DD151660A1

DD151660A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR HIGH VOLTAGE TESTING OF INSULATION COATINGS ON METAL AREAS

Info

Publication number: DD151660A1
Application number: DD22199280A
Authority: DD
Inventors: Dieter Becker
Original assignee: Dieter Becker
Priority date: 1980-06-20
Filing date: 1980-06-20
Publication date: 1981-10-28

Abstract

Die Schaltungsanordnung zur Hochspannungspruefung von Isolationsbeschichtungen auf Metallflaechen findet Anwendung nei der Dichtheitspruefung von gegen Korrosion schuetzenden Isolierschichten, speziell bei Rohrleitungen grosser 'Jennweiten. Es wird die Aufgabe geloest, die negativen Wirkungen der Elektrodenkapazitaet bei der Dichtheitspruefung nit langen Elektroden zu beseitigen. Erfindungsgemaess wird die Elektrodenkapazitaet als Ladekondensator hinter einem Sleichrichter verwendet. Zur Anzeige eines Beschichtungsfehlers wird der nach einem Funkenueberschlag zur Aufladung 1er Elektrodenkapazitaet fliessende hohe Ladestrom ausgenutzt, der ueber einen im Ladestromkreis liegenden Widerstand sinen mess- und damit auswertbaren Spannungsabfall bewirkt.The circuit arrangement for Hochspannungspruefung of insulation coatings on Metallflaechen applies nei the tightness of anti-corrosion insulating layers, especially in piping larger 'Jennweiten. The object is achieved, the negative effects of the electrode capacitance in the leak test to eliminate long electrodes. According to the invention, the electrode capacitance is used as a charging capacitor behind a Rectifier used. To indicate a coating error is the after a sparkover for charging 1er electrode capacitance flowing high charging current exploited, the over a lying in the charging circuit resistance sine measurable and thus evaluable voltage drop causes.

Description

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Schaltungsanordnung.zur Hochspannungsprüfung von Isolationsbeschichtungen auf MotalIflachenCircuitry.for high voltage testing of insulation coatings on motor surfaces

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Prüfung der Schichtdichtheit der isolierenden Schutzschicht von gegen Korrosion zu schützenden Metallflächen, insbesondere Rohrleitungen, nachfolgend Dichtheitsprüfung genannt, durch Prüfung der Durchschlagfestigkeit der' isolierenden Schutzschicht bei Anlegen von Hochspannung mit einer Prüfelektrode.The invention relates to a circuit arrangement for testing the layer-tightness of the insulating protective layer of metal surfaces to be protected against corrosion, in particular pipes, hereinafter referred to as leakage testing, by testing the dielectric strength of the insulating protective layer when high voltage is applied to a test electrode.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannte technische Lösungen.verwenden zur Dichtheitsprüfung Hochspannungsimpulse, deren Amplitude entsprechend der Dicke der zu prüfenden Isolationsschicht gewählt wird. Da die Isolationsmaterialien eine höhere Spannungsfestigkeit haben als Luft, kommt es dann, wenn sich die auf der Isolationsschicht aufliegende bewegliche Prüfelektrode in der Nähe eines Isolationsdefektes befindet, zu einem Funkenüberschlag, der über den dabei fließenden Strom als Fehler signalisiert wirdCharacteristic of the Known Technical Solutions Known technical solutions use high-voltage impulses whose density is selected according to the thickness of the insulation layer to be tested for leak testing. Since the insulation materials have a higher dielectric strength than air, when the movable test electrode resting on the insulation layer is in the vicinity of an insulation defect, a sparkover occurs, which is signaled as a fault via the current flowing in the process

Nachteilig ist die Wirkung der Kapazitäten zwischen Prüfelektrode und Metallfläche mit der Isolationsschicht als Dielektrikum und die der langen Elektrodenzuleitungen, zusammen nachfolgend Elektrodenkapazität genannt. Da die Hochspannungsimpulse ein sehr hochfrequentes Amplitudenspektrum haben, insbesondere bei hohen Pulsfrequenzen, bildet die Elektrodenkapazität mit zunehmender Länge der Prüfelektrode einen nicht mehr zu vernachlässigenden kapazitiven Nebenschluß, durch den die Amplitude der Hochspannungsimpulse so weit verringert werden kann, daß kein Punkenüberschlag bei Isolationsdefekten erfolgt. Damit wird die Anwendungsbreite der Schaltungsanordnung eingeschränkt ,A disadvantage is the effect of the capacitances between the test electrode and the metal surface with the insulating layer as the dielectric and that of the long electrode leads, together referred to below as electrode capacitance. Since the high-voltage pulses have a very high-frequency amplitude spectrum, especially at high pulse frequencies, the electrode capacitance with increasing length of the test electrode forms a no longer negligible capacitive shunt, through which the amplitude of the high voltage pulses can be reduced so that no Punküberschlag done in isolation defects. This limits the scope of application of the circuit arrangement,

