DD286090A7

DD286090A7 - charge injector

Info

Publication number: DD286090A7
Application number: DD31969088A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Lemke; Gerhard Matz
Original assignee: Veb Robotron-Messelektronik "Otto Schoen" Dresden,De
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1988-09-12
Publication date: 1991-01-17
Also published as: DE3912654A1; CH678766A5

Abstract

Der Ladungsinjektor dient vorzugsweise zur Kalibrierung eines Teilentladungsmeszkreises, einschlieszlich TE-Meszgeraet, TE-Sonde oder TE-Sensor. Er besteht im wesentlichen aus einem Ladespeicherkondensator, der von einer Nachladeeinrichtung mit hoeherer Spannung, vorzugsweise ueber 100 V, gespeist wird und dem ein Kurzzeitschalter in Reihe mit Hochohmwiderstaenden parallel geschaltet ist. Am Verbindungspunkt des Hochohmwiderstandes mit dem Kurzzeitschalter ist ein Reihenkondensator zur Ausgangsklemme gefuehrt. Die andere Ausgangsklemme liegt am anderen Anschlusz des Kurzzeitschalters. Die Klemmen koennen mit dem TE-Meszkreis oder mit dem Pruefling bzw. den metallischen Prueflingsgehaeuse im Mindestabstand von etwa 10 cm kontaktiert sein bzw. kann eine Klemme mit dem Injektorgehaeuse und/oder einer Strahlerantenne verbunden sein und elektromagnetische Ladungen zur Kalibrierung einkoppeln. Als Kurzzeitschalter dient vorzugsweise die Anordnung eines Avalanchetransistors, dessen Folgefrequenz triggerbar, umschaltbar und/oder Ein/Aus, vorzugsweise ueber Lichtleitkabel oder einem fokussierten modulierten Lichtstrahl steuerbar ist. Fig. 1{Ladungsinjektor; Kalibrierung; Teilentladung; TE-Sonde; TE-Sensor; Ladespeicherkondensator; Hochohmwiderstand; Nachladeeinrichtung; Kurzzeitschalter; Avalanchetransistor; Antenne; Prueflingsgehaeuse; Injektorgehaeuse; Folgefrequenzsteuerung}The charge injector is preferably used to calibrate a Teilentladungsmeszkreises, including TE Meszgeraet, TE probe or TE sensor. It consists essentially of a charge storage capacitor, which is powered by a recharging device with higher voltage, preferably over 100 V, and a short-time switch is connected in series with Hochohmwiderstaenden in parallel. At the connection point of the high resistance with the short-time switch, a series capacitor is led to the output terminal. The other output terminal is at the other end of the short-time switch. The terminals can be contacted with the TE measuring circuit or with the test piece or the metallic test housing at a minimum distance of about 10 cm or a terminal can be connected to the injector housing and / or a radiating antenna and couple electromagnetic charges for calibration. As a short-time switch is preferably the arrangement of an avalanche transistor whose repetition frequency triggerable, switchable and / or on / off, preferably via fiber optic cable or a focused modulated light beam is controllable. Fig. 1 {charge injector; Calibration; Partial discharge; TE probe; TE sensor; Charge storage capacitor; high value resistor; reloading; Momentary; Avalanche transistor; Antenna; Prueflingsgehaeuse; injector; Repetition frequency control}

Description

Anwendungsgeoiet the invention

Die Erfindung bezieht sich auf Messung und Indikation von Teilentladungen (TE) zur Prüfung und Fehlersuche von entstehenden Isolationsschäden an Hoch- und Mittelspannungsausrüstungen, speziell der Kalibrierung derartiger TE-Meßanordnungen.The invention relates to measurement and indication of partial discharges (TE) for testing and troubleshooting of resulting insulation damage to high and medium voltage equipment, especially the calibration of such TE measuring arrangements.

Characteristic of the known state of. technology

In Schwachstellen des DielektrH' τ von Hochspannungsausrüstungen können Entladungen zünden, die ibereiche Jer Isolierung überbrücken. Derartige Teilentladungen sind gekennzeichnet durch impulsförrnige Ausgleichvorgänge. Die Anstiegszeit der TE-Impulse reicht bis in den Sub-Nanosekunden-Zeitbereich, während die Dauer in der Größenordnung von 100 ns liegt.In weak spots of the dielectric of high-voltage equipment, discharges can ignite, bridging the high-level Jer insulation. Such partial discharges are characterized by Impulsförrnige balancing operations. The rise time of the TE pulses extends into the sub-nanosecond time range while the duration is on the order of 100 ns.

Zur Simulation derartiger TE-Impulse und damit zur Kalibrierung von TE-Prüfkreisen werden in der Standard-Prüftechnik sogenannte Kalibratoren verwendet (- Partial discharge measurement. IEC-Publication 270 (1981), - Hochspannungsprüftechnik. Messung von Teilentladungen. TGL 20625). Das Grundprinzip basiert auf der externen Nachbildung der elektrischen Ausgleichsvorgänge, die bei TE-Prozessen im Prüfling auftreten. Dazu wird der interne Spannungssp"ung, der beim Funkendurchbru'ch im zerstörten Dieletrikum auftritt, durch einen externen Spannungssprung nachgebildet, der üblicherweise mit einem elektronischen Rechteckimpulsgenerator mit einer Wiederholfrequehz entprechend der Prüfwechselspannung bzw. in der Größenordnung von 100 Hz erzeugt wird. Gleichfalls wird die interne Restkapazität des noch gesunden Dielektrikums, die die Signalübertragung zu den meßtechnisch zugänglichen Klemmen des Prüflings gewährleistet, durch einen externen Reihenkondensator realisiert. Die Kombination von RechteckimpuösgeneratorFor the simulation of such TE pulses and thus for the calibration of TE test circuits, so-called calibrators are used in the standard test technique (Partial discharge measurement IEC Publication 270 (1981), High Voltage Test Technique, Measurement of Partial Discharge TGL 20625). The basic principle is based on the external simulation of the electrical compensation processes that occur in TE processes in the DUT. For this purpose, the internal voltage pulse which occurs in the destroyed dielectric due to sparking is simulated by an external voltage jump, which is usually generated with an electronic square pulse generator with a repetition frequency corresponding to the test alternating voltage or in the order of 100 Hz Internal residual capacity of the still healthy dielectric, which ensures the signal transmission to the measuring technology accessible terminals of the DUT, realized by an external series capacitor

und Reihenkondensator stellen den Kalibrator dar, der über Meßleitungen an die Klemmen des Prüflings gelegt wird. Natürlich darf während der Kalibrierung am Prüfling keine Hochspannung anliegen, um eine Zerstörung des Kalibrators und eine Gefährdung des Meßpersonals zu vermeiden*and series capacitor represent the calibrator, which is connected to the terminals of the DUT via test leads. Of course, there must be no high voltage on the DUT during calibration in order to avoid destroying the calibrator and endangering the measuring staff *

Bei Verwendung des o.g. Prinzips korrespondiert die Anstiegszeit des Rechteckimpulses mit der Dauer des in die Prüflingsklemmen injizierten Kalibrierimpulses. Bei Bezugnahme auf reale TE-Impulse ist somit die Anstiegszeit auf max. 100 ns zu begrenzen. Außerdem ist zu beachten, daß die Simulation von TE-Ausgleichsvorgängen im Prüfling einen Reihenkondensator verlangt, dessen Kapazität die Größenordnung der internen Restkapazität nicht wesentlich übersteigen darf, da sonst unvertretbare Rückwirkungen des Kalibrators auf den TE-Prüfkreis auftreten, die zu Fehlmessungen führen können. Als Richtwert für den Reihenkondensator hat sich eine Kapazität in der Größenordnung von max. 100 pF erwiesen.When using the o.g. Principle corresponds to the rise time of the rectangular pulse with the duration of the injected into the Prüflingsklemmen calibration pulse. When referring to real TE pulses, the rise time is thus limited to max. Limit 100 ns. In addition, it should be noted that the simulation of TE balancing processes in the device under test requires a series capacitor whose capacitance may not significantly exceed the magnitude of the internal residual capacitance, otherwise unacceptable effects of the calibrator on the TE test circuit, which can lead to incorrect measurements. As a guideline for the series capacitor has a capacity in the order of max. 100 pF proved.

