DE10013671A1 - Verfahren zur Ermittlung von Teilentladungen verursachenden Störquellen einer aus mehreren separaten Leitern bestehenden vergossenen Leiterstruktur - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Ermittlung von Teilentladungen verursachenden Störquellen einer vergossenen Leiterstruktur einer Magnetresonanzeinrichtung, insbesondere einer Gradientenspule, bei welchem an einer Leiter eine niederfrequente Hochspannung gelegt wird, wonach aus der anliegenden Hochspannung resultierende Signale innerhalb eines im kHz-Bereich liegenden Frequenzbereichs gemessen und zur Ermittlung von Teilentladungen analysiert werden, wonach der Leiter erneut mit einer niederfrequenten Hochspannung beaufschlagt und die Signale innerhalb eines im MHz-Bereich liegenden Frequenzbereichs gemessen und zur Ermittlung von Teilentladungen analysiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Teil­ entladungen verursachenden Störquellen einer aus mehreren se­ paraten Leitern bestehenden vergossenen Leiterstruktur einer Magnetresonanzeinrichtung, insbesondere einer Gradientenspu­ le, bei welchem an einen Leiter eine niederfrequente Hoch­ spannung gelegt wird, wonach aus der anliegenden Hochspannung resultierende Signale mittels einer Teilentladungsmessein­ richtung innerhalb eines im kHz-Bereich liegenden Frequenzbe­ reich, insbesondere von 40 bis 400 kHz gemessen und zur Er­ mittlung von Teilentladungen analysiert werden.

In Magnetresonanzanlagen werden dem statischen Magnetfeld dy­ namische Magnetfelder mit linearen Gradienten in allen drei Raumrichtungen überlagert. Hierzu dient eine mit wenigstens drei separaten Leitern, nämlich Spulen versehene Gradienten­ spule. Um einen gewünschten kompakten Aufbau, eine hohe me­ chanische Festigkeit und eine hohe Spannungsfestigkeit zu er­ reichen werden die Leiterzwischenräume der Gradientenspule mit einem Isoliermaterial vergossen. Hierzu verwendet man in der Regel ein flexibilisiertes Bisphenol-A-System mit An­ hydrid-Härter. Im Hinblick auf die Dimensionen einer solchen Gradientenspule, deren Durchmesser in der Regel bei etwa 100 cm liegt, während die Längenabmessungen zwischen 120 und 200 cm schwanken können, und den sich daraus ergebenden Verguss­ volumina (es werden zwischen 300 und 600 kg Reaktionsharzmas­ se benötigt) liegt es auf der Hand, dass beim Verguss des Öf­ teren Fehlstellen (Lunker und Risse) entstehen, die die Span­ nungsfestigkeit erheblich herabsetzen. Diese Fehlstellen bil­ den Orte für das Auftreten von Teilentladungen, deren Wahr­ scheinlichkeit mit zunehmender Spannung steigt. Teilentladun­ gen sind partielle Durchschläge in einem Dielektrikum, ausgelöst durch lokale Feldstärkeüberhöhung, wie dies beispiels­ weise an den genannten Fehlstellen im Isolierstoff hervorge­ rufen werden kann. Da die Gradientenspulen im Betrieb mit ei­ ner Hochspannung im Bereich mehrerer kV beaufschlagt werden, ist bei einer fehlerhaften Gradientenspule mit solchen Teil­ entladungen zu rechnen. Dabei liegt die Einsatzspannung die­ ser Teilentladung generell unterhalb der Durchschlagsfestig­ keit des Dielektrikums.

Die eigentliche Gefährdung eines Bauteils durch Teilentladun­ gen liegt in der Entstehung von irreversiblen Zerstörungen in Teilbereichen des Dielektrikums und in der erhöhten Wahr­ scheinlichkeit eines Volldurchschlags. Solche Teilentladungen wirken sich aber auch nachteilig auf das Bildaufnahmeverfah­ ren aus, da sie Bildstörungen in dem Empfangssystem beispiel­ weise einer Magnetresonanzeinrichtung hervorrufen können. Diese Bildstörungen äußern sich im aufgenommenen Resonanzbild in Form sogenannter "Spikes".