Weiterhin sind Schaltungsanordnungen bekannt, die eine kontinuierliche Gleichspannung geringer Welligkeit erzeugen und ebenfalls den bei einem Funkenüberschlag infolge eines Defektes fließenden Strom zur Fehlersignalisation verwenden. Diese haben den Nachteil eines hohen gerätetechnischen Aufwandes bei hohem Gev/icht und notwendigen Maßnahmen zum Berührungsschutz spannungsführender Teile.Furthermore, circuit arrangements are known which generate a continuous DC voltage low ripple and also use the current flowing in a spark-over due to a fault current for error signaling. These have the disadvantage of a high level of equipment complexity with high weight and necessary measures for the contact protection of live parts.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung zur Durchführung der Dichtheitsprüfung, mit der die Mängel der bekannten Anordnungen beseitigt werden.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for carrying out the leak test, with which the deficiencies of the known arrangements are eliminated.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die negativen Wirkungen der Elektrodenkapazität zu beseitigen und die Dichtheitsprüfung mit Hochspannungsimpulsen auch bei langen Elektroden.und/oder Elektrodenzuleitungen anwendbar zu machen, insbesondere für die Dichtheitsprüfung der Isolationsbeschichtung von Rohren großer Nennweiten,DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention is based on the object of eliminating the negative effects of the electrode capacitance and of making the leak test with high-voltage pulses applicable even with long electrode and / or electrode leads, in particular for the tightness test of the insulation coating of pipes of large nominal diameters.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß wird die negative Wirkung der Elektrodenkapazität dadurch beseitigt, daß die Elektrodenkapazität als Ladekondensator hinter einem Gleichrichter für die auf einfache und bekannte Weise erzeugten Hochspannungsimpulse verv/endet v/ird, wobei eine pulsierende Gleichspannung entsteht, deren Welligkeit von der Größe der Kapazität der Prüfelektrode gegen die Metallfläche abhängt. Da der im Falle eines Defektes auftretende Punkenstrom von der Kapazität der Prüfelektrode auf die Metallfläche fließt, ist dieser einer direkten Messung nicht zugänglich, jedoch tritt nach einem Funkenüberschlag, d.h. nach einer Entladung der Elektrodenkapazität, ein erhöhter Stromstoß vom Hochspannungsimpulsgenerator auf, der zur Defektsignalisierung verwendet wird. Der Wirkungsgrad der Schaltungsanordnung kann durch eine Zweiweggleichrichtung verbessert werden. Die Verwendung von Gleichrichtern in Spannungsvervielfacher schaltungen bringt dahingehend Vorteile, daß die Amplitude der Hochspannungsimpulse kleiner sein kann.According to the invention, the negative effect of the electrode capacitance is eliminated in that the electrode capacitance as a charging capacitor behind a rectifier for the generated in a simple and well-known high-voltage pulses v / ird, wherein a pulsating DC voltage is produced, the waviness of the size of the capacitance of the test electrode against the metal surface depends. Since the spark current occurring in the event of a defect flows from the capacitance of the test electrode to the metal surface, it is not accessible to a direct measurement, but after a flashover, i. after a discharge of the electrode capacitance, an increased surge from the high voltage pulse generator used for the defect signaling. The efficiency of the circuit arrangement can be improved by a full-wave rectification. The use of rectifiers in voltage multiplier circuits provides advantages in that the amplitude of the high voltage pulses may be smaller.