Es ist ein spezieller Kalibrator für TE-Meßeinrichtungen bekannt (Tettex AG, TE-Meßgerät System Biddle, Bulletin B 1001 d-10/976, Firmenprospekt), welcher synchronisierbar, im Bereich von 0...5000 pC stufenlos einstellbar ist und zwei Impulse pro Periode liefert. Bei diesem Gerät ist nur eine galvanische Kopplung mit dem TE-Meßkreif vorgesehen, so daß eine Kalibrierung während der Hochspannungsprüfung entfallen muß und auch nur für einen geringen Frequenzbereich der Prüfwechselspannung Kalibrierimpulse erzeugt werden können.There is a special calibrator for TE measuring devices known (Tettex AG, TE meter system Biddle, Bulletin B 1001 d-10/976, company prospectus), which can be synchronized, in the range of 0 ... 5000 pC continuously adjustable and two pulses delivers per period. In this device, only a galvanic coupling with the TE measuring strip is provided, so that a calibration must be omitted during the high voltage test and also for a small frequency range of the test AC voltage calibration pulses can be generated.

Bei einem anderen Gerät (F.C. Robinson & Partners Limited, Engl. E.R.A., TE-Meßgerät, Model 3, Typ 652, Firmenprospekt) ist die Möglichkeit der Ladungsänderung des Kalibrierimpulses im großen Bereich, jedoch nicht die Änderung der Frequenz der Prüfspannung möglich bzw. zulässig.In another device (FC Robinson & Partners Limited, Engl. ERA, TE measuring device, Model 3, Type 652, company brochure), the possibility of changing the charge of the calibration pulse in a large range, but not the change of the frequency of the test voltage is possible or permissible ,

Die DD-PS 150 802 offenbart eine Kalibriereinrichtung mit einem netzsynchronisierten Rechteckspannungsgenerator mit regelbarer Ausgangsamplitude mit nachfolgendem Vorverstärker und Leistungsverstärker, dessen Versorgungsspannung über einen weiteren Verstärker, dessen Arbeitswiderstand er bildet, einstellbar ist. Weiterhin ist zwischen Rechteckspannungsgenerator und Leistungsteil ein Multivibrator zur frequenzabhängigen Itnpulsdäuerveränderung vorhanden und der Arbeitswiderstand des Leistungsverstärkers bildet einen umschaltbaren Spannungsteiler. Der Aufbau der Stromversorgung ist so gewählt, daß mittels eines Wendelpotentiometers eine feinstufige Spannungseinstellung erfolgen kann.DD-PS 150 802 discloses a calibration device with a mains-synchronized square-wave voltage generator with adjustable output amplitude with subsequent preamplifier and power amplifier whose supply voltage via another amplifier, the working resistance he forms is adjustable. Furthermore, a multivibrator for frequency-dependent Itnpulsdäuerveränderung is present between square-wave voltage generator and power unit and the load resistor of the power amplifier forms a switchable voltage divider. The structure of the power supply is chosen so that by means of a Wendelpotentiometers fine-scale voltage adjustment can be done.

Zur Auskopplung von TE-Signalsn aus dem Prüfling werden entsprechend den einschlägigen Standards (IEC 270; TGL 20625) TE-Prüfkreise empfohlen, bei denen der Prüfling über eine Meßimpedanz geerdet ist, so daß das TE-Signal über einer Meßimpedanz abgegriffen werden kann. Die Kalibrierung dieser Prüfanordnung erfordert den potentialfreien Betrieb des Kalibrators, da er meistens an die Klemmen des Prüflings angeschlossen werden muß. Bei geerdetem Betrieb des Kalibrators würde die Meßimpedanz in unzulässiger Weise überbrückt werden. Daher werden übliche TE-Kalibratoren meistens potentialfrei mittels interner Batterien oder aufladbarer Akkus betrieben, wobei aus ökonomisch-technischen Gründen die Batteriespannung auf 10 V begrenzt ist. Daraus folgt, daß bei der bereits erwähnten Begrenzung der Kapazität des Reihenkondensators auf etwa 100 pF die maximal abgebbare Ladung (10 V * 100 pF = 1000 pC) den Wert von 1000 pC nicht übersteigen kann.In order to decouple TE signals from the test specimen, TE test circuits are recommended according to the relevant standards (IEC 270, TGL 20625) in which the test specimen is earthed via a measuring impedance so that the TE signal can be tapped via a measuring impedance. The calibration of this test arrangement requires the potential-free operation of the calibrator, since it usually has to be connected to the terminals of the DUT. With grounded operation of the calibrator, the measuring impedance would be bridged in an inadmissible manner. Therefore, the usual TE calibrators are usually operated potential-free by means of internal batteries or rechargeable batteries, for economic-technical reasons, the battery voltage is limited to 10 V. It follows that in the already mentioned limitation of the capacitance of the series capacitor to about 100 pF, the maximum chargeable charge (10 V * 100 pF = 1000 pC) can not exceed the value of 1000 pC.

Eine weiterer Nachteil batteriebetriebener Kalibratoren ist, daß eine häufige Kontrolle des Zustandes der Batterie und bei Akkus eine rechtzeitige Nachladung erforderlich ist, damit, während der Kalibrierung kein unkontrollierbarer Ausfall mit erheblichen Konsequenzen für das Prüfergebnis auftritt.Another disadvantage of battery-powered calibrators is that frequent control of the condition of the battery and of rechargeable batteries requires timely recharging so that during calibration no uncontrollable failure with significant consequences for the test result occurs.

Im Hinblick auf die moderne TE-Sonden-Meßtechnik besteht außerdem die Forderung, daß Ladungsimpulse,nicht nur in die Klemmen des Prüflings injiziert werden, sondern auch in metalische (meist geerdete) Gehäuse von Hochspannungsausrüstungen (Großtransformatoren, SFg-Schaltanlagen, Generatoren, Motoren).With regard to the modern TE probe measuring technique, there is also the requirement that charge pulses, not only be injected into the terminals of the specimen, but also in metalic (usually grounded) housing of high-voltage equipment (large transformers, SFg switchgear, generators, motors) ,

- Lemke, E.; Weißenberg, W.; Scharnhorst, K.: Meßsonde und Schaltungsanordnung zur elektrischen Detektion von Teilentladungen. DD-PS 214 461- Lemke, E .; Weissenberg, W .; Scharnhorst, K .: Measuring probe and circuit arrangement for the electrical detection of partial discharges. DD-PS 214 461

- Lemke, E.: A new procedure for partial discharge measurements on the basis of an electromagnetical sensor. 5 tn Intern. Symp. on High Voltage Engineering Braunschweig (1987), paper 41.02- Lemke, E .: A new procedure for partial discharge measurements on the basis of an electromagnetical sensor. 5 tn Intern. Symp. On High Voltage Engineering Braunschweig (1987), paper 41.02

- Lemke, E.; Friese, G.: Teilentladungssonde M 4202 - Aufbau, . Wirkungsweise und Anwendungsmöglichkeiten. ELEKTRIE, Berlin 42 (1988) 2, S. 61-62.- Lemke, E .; Friese, G .: Partial discharge probe M 4202 - construction,. Mode of action and applications. ELECTRIC, Berlin 42 (1988) 2, pp. 61-62.