Derartige Leiterstrukturen, bei denen die Entstehung von Störquellen bei der Herstellung sehr wahrscheinlich ist, wer­ den vor ihrem endgültigen Einbau in eine Einrichtung, bei­ spielsweise einer Magnetresonanzeinrichtung zunächst einer Qualitäts- und Funktionsprüfung dahingehend unterworfen, ob sie einwandfrei arbeiten, oder ob sie zur Generation von Bildstörungen neigen. Hierbei wird an einen Leiter der Lei­ terstruktur eine Hochspannung angelegt, während ein benach­ barter, über eine Isolationsschicht, in welcher gegebenen­ falls Störstellen sind, getrennter zweiter Leiter über einen Ankopplungsvierpol auf Masse gelegt wird. Aufgrund der anlie­ genden Hochspannung können nun mittels eines Teilentladungs­ messgeräts Signale in der betrachteten Isolierschicht gemes­ sen werden, die über den genannten Vierpol aus dem Hochspan­ nungskreis ausgekoppelt und dem Teilentladungsmessgerät zuge­ führt werden. Diese Signale werden anschließend dahingehend ausgewertet, ob es sich um Teilentladungssignale handelt, o­ der ob die Signale lediglich im Bereich des üblichen Rauschens liegen. Dabei wird die Teilentladungsmessung breitban­ dig in einem Frequenzbereich von ca. 40 bis 400 kHz durchge­ führt. Sind Störstellen im Verguss vorhanden, die zu Teilent­ ladungen mit einer Einsetzspannung neigen, die unterhalb oder im Bereich der anliegenden Hochspannung, die bevorzugt im Be­ reich der üblichen Betriebsspannung der Leiterstruktur liegt, so werden diese mittels des beschriebenen Prüfungsverfahrens tatsächlich zu einer Teilentladung angeregt und können er­ fasst werden. Mit dem beschriebenen Verfahren lässt sich eine hinreichende Grobqualifizierung in einer Leiterstruktur da­ hingehend, ob sie zu Teilentladungen neigt oder nicht, durch­ führen. Im Hinblick auf die beschriebenen Dimensionen bei­ spielsweise einer Gradientenspule liegt es aber auf der Hand, dass relativ viele Spulen Störstellen aufweisen und mithin Teilentladungen im untersuchten Frequenzbereich zeigen, so dass der prozentuale Ausschuss relativ groß ist.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein verbes­ sertes Verfahren zur Ermittlung von Teilentladungen verursa­ chenden Störquellen anzugeben, welches eine sensiblere Über­ prüfung der Leiterstruktur ermöglicht.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zunächst die beschriebene erste Teilentladungsmessung durchgeführt wird, wonach in Abhängigkeit des ersten Analyseergebnisses der Leiter erneut mit einer niederfrequenten Hochspannung be­ aufschlagt und die Signale mittels einer Teilentladungsmess­ einrichtung innerhalb eines im MHz-Bereich liegenden Fre­ quenzbereichs gemessen und zur Ermittlung von Teilentladungen analysiert werden.

