漏电流以及测量电压来确定绝缘护套3的绝缘电阻。

因为高压线2构造成未经屏蔽的并且不具有导电的屏蔽件，所述屏蔽件可用作参考电位并且可相对于所述屏蔽件测试所述内导体L1、L2，所以测试设备1具有两个半壳HS1、HS2，所述两个半壳由导电材料制成。例如，半壳HS1、HS2可构造为铜片。半壳HS1例如构造为上半壳，所述上半壳从上方设置在高压线2上并且可沿高压线长度尺寸包套高压线2的上半部。半壳HS2例如构造为下半壳，所述下半壳从下方设置在高压线2上并且可沿高压线长度尺寸包套高压线2的下半部。如图3所示，在组装状态中，各半壳HS1、HS2形成空心柱形的或者说管状的包套8。通过所述包套8可“模拟”高压线2所缺少的屏蔽件。所述包套8例如可经由容纳装置5与参考电位连接、例如与接地M连接。

为了测量泄漏电流，当开关S闭合时，测量在所述至少一个内导体L1、L2与包套8之间流动的电流。为此，测试设备1具有至少两个探头T1、T2、T3。第一探头T1与包套8连接。第二探头T2与内导体L1连接。在双导体系统B中，第三探头T3附加地与内导体L2连接。探头T1、T2、T3与绝缘测试仪7连接，该绝缘测试仪测量在探头T1、T2、T3之间和因此在相应的内导体L1、L2与包套8之间的电流。如在根据图4的特性曲线中所示，绝缘测试仪7可输出绝缘电阻R关于时间t的曲线V1。例如，可针对特定测量电压U＝U1、例如100V，在特定的持续时间t1、例如60s之后检测绝缘电阻R。然后针对另外的测量电压U2、U3等重复该测量并且确定绝缘电阻R关于测量电压U的曲线V2、V3。曲线V2、V3在图5中被示出。在曲线V2中，绝缘电阻R在不同的测量电压U1、U2、U3的情况下近似恒定并且超过预定的阈值，该曲线表征完好的绝缘护套3。在曲线V3中，绝缘电阻R随着测量电压U1、U2、U3的增加而减小并且下降到低于预定的阈值，该曲线表征损坏的绝缘护套3。

在图6中示出测试设备1的导向系统10的导向装置9，半壳HS1、HS2借助于该导向装置被保持并且相对于容纳装置5被可滑动地支承。导向装置9分别具有位置固定地固定在容纳装置5上的两个滑杆11、12。在所述两个滑杆11、12之间相应地设有一个连接板条13，半壳HS1、HS2固定在该连接板条上。连接板条13经由导向元件14、例如导向环与滑杆11、12连接并且因此可被上下推动。为了将半壳HS1、HS2设置在高压线2上，将固定有上半壳HS1的连接板条13向下推并且将固定有下半壳HS2的连接板条13向上推。半壳HS1、HS2由此被推到一起并且彼此齐平。在此，高压线2被包围在半壳HS1、HS2之间。例如，半壳HS1、HS2之一、在这里是下半壳HS2可具有容纳部16，另一半壳HS1、在这里是上半壳HS1容纳在所述容纳部中并且位置固定地保持在下半壳HS2上。

在高压线2的外径D1小于包套8的内径D2的情况下，如在图7中所示，可在高压线2和包套8之间设置填充元件15，该填充元件将高压线2保持在包套8中。填充元件15例如可以是开槽的橡胶环。

附图标记列表

1 测试设备

2 高压线

3 绝缘护套

4 电压源

5 容纳装置

6 适配器

7 绝缘测试仪

8 包套

9 导向装置

10 导向系统

11、12 滑杆

13 连接板条

14 导向环

15 填充元件

16 容纳部

L1、L2 内导体

T1、T2、T3 探头

HS1、HS2 半壳

S 开关

A 单导体系统

B 双导体系统

U、U1、U2、U3 测量电压

R 绝缘电阻

V1、V2、V3 曲线

t、t1 时间

D1、D2 直径

M 接地

Claims (10)