Für diese Zwecke sind übliche Kalibratoren nicht einsetzbar, da einerseits Anstiegszeiten bis in der Sub-Nanosekunden-Zeitbereich gefordert werden, um Wellenvorgänge auf metallischen Flächen auf einer Länge von weniger als 10 cm anzuregen und andererseits die injizierte Ladung 1000 pC übersteigen müßte im Hinblick auf die bei derartigen Objekten auftretenden TE-Signalpegel, die sogar Werte von einigen 10000 pC erreichen können.Conventional calibrators can not be used for these purposes since, on the one hand, rise times down to the sub-nanosecond time range are required to excite wave processes on metallic surfaces to a length of less than 10 cm and, on the other hand, the injected charge would have to exceed 1000 pC in view of TE signal levels occurring in such objects, which can even reach values of a few 10000 pC.

Zusätzlich ist es wünschenswert, auch bei anliegender Hochspannung Kalibrierladungen einzuspeisen. Das ist bei der klassischen Kalibrierung nur möglich, wenn der externe Reihenkondensator hochspannungsfest ausgeführt wird, bei Einhaltung der einschlägigen PrüfVorschriften für Hochspannungs-Ausrüstungen. Außerdem wird für den Rechteckimpulsgenerator ein sicherer Überspannungsschutz gefordert, der seinerseits jedoch die abgegebenen Rechteckimpulse nicht verzerren darf. Es liegt auf der Hand, daß eine Realisierung der Kalibrierung bei anliegender Hochspannung mit erheblichem Aufwand verbunden 1st,In addition, it is desirable to feed calibration charges even when high voltage is present. This is only possible with classical calibration if the external series capacitor is designed to be high-voltage resistant, while complying with the relevant test regulations for high-voltage equipment. In addition, a safe overvoltage protection is required for the rectangular pulse generator, which in turn, however, must not distort the output square-wave pulses. It is obvious that a realization of the calibration at applied high voltage is associated with considerable effort,

Object of the invention

Die Erfindung stellt sich das Ziel mit einem extrem einfachen Schaltungekonzept die vorstehenden Nachteile des Standes der Technik, wie z.B. den wartungsaufwendigen internen Batteriebetrieb, die Begrenzung der Kalibrierladung, die Hochspannungsfreischaltung des Prüflings beim Kalibrieren oder den extrem hohen Aufwand für hochspannungsfesten Reihenkondensator und Überspannungsschutz für einen Rechteckgenerator zu vermeiden.The invention sets itself the goal with an extremely simple circuit concept of the above disadvantages of the prior art, such as e.g. the maintenance-intensive internal battery operation, the limitation of the calibration charge, the high voltage isolation of the DUT during calibration or the extremely high cost of high-voltage-resistant series capacitor and overvoltage protection for a square-wave generator to avoid.

Explanation of the essence of the invention

Ausgehend von vorstehender Zielstellung besteht die Aufgabe darin, einen Ladungsinjektor zur Simulation von TE-Impulsen vorzuschlagen, der auch bei betriebsmäßiger Hochspannung in den Prüfling oder als Wellenvorgänge auf Metallflächen, z.B. Gefäße von Hochspannungseinrichtungen bzw. auch als elektromagnetische Strahlung mittels Antenne eine Kalibrierung sowohl standardmäßiger TE-Meßgeräte, als auch Anordnungen mit TE-Sonde und TE-Sensor gestattet, wobei auf eine interne Batterie, als auch externe Stromspeisung verzichtet werden kann. Der Ladungsinjektor soll bei geringem Volumen und Masse so aufgebaut sein, daß eine permanente Implementierung auch im Innern von Prüflingen, sowie eine Fernsteuerung bzw. Ferntriygerung möglich ist, um so eine zweifelsfreie und praxisnahe Simulation von TE-Fehlerstellen zu bewirken.Based on the above object, the object is to propose a charge injector for the simulation of TE pulses, which also at high operating voltage in the sample or as wave processes on metal surfaces, e.g. Vessels of high voltage equipment or as electromagnetic radiation by means of antenna calibration of both standard TE meters, as well as arrangements with TE probe and TE sensor allows, with an internal battery, as well as external power can be dispensed with. The charge injector should be designed with low volume and mass so that a permanent implementation in the interior of specimens, as well as a remote control or Ferntrigergerung is possible, so as to effect a clear and practical simulation of TE fault locations.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein von einer Nachladeeinrichtung mit höherer Spannung, vorzugsweise über 100 V, gespeister Ladespeicherkondensator mit einem Anschluß über einen ersten Hochohmwiderstand und einen Reihenkondensator auf eine Ausgangsklemme und mit seinem anderen Anschluß direkt oder über einen weiteren Hochohmwiderstand an die andere Ausyangsklemme geschaltet ist und von dieser ein Kurzzeitschalter zu dem Verbindungspunkt des ersten Hochohmwlderstandes mit dem Reihenkondensator geschaltet ist, wobei die Ausgangsklemmen galvanisch mit dem TE-Meßkreis oder mit Prüflingsklemmen oder im Mindestabstand von ca. 10 cm mit Metalloberflächen des PrüflingsgefäßesAccording to the invention the object is achieved in that one of a recharging device with a higher voltage, preferably over 100 V, fed load storage capacitor with a terminal via a first Hochohmwiderstand and a series capacitor on an output terminal and with its other terminal directly or via another Hochohmwiderstand to the other Ausyangsklemme is connected and from this a short-time switch is connected to the connection point of the first Hochohmwlderstandes with the series capacitor, the output terminals galvanically with the TE measuring circuit or with Prüflingsklemmen or at least 10 cm away from the metal surfaces of the DUT

oder mit einem Prüflingspotential und vorzugsweise dem leitenden Injektorgehäuse und/oder einem elektromagnetischen Antennenstrahler verbunden sind und gegebenenfalls beide Ausgangsklemmen mit einem Ableitwideratand vorzugsweise auch als Wellenwiderstandsabschluß eines angeschlossenen Kabels überbrückt sind.or are connected to a Prüflingspotential and preferably the conductive Injektorgehäuse and / or an electromagnetic antenna radiator and optionally both output terminals are bridged with a Ableitwideratand preferably also as a characteristic impedance termination of a connected cable.