Erfindungsgemäß wird also eine zweite Teilentladungsmessung durchgeführt, bei welcher der Leiter erneut an niederfrequen­ ter Hochspannung anliegt. Jedoch werden bei dieser zweiten Messung die Signale im MHz-Bereich gemessen und analysiert. Da die relevanten Bildsignale, die mit einer Magnetresonanzeinrichtung aufgenommen werden, ebenfalls Frequenzen im MHz- Bereich zeigen, kann also mit besonderem Vorteil mit dem er­ findungsgemäß vorgesehenen zweiten Messschritt überprüft wer­ den, ob die im ersten Messgang ermittelten Teilentladungen auch hochfrequente Anteile im MHz-Bereich, also im bildgeben­ den Frequenzbereich besitzen, und dann tatsächlich im Betrieb zu Bildstörungen führen würden. Es hat sich nämlich herausge­ stellt, dass eine Teilentladung, die im Rahmen der ersten Un­ tersuchung gefunden wurde und deren erzeugtes Signal einen Frequenzanteil im Bereich zwischen 40 bis 400 kHz aufweist, nicht immer auch einen Frequenzanteil im MHz-Bereich, der der eigentliche Störanteil wäre, besitzt. Eine Gradientenspule wird also nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erst dann als nicht brauchbar qualifiziert, wenn Teilentladungssignale im MHz-Bereich ermittelt werden, die tatsächlich zu Bildstörun­ gen führen würden. Da dies nicht immer der Fall ist, trotz Vorliegen von im ersten Messgang erfassten Teilentladungssig­ nalen, können vorteilhaft solche Gradientenspulen als ein­ setzbar qualifiziert werden, die nach der ersten Messung noch als nicht brauchbar ausgesondert worden wären.

Die Teilentladungssignale können dabei erfindungsgemäß in ei­ nem Frequenzbereich von 10 bis 300 MHz, besonders bevorzugt in einem Bereich von 60 bis 65 MHz gemessen und analysiert werden. Die Frequenz der Hochspannung beträgt zwischen 10 Hz bis einige kHz, bevorzugt 50 Hz.

Wie beschrieben werden erfindungsgemäß zwei Hochspannungs- Teilentladungsmessungen in unterschiedlichen Frequenzberei­ chen durchgeführt, wobei die zweite Messung in einem für die Bildgebung relevanten Frequenzbereich erfolgt. Die anliegende effektive Hochspannung liegt dabei in einem Bereich, der der üblichen Betriebsspannung einer Gradientenspule entspricht. Bei beiden Messungen wird lediglich die Hochspannung ange­ legt, die quasi statisch zwischen den beiden involvierten Leitern, zwischen denen die Isolationsstrecke vermessen wer­ den soll, abfällt. Es liegt also über die gesamte Länge des Leiters und damit der Gradientenspule zwischen den beiden Leitern dieselbe Spannung an. Dieser Zustand entspricht aber nicht dem Zustand im Betrieb der Leiterstruktur. Denn im Be­ trieb wird zusätzlich über die Leiter ein Strom getrieben. Dieser Stromfluss führt dazu, dass die Spannung über die Län­ ge des Leiters abfällt, das heißt, über Länge des Leiters er­ gibt sich eine quasi dynamische Spannungsänderung. Fällt nun aber die Spannung über den Weg ab, so besteht natürlich die Möglichkeit, dass gerade an dem Ort, an dem bei der vorheri­ gen statischen Messung im MHz-Bereich eine Störstelle gefun­ den wurde, unter Strombelastung eine derart niedrige Spannung anliegt, dass die Teilentladungseinsetzspannung nicht er­ reicht wird und folglich die im statischen Fall ermittelte Teilentladung nicht eintritt. Eine solche Gradientenspule, die nach dem zweiten Messgang als nicht einsetzbar qualifi­ ziert worden wäre, könnte in einem solchen Fall aber dennoch eingesetzt werden, da es im Betrieb eben nicht zu den Teil­ entladungen kommt.

Zur weiteren Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann deshalb vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit des zwei­ ten Analyseergebnisses an der Leiter eine Stromquelle ange­ schlossen und ein Strom über den Leiter geführt wird, wobei die Teilentladungssignale, die infolge eines sich über die Spule aufbauenden Spannungsgradienten erzeugt werden, mittels einer Teilentladungsmesseinrichtung innerhalb eines im MHz- Bereich liegenden Frequenzbereichs, insbesondere im Frequenz­ bereich von 10 bis 100 MHz, vorzugsweise zwischen 60 bis 65 MHz gemessen und analysiert werden, wobei bevorzugt ein Strom von mehreren 100 A über den Leiter geführt wird. Mit dieser Erfindungsausgestaltung nähert man sich also sehr stark dem Betriebszustand einer Gradientenspule, so dass nach Durchfüh­ rung dieses dritten Prüfungsschrittes eine fundierte Aussage darüber getroffen werden kann, ob die Leiterstruktur nun im Betriebsfall zu Störungen neigen wird oder nicht.