Ausführungsbeispielembodiment

Die...Schaltungsanordnung soll,nachfolgend..an einem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 erläutert werden». Ein Rohr 1, das im Erdreich verlegt werden soll, ist zum Schutz gegen Korrosion mit einer 3 mm dicken Bitumenbeschichtung 2 versehen« Zur.Prüfung der Unversehrtheit .der Bitumenbesehichtung wird um das Rohr eine elastische Elektrode 3 in Form einer Schraubenfeder gelegt. Diese Elektrode 3 ist über einen Einweggleichrichter 4 mit einem Hochspannungsimpulsgenerator 5, der aus einer Stromquelle 6 gespeist wird, verbunden. Die Elektrodenkapazität 7, die einige 100 pF betragen kann, wird als ladekondensator für den Einweggleichrichter 4 verwendet« Die gleichgerichtete und mit der Elektrodenkapazität 7 geglättete Gleichspannung wird nunmehr als Prüfspannung verwendet. Über den.Einweggleichrichter 4 fließt im Normalfalle nur ein geringer Strom, der durch den Verlustwiderstand 8 der Elektrodenkapazität 7 verursacht wird. Im Falle eines Isolationsdefektes entsteht ein Funkenüberschlag, infolge dessen die Elektrodenkapazität 7 entladen wird. Danach erfolgt vom' Hochspannungsimpulsgenerator 5 ein Ladestromstoß zum erneuten Aufladen der Elektrodenkapazität 7. Dieser ladestromstoß erzeugt über einen Widerstand.9 einen Spannungsabfall, der über einen Verstärker 1o zur Defekt signalisierung durch das Anzeigeelement 11, welches akustisch und/oder optisch arbeitet, verwendet wird· Die entstehende Zeitverzögerung ist für den Prüfvorgang unwesentlich« In einer Modifikation der Schaltung nach Figur 2 wird in einem Vergleicher 13 die Prüfspannung gemessen und mit einer.Vergleichsspannung 14 verglichen und das Schaltelement 12 derart angesteuert, daß der Hochspannungsimpulsgenerator 5 eingeschaltet wird, wennThe circuit arrangement is to be explained below in an exemplary embodiment according to FIG. A pipe 1, which is to be laid underground, is provided with a 3 mm thick bitumen coating 2 for protection against corrosion. For the purpose of checking the integrity of the bituminous coating, an elastic electrode 3 in the form of a helical spring is placed around the pipe. This electrode 3 is connected via a half-wave rectifier 4 to a high-voltage pulse generator 5, which is fed from a current source 6. The electrode capacitance 7, which can amount to several 100 pF, is used as a charging capacitor for the half-wave rectifier 4. The rectified DC voltage smoothed with the electrode capacitance 7 is now used as test voltage. About den.Einweggleichrichter 4 flows in the normal case only a small current, which is caused by the loss resistance 8 of the electrode capacitance 7. In the case of an insulation defect, a sparkover occurs, as a result of which the electrode capacitance 7 is discharged. This charging current generated via a resistor.9 a voltage drop, the signal via an amplifier 1o for defect signaling by the display element 11, which operates acoustically and / or optically, is used · 'high voltage pulse generator 5. In a modification of the circuit of Figure 2, the test voltage is measured in a comparator 13 and compared with a.Vergleichsspannung 14 and the switching element 12 is driven such that the high voltage pulse generator 5 is turned on when

die Prüfspannung einen unteren.Grenzwert unterschritten hat und ausgeschaltet wird, wenn die Prüfspannung einen oberen Grenzwert überschritten hat, wobei.die Elektrodenkapazität 7 als Energiespeicher wir leb. Eine stufenweise Variation der Vergleichsspannung bewirkt dabei gleichzeitig eine stufenweise Variation der Prüf· spannung«the test voltage has fallen below a lower limit value and is switched off when the test voltage has exceeded an upper limit, where.the electrode capacitance 7 is used as an energy store. A stepwise variation of the comparison voltage simultaneously causes a stepwise variation of the test voltage «

Claims

Invention claim marriage

1. Circuit arrangement for high voltage testing of insulation coatings on metal surfaces by means of known high-voltage pulses, consisting of known components, characterized in that a current source (6), a high voltage pulse generator (5) is connected and this one hand. Via the half-wave rectifier (4) the electrode (3) against the tube (1) abutting against the bituminous coating (2) applied to the tube (1) and forming, together with the tube (1), the electrode capacitance (7) acting as a charging capacitor and on the other hand Resistor (9) is connected to the tube (1) and that parallel to the resistor (9) is an amplifier (10) which will drop the voltage drop occurring when the electrode capacitance (7) is discharged after a flashover due to a coating defect by the subsequent charging of the electrode capacitance (7) an increased charging current flows, for driving the display element (11 ) is used, is arranged and the display element (11) the amplifier (1o) is connected downstream.

2, circuit arrangement according to point 1, characterized in that between the current source (6) and the high voltage pulse generator (5) has a switch (12)

arranged and this with a comparator (13)? the voltage at the electrode capacitance (7) compares with a comparison voltage (14) is coupled.

3. Circuit arrangement according to item 1 and 2, characterized in that a Doppelweggleichrichtung is used instead of the half-wave rectifier (4).

4. Circuit arrangement according to item 1 and 2, characterized in that a rectifier in.Spannungsvervielfacherschaltung is used instead of the Einweggleehrichters (4).