Zur Kalibrierung bei kurzzeitigen Rout'nemessungen ist es ausreichend, wenn die Nachladeeinrichtung für den Ladespeicherkondensator als Netzgleichrichter für manuelles, kurzzeitiges Nachladen aus der 220 V-Netzsteckdose aufgebaut ist, wobei vorzugsweise das metallische Gehäuse des Injektors mit einer Schutzisolation überzogen ist. Um netzunabhängig zu bleiben, kann es in einigen Fällen vorteilhaft sein, wenn die Nachladeeinrichtung als Gleichspannungsumformer aus einer Qatteriespannung in eine höhere Spannung, vorzugsweise mittels Zwischenumformung in Wechselspannung mit Hochtransformation (z.B. Transverter) ausgebildet ist. Bei permanentem Einsatz des Ladungsinjektors an in Betrieb befindlichen Hochspannungsausrüstiiiiijen ist vorgesehen, daß die Nachladeeinrichtung des mit einer Ausgangsklemme auf Hochspannungspotential liegenden Ladungsinjektors, dessen andere Ausgangsklemme galvanisch mit dem leitenden, vorzugsweise kugel- oder zylinderförmigen Injektorgehäuse verbunden ist, aus einer Gleichrichterschaltung für die über die Raumkapazität des Gehäuses eingekoppelte Hochspannung besteht, wobei parallel zum Ladespeicherkondensator ein Spannungsbegrenzer, vorzugsweise eine Glimmlampe, geschaltet ist.For calibration in short-term Rout'nemessungen it is sufficient if the recharging device for the charge storage capacitor is constructed as a mains rectifier for manual, short-time recharging from the 220 V power outlet, preferably the metallic housing of the injector is coated with a protective insulation. In order to remain off-grid it can be advantageous in some cases if the recharging device is designed as a DC voltage converter from a Qatteries voltage to a higher voltage, preferably by means of intermediate transformation in AC voltage with high transformation (e.g., transverter). In the case of permanent use of the charge injector on high-voltage equipment in operation, it is provided that the recharging device of the charge injector which is connected to an output terminal to high-voltage potential and whose other output terminal is galvanically connected to the conductive, preferably spherical or cylindrical injector housing, from a rectifier circuit for the space capacity the housing coupled high voltage, wherein parallel to the charge storage capacitor, a voltage limiter, preferably a glow lamp, is connected.

Für eine gesteuerte Erzeugung von Kalibrierimpulses kann der Kurzzeitschalter bei gesicherter Prellfretlieit mittels eines gasgeschützten Relais mit Quecksilberbenetzten Kontakten realisiert werden. Für eine freilaufende Folgefrequenz der Kalibrierimpulse bei besonders kleiner Ausführung ist erfindungsgemäß vorgesehen, einen Avalanchetransistor als Kurzzeitschalter anzuordnen, wobei parallel zur Emitter-Kollektorstrecke des Avalanchetransistors eine die Folgefrequenz der Ladungsimpulse beeinflussender Kondensator oder eine die abgebbare Ladung teilende ReihenschaltungFor a controlled generation of calibration pulse, the short-time switch can be realized with secured bounce by means of a gas-protected relay with mercury-wetted contacts. For a freewheeling repetition frequency of the calibration pulses in a particularly small version, the invention provides to arrange an avalanche transistor as a short-time switch, wherein parallel to the emitter-collector path of the Avalanchetransistors a the repetition frequency of the charge pulses influencing capacitor or a releasable charge dividing series connection

von Kondensatoren geschaltet sind. Kalibrierinipulse unterschiedlicher Ladungsmenge werden derart·erzeugt, daß an den Verbindungspunkfcen der in Reihe liegenden Kondensatoren jeweils über eine Reihenkapazität definiert abgeschwächte Ladungsimpulse auskoppelbar sind.are connected by capacitors. Kalibrierinipulse different charge amount are generated in such a way that at the Verbindungspunkfcen the series capacitors in each case over a series capacitance attenuated attenuated charge pulses are coupled out.

Erfindungsgemäß kann jedoch auch eine Fernschaltung und/oder Ferntriggerung der Foigefreque' ι dadurch erfolgen, daß durch Einwirkung mittels fokuseierte.. Lichtstrahles oder mittels Lichtleitkabel, eine Hochspannungssicherheitsdistanz überbrückend, eine Fernsteuerung des Ladungsinjektors mittels eines Lichtsender3 und Lichtempfängers vorzugsweise mit abgestimmter Wellenlänge und/oder Codemodulation vorgesehen ist, wobei der Steuereingang des Kurzzeitschalters mit dem Ausgang des Lichtempfängers so verbunden ist, daß eine Triggerung der Folgefrequenz, als auch eine Aus/Ein-Schaltung der Ladungsimpulse erfolgen kann. Eine einfache AusFührungsform des Ladungsinjektors bsi Anwendung eines gebündelten Lichtstrahls sieht vor, daß die Basis des Avalanche-Transistors am Verbindungspunkt eine'" über den Ladespeicherkondensator geschalteten Teilerschaltung eines Widerstandes mit einem vorzugsweise außerhalb des Injektorgehäuses fokussierten Fototransistors liegt. Eine Ein/Aus-Schaltung der Kalibrierimpulse wird dadurch erzielt, daß die Widerstände so dimensioniert sind und der Fototransistor so geschaltet ist, daß sein aktiver niederohmiger Zustand einen positiven Basisstrom und einen solchen Durchlaßstrom im Avalanche-Transirtor verursacht, daß in Folge Spannungsabfalls am Hochohmwiderstand kein Avalanchedurchbruch erfolgen kann. Zur vorläufigen Beendigung der Injektion von Ladungsimpulsen mit einem kurzen Lichtimpuls ist vorgesehen, daß der Ladespeicherkondensator vorzugsweise von einer Serienschaltung zweier Avalanche-Transistoren mit einem Entladewiderstand überbrückt ist, wobei die Avalanchetransistoren von einem Fototransistor in den Durchbruch steuerbar sind. Wird der Fototransistor niederohmig, verschiebt er ein Potential der beiden, im offenen Zustand die Ladespannung etwaAccording to the invention, however, remote control and / or remote triggering of the process can also take place by bridging a high-voltage safety distance by the action of a focused light beam or a fiber optic cable, by means of a light emitter 3 and light receiver, preferably with tuned wavelength and / or code modulation is provided, wherein the control input of the short-time switch is connected to the output of the light receiver so that a triggering of the repetition frequency, as well as an off / on switching of the charge pulses can take place. A simple embodiment of the charge injector with the use of a collimated light beam provides that the base of the avalanche transistor at the connection point is a divider circuit connected across the charge storage capacitor of a resistor with a phototransistor preferably focused outside the injector housing is achieved in that the resistors are so dimensioned and the phototransistor is switched so that its active low-impedance state causes a positive base current and a forward current in the Avalanche Transirtor that as a result of voltage drop at Hochohmwiderstand no avalanche breakthrough can take place Injection of charge pulses with a short light pulse is provided that the charge storage capacitor is preferably bridged by a series connection of two avalanche transistors with a discharge resistor, wherein the Aval Anchor transistors are controlled by a phototransistor in the breakthrough. If the phototransistor becomes low-impedance, it shifts a potential of the two, in the open state the charging voltage approximately

gleichmäßig unter sich aufteilenden Transistoren so, daß erst einer und daraufhin sofort der zweite Transistor durchbricht und den Ladespeicherkondensator unter die Durchbruchspannungsschwelle des Avalanchegenerators entlädt.uniformly dividing transistors so that only one and then immediately breaks the second transistor and discharges the charge storage capacitor below the breakdown voltage threshold of the avalanche generator.

Zur Umschaltung der freilaufenden Folgefrequenz der Ladungsimpulse ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein oder mehrere der zwischen Ladespeicherkondensator und dem Kurzzeitschalter eingefügten Hochohr.iwiderstände mit der Kollektor-Emitterstrecke eines, mittels fokussierten Lichtstrahls oder Lichtleitkabels steuerbaren Fototransistors überbrückt sind, so daß im aktiven niederohmigen Zustand des Fototransistors sich der Gesamt-Hochohmwideretand verringert und damit die Folgefrequenz erhöht wird. Als Lichtempfänger oder Sensor eignen sich gleichermaßen in vorstehenden Anwendungsfällen auf Fotodioden oder Fotowiderstände.For switching the freewheeling repetition frequency of the charge pulses, the invention provides that one or more inserted between the charge storage capacitor and the short-time switch Hochohr.iwiderstände with the collector-emitter path of a controlled by focused light beam or optical fiber photo transistor are bridged, so that in the active low-resistance state of the phototransistor the total Hochohmwideretand decreases and thus the repetition frequency is increased. As a light receiver or sensor are equally suitable in the above applications on photodiodes or photoresistors.