Erfindungsgemäß sollte die Frequenz der Hochspannung, die während der Messung unter Stromlast anliegt, im Bereich zwi­ schen 10 Hz bis mehrere kHz, insbesondere bei 1 kHz liegen. Die anliegende Hochspannung sollte generell einige hundert V bis zu mehreren kV, insbesondere 3 kV betragen, wobei hierun­ ter die Effektivspannung zu verstehen ist.

Wie beschrieben lässt das erfindungsgemäße Verfahren infolge der Durchführung der zweiten und gegebenenfalls auch der dritten Messung eine wesentlich sensitivere und dem Betriebs­ fall angenäherte Qualitätsprüfung zu. Unabhängig davon, ob nun lediglich die zweite, oder auch die dritte Messung durch­ geführt wird, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in Abhängigkeit des zweiten oder des dritten Analyseergebnisses eine oder mehrere Messungen zur Bestimmung der Lage einer Teilentladung verursachende Störstelle im Verguss durchge­ führt wird. Lässt nämlich das jeweilige Analyseergebnis dar­ auf schließen, dass einerseits nur wenige Störstellen vorhan­ den sind, und andererseits gegebenenfalls eine Behebung der­ selben möglich erscheint, so liefert die erfindungsgemäß vor­ gesehene weitere Messung zur Bestimmung der Lage der Stör­ stelle Informationen dahingehend, wo diese konkret im Verguss lokalisiert ist. Ist die Lage der Störstelle bekannt, kann der Versuch unternommen werden, die ohnehin voraussichtlich nicht einsetzbare Gradientenspule zu reparieren. Für den Fall, dass die Lage eindeutig ermittelbar ist und eine Repa­ ratur gelingt, kann die Gradientenspule eingesetzt werden, andererseits bleibt es bei der Klassifizierung als Ausschuss. Zunächst kann eine Grobortung der Fehlstelle mittels der strombeanspruchten Messung erfolgen, indem die Stromrichtung geändert wird und über Unterschiede in den Teilentladungsein­ setzspannungen Rückschlüsse auf die etwaige Lage der Fehl­ stelle gezogen werden. Anschließend können über eine Berech­ nung der Spannungsverteilung bzw. elektrische Feldverteilung die Stellen mit hoher Spannungsbelastung identifiziert wer­ den. In einem solchen Schritt können dann Ortungsverfahren lokal begrenzt eingesetzt werden. Solche Ortungsverfahren können akustische Ortung von durch eine Teilentladungsquelle erzeugten Schallwellen, Ortung von durch eine Teilentladung erzeugten magnetischen und elektromagnetischen Feldern, Mes­ sung von Laufzeitunterschieden von Teilentladungssignalen entlang von Leitern an der unter Hochspannung betriebenen Leiterstruktur unter Verwendung geeigneter Sensoren, von de­ nen in der Regel mehrere an der Gradientenspule angeordnet werden, sein. Ein zweckmäßiges anderes Ortungsverfahren be­ dient sich eines auf die Gradientenspule gerichtetes Röntgen­ strahls. Mit einem punktförmigen Röntgenstrahl sollte die Gradientenspule vollflächig abgetastet werden. Gleichzeitig wird eine Spannung, die kleiner als die Einsetzspannung für Teilentladungen ist, an die Isolationsschicht angelegt. Es sind keine Teilentladungssignale messbar. Trifft der Röntgen­ strahl auf eine Teilentladungsquelle (Fehlstelle, Hohlraum), dann wird aufgrund der Energie des Röntgenstrahls die Ioni­ sierung der Ladungsträger in der Störstelle begünstigt und eine Teilentladung hervorgerufen, der messbar ist. Auf diese Art kann die Fehlstelle geometrisch genau lokalisiert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei­ spiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Messanordnung zur Durch­ führung einer Teilentladungsmessung im kH-Bereich,