1.一种用于检测未经屏蔽的高压线(2)的绝缘电阻(R)的测试设备(1)，所述高压线设置成用于连接机动车的高压部件，所述测试设备具有至少一个电的内导体(L1、L2)和围绕所述至少一个内导体(L1、L2)的绝缘护套(3)，其中，所述测试设备(1)具有：

用于为高压线(2)提供测量电压(U)的电压源(4)；

用于容纳高压线(2)并且用于将高压线(2)与电压源(4)连接的容纳装置(5)；

用于基于测量流过绝缘护套(3)的泄漏电流来检测绝缘电阻(R)的绝缘测试仪(7)；

在组装状态中构造成用于高压线(2)的空心柱形的包套(8)的两个导电的半壳(HS1、HS2)；以及

与所述绝缘测试仪(7)电连接的至少两个探头(T1、T2、T3)，其中，第一探头(T1)能与所述包套(8)电连接，并且第二探头(T2、T3)能与所述至少一个内导体(L1、L2)电连接，其中，绝缘测试仪(7)设计成用于，测量在探头(T1、T2、T3)之间的电流作为泄漏电流。

2.根据权利要求1所述的测试设备(1)，其特征在于，所述半壳(HS1、HS2)构造为铜片。

3.根据权利要求1或2所述的测试设备(1)，其特征在于，所述半壳(HS1、HS2)的长度和因此包套(8)的长度能适配于高压线(2)的长度，其方式为，所述半壳(HS1、HS2)构造成能可逆地改变长度的。

4.根据权利要求1或2所述的测试设备(1)，其特征在于，所述容纳装置(5)具有两个适配器(6)，所述两个适配器能与电压源(4)电连接，并且其中的第一适配器(6)能与高压线(2)的第一端部电连接，并且其中的第二适配器(6)能与高压线(2)的第二端部电连接。

5.根据权利要求1或2所述的测试设备(1)，其特征在于，所述测试设备(1)具有导向系统(10)，通过该导向系统，所述半壳(HS1、HS2)相对于容纳装置(5)被可滑动地支承并且能被推到一起，形成包套(8)，以便将半壳(HS1、HS2)设置在高压线(2)上。

6.根据权利要求5所述的测试设备(1)，其特征在于，所述导向系统(10)对于每个半壳(HS1、HS2)具有至少一个导向装置(9)，其中，所述至少一个导向装置分别具有两个滑杆(11、12)和一个设置在滑杆(11、12)之间的连接板条(13)，其中，相应的半壳(HS1、HS2)固定在连接板条(13)上，并且连接板条(13)经由导向元件(14)能线性移动地支承在滑杆(11、12)上。

7.根据权利要求1或2所述的测试设备(1)，其特征在于，所述测试设备(1)具有能设置在高压线(2)上的至少一个填充元件(15)，所述至少一个填充元件能在高压线(2)的外径(D1)小于由半壳(HS1、HS2)形成的包套(8)的内径(D2)并且在高压线(2)和包套(8)之间形成有空腔的情况下设置在所述空腔中，以便将高压线(2)固定在包套(8)中。

8.根据权利要求7所述的测试设备(1)，其特征在于，所述至少一个填充元件(15)构造为由弹性材料制成的弯曲环。

9.根据权利要求1或2所述的测试设备(1)，其特征在于，所述半壳(HS1、HS2)的长度和因此包套(8)的长度能适配于高压线(2)的长度，其方式为，所述半壳(HS1、HS2)构造成能可伸缩地抽出的。

10.一种用于借助于根据权利要求1至9中任一项所述的测试设备(1)来测试高压线(2)的方法，所述方法包括如下步骤：

将高压线(2)设置在容纳装置(5)中；

利用半壳(HS1、HS2)包套高压线(2)；

将探头(T1、T2、T3)连接到所述至少一个内部电导体(L1、L2)以及包套(8)上；

通过连接容纳装置(5)与电压源(4)来将测量电压(U)施加到高压线(2)上；

测量在探头(T1、T2、T3)之间的电流；

由在探头(T1、T2、T3)之间的电流和由电压源(4)提供的测量电压(U)来确定绝缘电阻(R)。