Zur Vermeide ig von unkontrollierten Einschwingvorgängen im Sub-Nanosekunden-Zeitbereich ist vorgesehen, daß in Serie mit den Reihenkapazitäten niederohmige Dämpfungswiderstände eingefügt sind.In order to avoid uncontrolled transient phenomena in the sub-nanosecond time range, it is provided that low-impedance damping resistors are inserted in series with the series capacitances.

Bei Ermittlung zu beachtender Dämpfungsfaktoren im Rahmen prophylaktischer Reihenmessungen an elektrischen Betriebsmittels sieht die Erfindung vor, daß mehrere Ladungsinjektoren an verschiedenen Orten eines Prüflingsobjektes, vorzugsweise mit unterschiedlichen Injektorfolgefrequenzen angeordnet sind. Das geringe Gewicht des erfindungsgemäßen Ladungsinjektors ermöglicht es auch, daß seine Adaptierung bzw. Kontaktierung mit dem Prüfling an ferromagnetische Baugruppen oder an dessen ferromagnetischen Gehäuse oder Gefäß mittels Hartmagnet erfolgt oder daß er permanent in Nähe von möglichen TE-Quellen innerhalb eines Prüflings, vorzugsweise Ein/Aus-steuerbar implementiert ist.In determining damper factors to be considered in the context of prophylactic series measurements on electrical equipment, the invention provides that a plurality of charge injectors are arranged at different locations of a test object, preferably with different injector repetition frequencies. The low weight of the charge injector according to the invention also makes it possible that its adaptation or contacting with the test specimen takes place on ferromagnetic assemblies or on its ferromagnetic housing or vessel by means of a hard magnet or permanently in the vicinity of possible TE sources within a test specimen, preferably on / Off-controllably implemented.

embodiment

Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird an Hand mehrerer Modifikationen die Erfindung näher erläutert.In the following embodiment, the invention is explained in detail with reference to several modifications.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau des Injektors, bei dem, gespeist aus einer Nachladeeinrichtung NL, ein Ladungsspeicher verwendet wird, bestehend aus einem Hochvolt-Speicherkondensator Cs, dessen Kapazität etwa das 10⁵-fache einer Reihenkapazität Ca beträgt und damit im Bereich von einigen 10 |#F liegt. Die Ladespannung des Speicherkondensators Cs beträgt mehr als 100 V, so daß eine gespeicherte Energie gemäßFig. 1 shows the basic structure of the injector, in which, fed from a recharging NL, a charge storage is used, consisting of a high-voltage storage capacitor Cs, whose capacity is about 10 ⁵ times a series capacitance Ca and thus in the range of some 10 | #F is. The charging voltage of the storage capacitor Cs is more than 100 V, so that a stored energy according to

Ws = Us² * Cs/2 in der Größenordnung von 1 Ws leicht erreichbar ist.Ws = Us ² * Cs / 2 on the order of 1 Ws is easily achievable.

Mittels eines Kurzzeit-Schalters SK wird die Reihenkapazität Ca bei einer Durchschaltverzögerung im Sub-Nanosekunden-ZeitLereich gegen das Bezugspotential MB geklemmt, und nach mehr als 100 ns wird die direkte Verbindung zum Bezugspotential MU wieder aufgehoben. Der zweite Anschluß des Reihenkondensators Ca wird zweckmäßigerweise mit einem elektromagnetischen Strahler (Antenne) AS verbunden und über einen Ableitwiderstand Ra an das Bezugspotential MB gelegt.By means of a short-time switch SK, the series capacitance Ca is clamped against the reference potential MB with a turn-on delay in the sub-nanosecond time range, and after more than 100 ns the direct connection to the reference potential MU is canceled again. The second terminal of the series capacitor Ca is suitably connected to an electromagnetic radiator (antenna) AS and placed via a bleeder Ra to the reference potential MB.

Als Strahler kann vorzugsweise auch das metalische Gehäuse GM Verwendung finden, in dem die Gesamtschaltung untergebracht ist.As a radiator can also be found preferably the metalic housing GM, in which the overall circuit is housed.

Zur Ladungsinjektion in den Prüfling ist somit nur eine einpolige Kontaktierung erforderlich; wobei die mit dem Bezugspotential MB in Verbindung stehende Klemme K2 ohne zusätzliche Verbindungsleitungen an ausgewählte Injektionspunkte des Prüflings geführt wird. Natürlich kann auch das Gehäuse über die Klemme Kl an den Prüfling angeschlossen werden, so daß die klassische Kalibrierung möglich ist. Außerdem ist der Anschluß weiterer Zusatzantennen (z.B. Bandleitung oder Kreisscheibe) an Klemme Kl realis ierbar.For charge injection into the test specimen thus only a single-pole contact is required; wherein the terminal K2, which is connected to the reference potential MB, is led to selected injection points of the test object without additional connecting lines. Of course, the housing can also be connected to the DUT via terminal Kl, so that classical calibration is possible. In addition, the connection of additional additional antennas (for example, ribbon cable or circular disk) can be realized at terminal K1.

Beide Klemmen Kl und K2 können aber auch bei einem Mindestabstand von etwa IO cm mit dem Metallgehäuse des Prüflings verbunden werden, so daß elektromagnetische Ausgieichsvorgänge entstehen, die zur Kalibrierung der TE-Sonden-Messung genutzt werden können.However, both terminals K1 and K2 can also be connected to the metal housing of the test object at a minimum distance of about 10 cm so that electromagnetic equi-gulation processes occur which can be used to calibrate the TE probe measurement.

Die Kapazität des Reihenkondensators Ca wird zweckmäßigerweise in der Größenordnung von nicht mehr als 100 pf gewählt. Bei der einfach zu realisierenden Ladespannung für den Speicherkondensator Cs von z.B. 100 V ist dann eine Ladung in der Größenordnung von 10000 pC erzeugbar.The capacitance of the series capacitor Ca is suitably selected to be on the order of not more than 100 pf. In the easy-to-implement charging voltage for the storage capacitor Cs of e.g. 100 V is then a charge in the order of 10,000 pC can be generated.

Die Aufladung des Reihenkondensators Ca aus dem Speicherkondensator Cs erfolgt über einen Ladewiderstand RL in der Größenordnung von einigen 10 bis 100 MOhm, um Rückwirkungen vom Speicherkondensator Ca während der momentanen Impulserzeugung (Dauer ca. 100 ns) auszuschließen.The charging of the series capacitor Ca from the storage capacitor Cs via a charging resistor RL in the order of several 10 to 100 MOhm to exclude reactions from the storage capacitor Ca during the instantaneous pulse generation (duration about 100 ns).

Da im Rahmen praktischer TE-Messungen die Kalibrierung i.a. wenigen Minuten nicht überschreitet, ist somit eine ausreichend lange Betriebsdauer bei einer Aufladung des Speicherkondensators Cs gewährleistet. Andernfalls müßte eine kurze Unterbrechung der Messung zwecks Nachladung erfolgen, die in wenigen Sekunden realisiert werden kann. Diese Nachladung kann für Routine-Messungen einmalig über einen kurzzeitigen manuellen Anschluß an eine 220-V-Netzsteckdose mittels eines Netzgleichrichters erfolgen, wobei das metallische Gehäuse des Injektors mit einer Schutzisolierung umhüllt ist. Es kann jedoch auch aus einer Batterie über •ίίηβη Gleichspannungsumformer mit Zwischenumformung in Wechselstrom, Hochtransformation und Gleichrichtung (z.B. mittels Transverter) eine Nachladung permanent oder intervallförmig vorgenommen werden.Since in practical TE measurements the calibration i.a. does not exceed a few minutes, thus ensuring a sufficiently long operating time at a charge of the storage capacitor Cs. Otherwise, a brief interruption of the measurement would have to be done for recharging, which can be realized in a few seconds. This recharge can be done for routine measurements once a short-term manual connection to a 220 V mains socket by means of a mains rectifier, wherein the metallic housing of the injector is coated with a protective insulation. However, it is also possible to make a recharging either permanently or intermittently from a battery via intermediate transformation into alternating current, up transformation and rectification (for example by means of a transverter).