Fig. 2 eine Prinzipskizze einer Messanordnung zur Durch­ führung einer Teilentladungsmessung im MHz-Bereich ohne Strombelastung,

Fig. 3 eine Prinzipskizze einer Messanordnung zur Durch­ führung einer Teilentladungsmessung im MHz-Bereich mit Strombelastung,

Fig. 4 ein Flussdiagramm zur Darstellung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens, und

Fig. 5-7 drei Messdiagramme, die im Rahmen der unterschied­ lichen Messungen erhalten wurden.

Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze einen Messaufbau zur Durchführung einer "statischen" Messung von Teilentladungen in einem Frequenzbereich zwischen 40 bis 400 kHz. Gezeigt ist eine Gradientenspule 1, bei welcher exemplarisch zwei Leiter 2, 3 gezeigt sind, die über eine Verguss-Isolationsschicht 4 gegeneinander isoliert sind. Über eine Hochspannungsquelle 5 wird an den Leiter 2 eine niederfrequente Hochspannung ange­ legt, übliche Parameter sind U = 3 kV, f = 50 Hz. Der zweite Leiter 3 ist geerdet. Weitere Leiter, also Teilspulen, die in Fig. 1 nicht gezeigt sind, bei einer realen Gradientenspule aber vorhanden sind, haben während der Messung kein definier­ tes Potential und floaten. Teilentladungssignale werden über eine der Erhöhung der Messempfindlichkeit dienende Koppelka­ pazität 7 und einem Ankopplungsvierpol 6 an ein Teilentla­ dungsmessgerät 8 ausgekoppelt. Wie beschrieben werden die Teilentladungsmessungen breitbandig in einem Frequenzbereich von 40 bis 400 kHz durchgeführt. Die Analyse der Teilentla­ dungssignale erfolgt mittels eines digitalen Oszilloskops 9.

Demgegenüber zeigt Fig. 2 eine schematisch dargestellte Mess­ anordnung, mit welcher eine "statische" Messung im MHz- Frequenzbereich durchführbar ist. Auch hier wird über die Hochspannungsquelle 5 eine Spannung an den Leiter 2 gelegt. Erhaltene Teilentladungssignale werden über eine Koppelkapa­ zität 7 an einen Ankopplungsvierpol 6 übertragen. Die am An­ kopplungsvierpol 6 anliegenden Signale werden über eine Zwei- Stufen-Verstärkereinheit verarbeitet. Die erste Stufe wird von einem Frequenzverstärker 10 mit einer Frequenz von ca. 63 MHz gebildet, die zweite Stufe von einem Frequenzverstärker 11 mit einer unteren Frequenz von 47 MHz und einer oberen Frequenz von 68 MHz. Das Frequenzspektrum der ersten Verstär­ kerstufe und des Ankopplungsvierpols werden von der zweiten Verstärkerstufe nicht beeinflusst. Der Ankopplungsvierpol 6 und die beiden Verstärker 10, 11 bilden die Teilentladungs­ messeinrichtung 12. Die Analyse der Teilentladungen erfolgt auch hier mittels eines digitalen Oszilloskops 9.

Schließlich zeigt Fig. 3 eine Prinzipskizze eines Messauf­ baus, mittels welchem eine "dynamische" Teilentladungsmess­ einrichtung unter Stromlast durchführbar ist. Gezeigt sind hier nur die wesentlichen Komponenten. Diese umfassen einen Verstärker 13 mit integrierter Steuerungseinrichtung 14, wel­ cher in einen Schwingkreis bestehend aus einer Kapazität 15 und dem Testobjekt, hier der Gradientenspule 16, welche eine Impedanz aufweist, besteht. Die Kapazität 15 ist hier rein exemplarisch angegeben. Als kapazitives Element kann ein ent­ sprechend den Anforderungen an den Schwingkreis ausgebildetes Bauteil oder dergleichen wie ein Booster oder Ähnliches ver­ wendet werden. Seitens der Gradientenspule sind hier der Ein­ fachheit halber lediglich zwei Spulen 17, 18 dargestellt, zwischen denen die Isolierschicht, die zu untersuchen ist, liegt. Mit dem gezeigten Messaufbau ist es möglich, an die obere Spule 17 einen beliebigen Strom zu legen. Die bestromte Spule 17 liegt auf Masse. Der Strom kann infolge der Verwen­ dung eines pulsweiten-modulierten Verstärkers 13 in jeder be­ liebigen Höhe, wie sie auch im Betriebsfall auftritt, erzeugt und angelegt werden. Es baut sich sodann längs der ange­ schlossenen Spule infolge des Stromes abhängig von der Strom­ richtung ein Spannungsgradient auf. Die der angeschlossenen Spulenwicklung gegenüberliegende Spulenwindung kann entweder geerdet oder auf einem definierten Potential liegen. An der unteren Spule 18 ist eine Teilentladungsmesseinrichtung 19 angeordnet, an welcher die Teilentladung 20 gemessen werden kann. Ein derartiges Verfahren sowie eine entsprechende Vor­ richtung sind beispielsweise in DE 198 02 551 A1 beschrieben.

Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm, welches den Ablauf des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens darstellt. Zunächst wird, unter Ver­ wendung der in Fig. 1 gezeigten Messanordnung, im Schritt I eine "statische" Teilentladungsmessung bei einer Hochspannung von ca. 3 kV mit einer Frequenz von 50 Hz durchgeführt, wobei die Teilentladungssignale bei einer Frequenz von 40 bis 400 kHz gemessen und analysiert werden. Die in Fig. 4 verwendete Abkürzung "TE" bedeutet jeweils "Teilentladung". Anschließend wird überprüft, ob die Teilentladungen außerhalb der Spezifi­ kation, welche die Mindestqualitätsanforderungen beschreibt, die eine Gradientenspule aufweisen muss, um brauchbar zu sein, liegen. Ist dies nicht der Fall, das heißt, treten kei­ ne oder nur vernachlässigbare Teilentladungen auf, so ist die Gradientenspule in Ordnung und kann freigegeben werden.

Treten aber außerhalb der gesetzten Grenzen liegende Teilent­ ladungen auf, erfolgt im Schritt II unter Verwendung des Messaufbaus gemäß Fig. 2 eine zweite statische Teilentla­ dungsmessung bei einer Hochspannung von ca. 3 kV mit einer Frequenz von 50 Hz, wobei hier die Teilentladungssignale im Frequenzbereich zwischen 60 bis 65 MHz gemessen und analy­ siert werden. Dieser Frequenzbereich entspricht dem Frequenz­ bereich der relevanten Bildsignale, die mittels der Magnetre­ sonanzeinrichtung, in welche eine zu prüfende Gradientenspule eingesetzt werden soll, von einem Untersuchungsobjekt, bei­ spielsweise einem Patienten, aufgenommen werden. Die Teilent­ ladungssignale werden dahingehend analysiert, ob Teilentla­ dungen feststellbar sind. Treten keine Teilentladungen auf, so ist die Spule betriebsbereit, sie kann eingesetzt werden. Denn mit dieser Messung ist sichergestellt, dass auch im Be­ trieb der Gradientenspule keine Teilentladungen im bildsig­ nalrelevanten Frequenzbereich zwischen 60 bis 65 MHz auftre­ ten werden.