Da bei einer Impulsfolgefrequenz von 100 Hz und einer Impulsladung von 10000 pC der mittlere Entladestrom des Speicherkondensators Cs nur 1 JM beträgt, kann vorzugsweise auch ein aus dem Umfeld der Hochspannung gewonnener kapazitiver Ladestrom zurSince at a pulse repetition frequency of 100 Hz and an impulse charge of 10000 pC, the average discharge current of the storage capacitor Cs is only 1 JM, preferably also obtained from the environment of high voltage capacitive charging current

ständigen Nachladung des Speicherkondensators Ce genutzt werden. Das ist bei der einpoligen Ladungsinjektion auf Hochspannungspotential relativ einfach realisierbar und hat außerdem den Vonteil, daß unter diesen i.A. komplizierteren Meßbedingungen eine Unterbrechung der Kalibrierung zwecks Nachladung nicht mehr notwendig ist. Um den Ladestrom von z.B. 1 JJA zu erhalten, wird das Gehäuse des Ladungsinjektors nicht nur als elektromagnetischer Strahler sondern auch als kapazitiver Sensor für die 50-Hz-Komponente genutzt (Fig. 2). Da ein Ladestrom von 1 fM einem mittleren Ladungsumsatz von Qm = 1 μθ entspricht, kann bei vorgegebener P^üfspannung Up auch die erforderliche Mindestkapazität Cm des Ladungsinjektor-Gehäuses gemäßcontinuous recharge of the storage capacitor Ce are used. This is relatively easy to implement in the unipolar charge injection to high voltage potential and also has the Vonteil that under these iA more complicated measurement conditions interrupting the calibration for the purpose of recharging is no longer necessary. In order to obtain the charging current of eg 1 JJA, the housing of the charge injector is used not only as an electromagnetic radiator but also as a capacitive sensor for the 50 Hz component (FIG. 2). Since a charging current of 1 fM corresponds to an average charge conversion of Qm = 1 μθ , the required minimum capacitance Cm of the charge injector housing can also be determined for a given pumping voltage Up

Cm = Qm/UpCm = Qm / Up

abgeschätzt werden. So erhält man z.B. für Up = 100 kV einen Wert von Cp = 10 pF, der z.B. durch eine Kugel von weniger als 10 cm Radius bereits realisiert werden kann. Zur Umwandlung des kapazitiven Wechselstromes in eine Gleichspannung wird der Strom von der Gehäuseelektrode GM über einen Vorwiderstand Rv und der Diode Dl während einer Halowelle ur Bezugselektrode MB abgeleitet, während in der folgenden Halbwelle die Nachladung des Speicherkondensators CS über die Diode D2 erfolgt. Dadurch werden unsymmetrische Potentialverlagerungen vermieden, die zu einer spannungsmäßigen überbeanspruchung und damit zur Zerstörung der Bauelemente führen können. Außerdem wird parallel zum Speicherkondensator Cs ein überspannungsschutz GS vorgesehen, um unkontrollierbare Spannungsüberhöhungen auszuschließen. Dazu eignen sich in einfacher Weise übliche Glimmlampen.be estimated. Thus, for example, For Up = 100 kV, a value of Cp = 10 pF, e.g. can already be realized by a sphere of less than 10 cm radius. To convert the capacitive alternating current into a DC voltage, the current from the housing electrode GM via a series resistor Rv and the diode Dl during a Halowelle ur reference electrode MB is derived, while in the following half wave, the recharging of the storage capacitor CS via the diode D2. As a result, unbalanced potential shifts are avoided, which can lead to a voltage overstressing and thus to the destruction of the components. In addition, an overvoltage protection GS is provided parallel to the storage capacitor Cs in order to exclude uncontrollable voltage overshoots. For this purpose, conventional glow lamps are suitable in a simple manner.

Als Kurzzeitschalter empfiehlt sich entweder die Verwendung mechanischer Relais mit Hg-benetzten Kontakten (Reed-Relais) oder der Einsatz von Avalanche-Transistoren. Um ein sicheres Zünden sowie Verlöschen des Avalanche-Transistors im freilaufenden Betrieb zu gewährleisten, wird seine Basis über einen Basis-Widerstand RB in der Größenordnung von mehreren 100 kOhm mit dem Bezugspotential MB verbunden (Fig. 3).As a short-time switch, either the use of mechanical relays with mercury-wetted contacts (reed relays) or the use of avalanche transistors is recommended. To ensure safe ignition and extinction of the avalanche transistor in free-running operation, its base is connected via a base resistor RB in the order of several 100 kohms to the reference potential MB (Fig. 3).

2 8 6 0 ^O2 8 6 0 ^ O

Für praktische Messungen hat sich ein Zeitabstand aufeinanderfolgender Kalibrierimpiilse vor, etwa 10 ms als zweckmäßig erwiesen. Dieser freilaufende Betrieb mit ca. 100 Hz Impulsfolgefrequenz wird Qurch die Aufladezeit eines parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Avalanche-Transistors AT geschalteten Kondensators CP über den Hochohmwiderstand RL bis jeweils zur Durchbruchspannung des Avalanchetransistor AT bestimmt.For practical measurements, a time interval of successive calibration pulses before about 10 ms has proven to be expedient. This free-running operation with a pulse repetition frequency of approximately 100 Hz is determined by the charging time of a capacitor CP connected in parallel with the collector-emitter path of the avalanche transistor AT via the high-resistance resistor RL up to the breakdown voltage of the avalanche transistor AT.

Es ist jedoch in einigen Anwendungsfällen bei stark gestörter Umgabung zur eindeutigen Indikation der Kalibrierimpulse vorteilhaft, wenn man ferngesteuert die Folgefrequenz der Kalibrierimpulse verändern oder triggern kann oder unter Beobachtung der TE-Indikation im Meßkreis diese ein- und ausschalten kann. Dazu wird eine triggernde oder statische Arbeitspunktbeeinflussung an der Basis des Avalanchetransistors AT vorgenommen (Fig. 3 gestrichelt).However, it is advantageous in some applications in strongly disturbed environment for clear indication of the calibration pulses, if you can remotely change the repetition frequency of the calibration pulses or triggers or under observation of the TE indication in the measuring circuit this can turn on and off. For this purpose, a triggering or static operating point influencing is carried out at the base of the avalanche transistor AT (FIG. 3 by dashed lines).

Ein aus dem Ladespeicher Cs gespeister und mit einem lichempfindlichen Bauelement gesteuerter Schwellwertschalter, der die Arbeitspunktbeeinflussung an der Basis des Avalanchetransistors AT bewirkt, bilden einen Lichteinpfanger LE₁ der mittels gebündeltem Lichtstrahl oder über Lichtleitkabel mit einer lichtsendenden Fernsteuereinheit LS in optischer Verbindung steht, wenn gleich der Ladungsinjektor auf Hochspannungspotential liegt.A supplied from the load memory Cs and controlled with a sensitive element sensitive Threshold, which causes the operating point at the base of the avalanche transistor AT, form a light receiver LE _{1 of} the bundled light beam or optical fiber cable with a light-emitting remote control unit LS in optical communication, if the same Charge injector is at high voltage potential.