Sind jedoch Teilentladungen im zweiten Analyseergebnis fest­ stellbar, so wird im Schritt III unter Verwendung einer Mess­ anordnung gemäß Fig. 3 eine "dynamische" Teilentladungsmes­ sung mit einer sich einstellenden Hochspannung von ca. 3 kV bei einer Frequenz von ca. 1 kHz unter Strombelastung durch­ geführt. An der Leiter wird eine Stromquelle (z. B. ein Ver­ stärker) angeschlossen, mit der ein Strom über den Leiter geführt wird. Der an den einen Leiter gelegte Strom liegt im Bereich mehrerer 100 A. Auch hier erfolgt eine Messung und Analyse der Teilentladungssignale bevorzugt im Bereich zwi­ schen 60 bis 65 MHz. Diese "dynamische" Teilentladungsmessung unter Strombelastung entspricht weitestgehend den Betriebsbe­ dingungen, bei welchen eine Gradientenspule betrieben wird. Infolge des anliegenden Stroms stellt sich über die Länge der Spule zwischen den beiden untersuchten Leitern ein abfallen­ des Potential ein. Dies führt dazu, dass über die Länge der Spule lokal unterschiedliche Spannungen anliegen, im Ver­ gleich zu den "statischen" Messungen in den Schritten I und II, wo über die gesamte Spulenlänge ein konstantes Hochspan­ nungspotential anliegt. Diese Potentialabnahme führt nun da­ zu, dass Bereiche, in denen im Messschritt II Teilentladungen festgestellt wurden, nun gegebenenfalls mit einem erniedrig­ ten Potential beaufschlagt werden, welches unterhalb der Ein­ setzspannung der Teilentladungen liegt, so dass bei der Mes­ sung III in diesem Bereich keine Teilentladungen auftreten werden. Ergibt nun die Analyse der Signale, dass tatsächlich keine Teilentladungen bei dieser dem Betriebsfall angenäher­ ten Messung auftreten, kann die Gradientenspule, die im Mess­ schritt II noch als fehlerhaft beurteilt wurde, freigegeben werden, da im Betriebsfall nicht mit Teilentladungen und da­ mit Bildstörungen zu rechnen ist.

Falls das dritte Analyseergebnis immer noch bildrelevante Teilentladungen und damit Störstellen aufzeigt, wird im Schritt IV eine weitere Messung zur Ortung der für die Teil­ entladungen verantwortlichen Störstelle(n) durchgeführt. Hierfür können wie bereits beschrieben beispielsweise akusti­ sche Ortungsverfahren, Ortungsverfahren zur Ermittlung von durch Teilentladungen erzeugten magnetischen Feldern oder Or­ tungsverfahren auf der Basis von Messungen von Laufzeitunter­ schieden sowie von Teilentladungsdurchschlägen, die von einem die Gradientenspule abtastenden Röntgenstrahl ausgelöst wer­ den, an der unter Hochspannung betriebenen Gradientenspule unter Verwendung geeigneter Sensoren verwendet werden. Ergibt nun das Ergebnis dieser Messung, dass eine Ortung bzw. Repa­ ratur nicht möglich ist, ist die Gradientenspule zu verwer­ fen. Falls eine Ortung erfolgreich durchgeführt werden konnte und eine Reparatur aussichtsreich erscheint, erfolgt die Re­ paratur der Gradientenspule. Nach Abschluss derselben wird die Gradientenspule erneut der Messung I unterworfen, gegebe­ nenfalls gefolgt von den weiteren Messungen II-IV.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen Messungen, die in den Teilentladungs­ messschritten I-III erhalten wurden. Es ist jeweils die er­ haltene Messsignalspannung über die Zeit aufgetragen. Wie Fig. 5 zeigt, wurden im Rahmen der "statischen" Messung bei 40 bis 400 kHz insgesamt zehn Teilentladungen festgestellt, wie anhand der peaks deutlich erkennbar ist.