Eine einfache Ausführungsform, bei der durch Lichtempfang mittels eines Fototransistors FTl ein Aussetzen der Ladungsimpulse bewirkt wird, zeigt Fig. 4.A simple embodiment, in which by exposure to light by means of a phototransistor FTl a suspension of the charge pulses is effected, Fig. 4.

Die niederohmig werdende Kollektor-Emitter-Strecke des Fototransistors FTl speist einen positiven ßnsisstrom in die Basis des Avalanchetransistors AT, der damit stromführend einen solchen Spannungsabfall am Hochohmwiderstand RL verursacht, daß seine Durchbruchspannung nicht erreicht wird und er damit nicht durchbrechen kann.The low-impedance collector-emitter path of the phototransistor FTl feeds a positive ßnsisstrom in the base of the Avalanchetransistors AT, the current-carrying causes such a voltage drop on Hochohmwiderstand RL that its breakdown voltage is not reached and he can not break it.

Der Lßdewiderstand RL läßt sich auch in einzeln«.TelIwlderstände RLl; RL2; RL3 aufteilen. Wird durch einen Fototransistor FT2 in riiederohmigem, beleuchteten Zustand der Teilwiderstand RLl überbrückt, so erhöht sich die Folgefrequenz der Kalibrierimpulse.The Lddderwiderstand RL can also be in Einzel'.TelIwlderstände RLl; RL2; Split RL3. If the partial resistance RL1 is bridged by a phototransistor FT2 in a low-resistance, illuminated state, then the repetition frequency of the calibration pulses increases.

Eine plötzliche Entladung des Ladespeicherkondensators Cs und damit Abbruch der Kalibrierimpulserzeugung kann mit einem kurzen Lichtblitz dadurch erreicht werden, daß der Ladespeicherkondensator Cs vorzugsweise von einer Serienschaltung zweier Avalanche-Transistoren ATl; AT2 mit einem Entladewiderstand RE überbrückt ist, wobei die Avalanchetransistoren von einem Fototransistor FT3 in den Durchbruch steuerbar sind. Wird durch den Lichtblitz der Fototransistor FT3 niederohmig, so verschiebt er das Potential zwischen den beiden in Reihe liegenden Transistoren ATI; AT2 derart, daß erst einer und daraufhin auch gleich der zweite Transistor in einen Lawinendurchbruch gesteuert wird und somit der nicht permanent nachgeladene Ladespeicherkondensator unter die Durchbruchspannungsschweile des Generatoravalanchetranslstors AT über den Entladewiderstand RE entladen wird.A sudden discharge of the charge storage capacitor Cs and thus termination of Kalibrierimpulserzeugung can be achieved with a short flash of light, characterized in that the charge storage capacitor Cs preferably from a series circuit of two avalanche transistors ATl; AT2 is bridged with a discharge resistor RE, wherein the avalanche transistors are controllable by a phototransistor FT3 in the breakthrough. If the phototransistor FT3 becomes low-ohmic due to the flash of light, it shifts the potential between the two transistors ATI in series; AT2 such that only one and then also the same second transistor is controlled in an avalanche breakdown and thus the non-permanently charged charge storage capacitor is discharged under the breakdown voltage of the Generatoravalanchetranslstors AT via the discharge resistor RE.

Die Fernsteuerung oder Triggerung erfolgt vorzugsweise über verschiedene Lichtleitkabel oder bei Anwendung von frei übertragenen fokusslerten Lichtstrahlen durch eine Aufteilung der Fokussierwinkel oder Verwendung verschiedener Wellenlängenfilter bzw. -Selektion beim Lichtsender LS und -Empfänger LE. Mit höherem Aufwand kann auch eine Code- oder Zeitmultiplexmodulation der Lichtoder Laserstrecke erfolgen.The remote control or triggering is preferably carried out via different light guide cables or when using freely transmitted focused light beams by a division of the focusing angle or use of different wavelength filters or selection in the light transmitter LS and receiver LE. With greater effort, a code or time division multiplex modulation of the light or laser path can be done.

Bei einem Reihenkondensator Ca der Kapazität von 100 pF und einer Durchbruchspannung von 100 V wird bei jedem Impuls eine Energie von weniger als 10"" Ooule umgesetzt. Entsprechend dem o.g. Anfangs-Energiewert von z.B. 1 Joule, der auf dem Speicherkondensator Cs nach vollständiger Ladung abgespeichert 1st, würden etwa N = 10 Impulse eine Energieabnahme des Speicherkondensators Cs erst um 10 % bewirken, was Identisch 1st mit einer Ab-With a series capacitor Ca of capacity 100 pF and a breakdown voltage of 100 V, an energy of less than 10 "" ooules is converted with each pulse. According to the o.g. Initial energy value of e.g. 1 Joule, which is stored on the storage capacitor Cs after complete charge, approximately N = 10 pulses would cause an energy decrease of the storage capacitor Cs only by 10%, which is identical to a first

Senkung der Ladeapannung um weniger als 5 %o. Bei der o.g. Impulsfolgefrequenz von f = 100 Hz wäre demzufolge eine Betriebsdauer vonLowering the charging voltage by less than 5% o. At the o.g. Pulse repetition frequency of f = 100 Hz would therefore be an operating time of

TB = N/f (3)TB = N / f (3)

TB = 10⁵ /10²S = 10³ s «15 Min.TB = 10 ^5/10 ² S = 10 ³ s "15 Min.

erreichbar.reachable.

Es sei bemerkt, daß der Speicherkondensator Cs auch auf eine wesentlich höhere Spannung aufgeladen werden kann, als der mittels des Kurzzeitschalters KS erzeugte Spannungssprung. Um die gewünschte Impulsfolge beizubehalten, ist die Nachladung des Reihenkondensators Ca durch Vergrößerung des Ladewiderstandes RL zu begrenzen. Da die gespeicherte Energie mit dem Quadrat der Ladespannung ansteigt, ist dadurch eine effektive Verlängerung der Betriebsdauer gegeben. So würde eine Verdopplung der Ladespannung entsprechend dem obigen Beispiel bereits eine Betriebsdauer von etwa 1 h ergeben.It should be noted that the storage capacitor Cs can be charged to a much higher voltage than the voltage jump generated by the short-time switch KS. In order to maintain the desired pulse sequence, the recharging of the series capacitor Ca is to be limited by increasing the charging resistance RL. Since the stored energy increases with the square of the charging voltage, thereby an effective extension of the operating time is given. Thus, a doubling of the charging voltage according to the above example would already give an operating time of about 1 h.

Als Kalibrierimpulse ist es notwendig, die Ladungsmenge der Injektorimpulse definiert zu dimensionieren. Das ist in einfacher Weise durch die Aufteilung des Kondensators Cp in einen kapazitiven Spannungsteiler CpI; Cp2 realisiert, so daß an Klemme Kl.2 über den Reihenkondensator Ca2 nur ein entsprechender Teil der an Klemme Kl.1 möglichen Ladungsmenge auskoppelbar ist (Fig. 4).As calibration pulses, it is necessary to dimension the charge quantity of the injector pulses in a defined manner. This is easily achieved by dividing the capacitor Cp into a capacitive voltage divider CpI; Cp2 realized, so that only a corresponding portion of the possible amount of charge on terminal Kl.1 is decoupled at terminal Kl.2 on the series capacitor Ca2 (Fig. 4).