Fig. 6 zeigt nun das Messergebnis der "statischen" Messung mit einer Messfrequenz zwischen 60 bis 65 MHz. Ersichtlich sind hier nur noch drei Teilentladungen messbar, die einen Signalanteil im gemessenen Frequenzbereich besitzen. Eine Korrelation der Signalamplituden bei niedriger Frequenz gemäß Fig. 5 mit denen bei höherer Frequenz gemäß Fig. 6 ist nicht möglich, was anhand des Signalpulses bei t = 0,02 s ersicht­ lich ist. Dieser peak besitzt bei der Hochfrequenz-Messung die größte Amplitude, während er bei der niederfrequenten Messung mit die niedrigste Amplitude aufweist. Ersichtlich sind aber im für die Bildgebung relevanten Frequenzbereich lediglich noch drei Teilentladungen relevant.

Fig. 7 zeigt nun ein Beispiel für die nachgeschaltete Messung unter Stromlast. Wie der Figur zu entnehmen ist werden bei dieser dem Betriebsfall am nächsten kommenden Messung keine relevanten Teilentladungen mehr ermittelt, es ist lediglich noch das übliche Rauschen messbar. Das bedeutet, dass die un­ tersuchte Gradientenspule im Betriebsfall keine Störungen aufgrund von Teilentladungen zeigen wird, die sich nachteilig auf die Bildaufnahme auswirken würden. Die Spule kann also im Hinblick auf das Ergebnis der Messung III (entsprechend Fig. 7) freigegeben werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Ermittlung von Teilentladungen verursa­ chenden Störquellen einer aus mehreren separaten Leitern be­ stehenden vergossenen Leiterstruktur einer Magnetresonanzein­ richtung, insbesondere einer Gradientenspule, bei welchem an einen Leiter eine niederfrequente Hochspannung gelegt wird, wonach aus der anliegenden Hochspannung resultierende Signale mittels einer Teilentladungsmesseinrichtung innerhalb eines im kHz-Bereich liegenden Frequenzbereichs, insbesondere von 40 bis 400 kHz gemessen und zur Ermittlung von Teilentladun­ gen analysiert werden, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in Abhängigkeit des ersten Analyse­ ergebnisses der Leiter erneut mit einer niederfrequenten Hochspannung beaufschlagt und die Signale mittels einer Teil­ entladungsmesseinrichtung innerhalb eines im MHz-Bereich lie­ genden Frequenzbereichs gemessen und zur Ermittlung von Teil­ entladungen analysiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Teilentladungssignale innerhalb eines Frequenzbereichs von 10 bis 300 MHz gemessen und analysiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Teilentladungssignale innerhalb eines Frequenzbereichs von 60 bis 65 MHz gemessen und analysiert werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Hochspannung zwischen 10 Hz bis einige kHz, ins­ besondere 50 Hz beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des zweiten Analyseergebnisses ein Strom über den Leiter geführt wird, wobei die etwaigen, aufgrund eines sich stromflussbedingt aufbauenden Spannungsgradienten her­ vorgerufenen Signale mittels einer Teilentladungsmesseinrich­ tung innerhalb eines im MHz-Bereich liegenden Frequenzbe­ reichs, insbesondere im Frequenzbereich von 10 bis 300 MHz, vorzugsweise zwischen 60 bis 65 MHz gemessen und analysiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass ein Strom von mehreren Hun­ dert A über den Leiter geführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Hoch­ spannung im Bereich zwischen 10 Hz bis einige kHz, insbeson­ dere bei 1 kHz liegt.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anliegenden Hochspannung 100 V bis mehrere kV, insbesondere 3 kV beträgt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des zweiten oder des dritten Analyseergebnisses eine oder mehrere Messungen zur Bestimmung der Lage einer Teilentladung verursachenden Störstelle im Verguss durchge­ führt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Bestimmung durch akus­ tische Ortung von durch eine Teilentladung erzeugten Schall­ wellen, durch Ortung von durch eine Teilentladung erzeugten magnetischen Feldern, durch Messung von Laufzeitunterschieden von Teilentladungssignalen oder durch Messung von Teilentla­ dungssignalen, die von einem die vergossene Leiterstruktur abtastenden Röntgenstrahl ausgelöst werden, unter Verwendung geeigneter Sensoren erfolgt.