Die dargestellten Reihenwiderstände RD in der Größe einiger Ohm verhindern, daß sich unkontrollierte Einschwingvorgänge höherer Frequenzen ausbilden können.The illustrated series resistors RD in the size of a few ohms prevent that uncontrolled transients higher frequencies can form.

Aufgrund der sehr einfachen Schaltungsanordnung bei extrei. geringer Zahl der Bauelemente können die Abmessungen des Ladungsinjektors äußerst klein gehalten werden, so daß er in reale Prüflinge an kritischen Stellen implementiert werden kann, um somit TE-Vorgänge on den Stellen zu simulieren, an denen solche erwartet werden, so daß das Signalübertragungsverhalten in bisher nicht möglicher Weise studiert werden kann.Due to the very simple circuit arrangement at extrei. a small number of components, the dimensions of the charge injector can be kept extremely small, so that it can be implemented in real samples at critical points, thus simulating TE processes on the places where such are expected, so that the signal transmission behavior in so far not possible way can be studied.

Abschließend sei erwähnt, daß der Ladungsinjektor aufgrund seines kompakten und kapazitätsarmen Aufbaus auch zum Studium der elektromagnetischen Verträglichkeit elektronischer Schaltungen vorteilhaft einsetzbar ist.Finally, it should be mentioned that the charge injector due to its compact and low-capacitance structure for the study of the electromagnetic compatibility of electronic circuits is advantageously used.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Verwendung als Sender für die Trassensuche bei Einsatz der TE-Sonden-Meßtechnik.Another field of application is the use as a transmitter for the route search when using the TE probe measuring technique.

Es sei erwähnt, daß aufgrund des außerordentlich geringen Gewichts auch eine Adaptierung an Eisengefäßen mittels Haftmagnet tn einfacher Weise realisiert werden kann. Dadurch ergeben sich .B. bei Transformatoren und Generatoren äußerst einfache Möglichkeiten der Ladungsinjektion im Hinblick auf eine rasche Änderung der Injektionspunkte bei der TE-Diagnose (auch Anbringung mehrerer Ladungsinjektoren).It should be noted that due to the extremely low weight and adaptation to iron vessels by means of magnetic clamp tn can be easily implemented. This results in .B. In the case of transformers and generators, very simple possibilities of charge injection with regard to a rapid change of the injection points in the TE diagnosis (even attachment of multiple charge injectors).

Claims

2B60 90

claims

1. charge injector, preferably for calibrating a partial discharge (TE) -Messßeses, including TE Meßgernt, TE probe or TE sensor, characterized in that one of a recharger (NL) with a higher voltage, preferably above 100 V, charged charge storage capacitor (Cs) is connected to one terminal via a first high resistance resistor (RLl) and a series capacitor (Ca) to one output terminal (Kl) and to the other terminal directly or through another high resistance resistor (RL2) to the other output terminal (K2) and from this one short-time switch (SK) is connected to the connection point of the first Hochohmwiderstandes (RLl) with the series capacitor (Ca), wherein the output terminals (Kl; K2) galvanically with the TE measuring circuit or with Prüflingsklemmen or at the minimum distance of about 10 cm with Metal surfaces of Prüflingsgefäßes or with a Prüflingspotential and preferably the conductive injector housing (GM) and / or an electr are connected to the electromagnetic antenna radiator (AS) and that optionally both output terminals (Kl; K2) are bridged with a bleeder resistor (Ra), preferably also as a characteristic impedance termination of a connected cable.

2. Laaungsinjektor according to claim 1, characterized in that the recharging device (NL) for the charge storage capacitor (CS) is constructed as a mains rectifier for manual, short-time recharging from the mains socket, wherein preferably a metallic housing of the injector is coated with a protective insulation.

3. charge injector according to claim 1, characterized in that the recharging device (NL) is designed as a DC voltage converter from a battery voltage to a higher voltage, preferably by means of intermediate deformation in AC voltage with high transformation.

4. charge injector according to claim 1, characterized in that the recharging device (NL) of the output terminal (K2) lying at high voltage potential charge injector whose other output terminal (Kl) is galvanically connected to the conductive, preferably ball or cylindrically shaped injector (GM) , consists of a rectifier circuit (Rv; Dl; D2) for the over the space capacity (Cm) of the housing (GM) coupled high voltage, wherein a voltage limiter (GS), preferably a glow lamp is connected in parallel to the charge storage capacitor (Cs).

5. charge injector according to claim 1, characterized in that a gas-protected relay is used with Hgbenetzten contacts as a short-time switch (SK).

6. charge injector according to claim 1, characterized in that an avalanche transistor (AT) is used as a short-time switch (SK).

7. charge injector according to claim 1, 5 and 6, characterized in that bridging by applying a focused light beam or by optical fiber, a high-voltage safety distance, a remote control of the charge injector by means of a light transmitter (LS) and light receiver (LE), preferably with tuned wavelength and / or code modulation is provided.

8. charge injector according to claim 1, 5, 6 and 7, characterized in that the control input of the short-time switch (KS) to the output of the light receiver (LE) is connected so that a triggering of the repetition frequency, as well as an off / on circuit the charge pulses can take place.

9. charge injector according to claim 1 and 6 to 8, characterized in that the base of the avalanche transistor (AT) at the connection point of a Lddespeicherkondensator (Cs) connected divider circuit of a resistor with a preferably outside of the injector focused phototransistor (FTL).

10. charge injector according to claim 1 and 9, characterized in that the resistors are dimensioned and the phototransistor (FTL) is connected so that its active low-impedance state causes a positive base current and a forward current in the avalanche transistor (AT) that In Consequence voltage drop at the Hochohmwiderstand (RL) no AvaJ.anch break can take place.

11. charge injector according to claim 1 and 6 to 10, characterized in that parallel to the emitter-collector path of the avalanche transistor (AT) a the repetition frequency of the charge pulses influencing capacitor (Cp) or a releasable charge sharing series circuit of capacitors (CpI, Cp2) connected are.

12. charge injector according to claim 1 and 11, characterized in that at the connection points of the series capacitors (CpI; Cp2) in each case over a series capacitance (CaI; Ca2) defined weakened charge pulses can be coupled out.

13. charge injector according to claim 1, 6 and 7, characterized in that the charge storage capacitor (Cs) is preferably bridged by a series connection of two avalanche transistors (AT1; AT2) with a discharge resistor (RE), the avalanche transistors being a phototransistor (FT3) are controllable in the breakthrough.

14. charge injector according to claim 1, 5 and 6, characterized in that one or more of the charge storage capacitor (CL) and the short-time switch (SK) inserted Hochohmwiderstände (RL2) with the collector-emitter path of a, controlled by focused light beam or optical fiber photo transistor (FT2) bridges cind.

15. charge injector according to claim 1, characterized in that in series with the series capacitances (CaI, Ca2) low-impedance damping resistors (RD) are inserted.

16. charge injector according to claim 1, characterized in that its adaptation or contact with the test specimen to ferromagnetic assemblies or at its ferromagnetic !! Housing or vessel by means of a magnet.

17. charge injector according to claim 1, characterized in that a plurality of charge injectors are arranged at different locations of a DUT object, preferably with different Injektorfolgefrequenzen.

18. charge injector according to claim 1, characterized in that it is permanently implemented in the vicinity of possible TF sources within a device under test, preferably on / off controllable.

19. charge injector according to claim 7 to 10 and 13, 14, characterized in that photodiodes or photoresistors are used as a light receiver or sensors.

Hkai: ^ Soir-n mitring