DE10024809A1 - Verfahren und Einrichtung zur Detektion von Schäden in der Isolation von elektrischen Leitungen und Kabelbäumen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Detektion von Schäden in der Isolation von elektrischen Leitungen und Kabelbäumen

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Abstract

Mit bekannten Prüfverfahren können nur bestimmte fehlerhafte Anordnungen mit nicht zu großem Abstand zwischen der fehlerhaften Leitung, der Prüfelektrode und der entsprechenden Gegenelektrode detektiert werden. DOLLAR A Das Verfahren sieht vor, daß durch ein Prüfgefäß ein den zu detektierenden Bereich der Leitung oder des Kabelbaumes unmittelbar umgebender Prüfraum geschaffen wird, der vor der Detektion abgeschlossen und dessen Atmosphäre mittels mindestens teilweisen Gasaustausches durch ein Prüfgas oder Prüfgasgemisch mit einer geringeren Durchschlagspannung als der von Luft ersetzt wird. Außerdem werden eine entsprechende zangenartige Einrichtung (1) zur abschnittsweisen Detektion und eine weitere Einrichtung vorgeschlagen. Das Verfahren eignet sich auch zur Vor-Ort-Detektion, wenn das Prüfgefäß durch das Einbauobjekt (z. B. Flugzeugrumpf) selbst gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zugehörige Einrichtung zur Detektion von Schäden in der Isolierung von elektrischen Leitungen und Kabelbäumen. Die Detektion erfolgt, indem zwischen mindestens einem Leiter einer Leitung und einer äußeren Gegenelektrode oder einem weiteren Leiter des Kabelbaumes eine Spannung angelegt und Vorentladungen oder Entladungen elektrisch, optisch, akustisch und/oder chemisch erfaßt werden.
Elektrische Leitungen bestehen aus einem Leiter und einer Isolierung und können gegebenenfalls noch mit einer Hülle, einem Schirm und einem Mantel versehen sein. Der Leiter ist der leitende Teil einer elektrischen Leitung. Die Schutzhülle (Umhüllung) einer Leitung verbessert die mechanische Widerstandsfähigkeit oder die Beständigkeit gegen Flüssigkeiten. Ein Schirm ist eine leitende Umhüllung der Leitung zur Minderung elektrostatischer oder elektromagnetischer Störungen. Ein Mantel ist die äußere Hülle einer oder mehrerer geschirmter oder ungeschirmter Leitungen.
Für den Einsatz in Fahrzeugen, elektrischen Anlagen und Geräten können Leitungen zu einem vorgefertigten Kabelbaum zusammengefaßt sein. Kabelbäume sind individuell konfektionierte, mit Steckern versehene Leitungsbündel, die hauptsächlich von Hand aus mehreren Leitungen gefertigt werden. Je nach Anwendung werden diese mit einer Umhüllung zum Schutz gegen physikalische oder chemische Einflüsse versehen.
An Kabelbäume werden hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere gilt das für die Luft- und Raumfahrt. Das Bordnetz von Luft- und Raumfahrzeugen besteht aus Stromquellen, Verbrauchern, Sicherheits­ einrichtungen und Kabelbäumen. Letztere dienen der Verbindung der Verbraucher mit den Erzeugern elektrischer Energie und zur leitungsgebundenen Übertragung elektrischer Signale.
Die Anzahl der benötigten Stromkreise von Bordnetzen ist hoch, wodurch eine hohe Packungsdichte in jedem einzelnen Bündel notwendig wird. Moderne, speziell für die Luft- und Raumfahrt entwickelte Isoliermaterialien ermöglichen zwar extrem dünne Isolierschichtdicken, diese sind jedoch gegen mechanische Einwirkungen sehr empfindlich. Um Fehler in der Isolierung und ein dadurch verursachtes Versagen der Isolierfähigkeit zu vermeiden, wird die Herstellung der Leitungen auf einem hohen Qualitätsniveau durchgeführt. Inhomogenitäten im Aufbau, Risse, Quetschungen und Abschürfungen der Isolierung, die oft auf mangelnde Sorgfalt während der Vormontage und der Installation der Kabelbäume zurückzuführen sind, dürfen nicht zugelassen werden.
Um eine hohe Zuverlässigkeit der verwendeten Kabelbäume zu erreichen, werden bereits während der Fertigung des Kabelbaums Sicherheitsanalysen (Produktionstests) durchgeführt. Um gefährliche Schwachstellen durch montagebedingte Fehler in den Kabelbäumen an einzelnen Leitungen zu erkennen, sind dabei vergleichsweise hohe Prüfspannungen erforderlich. Um mögliche, in die Verkabelung eingebaute elektrische und elektronische Bauelemente oder an das Leitungssystem angeschlossene und zum Teil gegen Überspannungen sehr empfindliche Betriebsmittel nicht zu beschädigen, muß der Energieeintrag am Prüfling aber begrenzt werden. Dies schränkt die Anwendbarkeit bisher bekannter Prüfverfahren ein. Die verwendeten Prüfspannungen haben nur eine kurze Einwirkzeit, um Vorentladungen in unkritischen Bereichen zu vermeiden, und eine begrenzte Am­ plitude, so daß ein Überschlag nur an einer Schwachstelle stattfinden kann (Prüfung nach DIN EN 2283; Ausgabe: 1996-03, Luft- und Raumfahrt: Prüfung der Verkabelung von Luftfahrzeugen; identisch mit europäischer Norm EN 2283: 1996). Daher können auf diese Weise nur bestimmte fehlerhafte Anordnungen mit nicht zu großem Abstand zwischen der fehlerhaften Leitung, der Prüfelektrode, und der entsprechenden Gegenelektrode detektiert werden.
Bei einer Vor-Ort-Prüfung, das heißt der Prüfung einer Leitung oder eines Kabelbaumes im eingebauten Zustand nach Instandsetzung Wartung oder Änderung an dem Einbauobjekt, in dem ein Kabelbaum verlegt ist, kommt hinzu, daß man hinsichtlich der zu verwendeten Prüfspannung ohnehin begrenzt ist.
Die hier betrachteten Entladungsvorgänge zur Feststellung eines Fehlers der Isolierung beruhen auf dem Effekt von Gasentladungen, so daß die notwendige Durchschlagspannung Ud vom Produkt aus Elektrodenabstand a und Druck p der vorherrschenden Gasatmosphäre abhängig ist. Da letztere Einflußgröße aber durch die umgebende Luft und den Atmosphärendruck weitgehend konstant ist, gilt in dem hier relevanten Bereich Ud ~ a. Da Ud, wie oben erwähnt, begrenzt wird, versagt bei ungünstiger Lage des Fehlers, z. B. an der einer Gegenelektrode abgewandten Seite, das Konzept des "Herausprüfens" schadhafter Isolierungen, so daß bisher keine zuverlässige meßtechnische Erfassung derartiger Schwachstellen möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung anzugeben, mit denen unter Aufwendung minimaler elektrischer Energie eine zerstörungsfreie Prüfung ermöglicht wird, um montage- sowie betriebsbedingte Schwachstellen in der Isolierung einzelner separater Leitungen oder Leitungen innerhalb eines Kabelbaumes zu detektieren.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 und 12. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung beruht auf dem Prinzip vollständiger oder teilweiser Substitution des gasförmigen Dielektrikums Luft im Bereich des Prüflings durch ein Prüfgas mit gegenüber Luft verringerter Durchschlagspannung. Durch Gasbeimischungen (z. B. Edelgase: Helium, Argon, . . .) zum Hauptgas (Luft) oder dessen vollständiger Ersatz beginnt die Volumenionisierung bereits bei erniedrigter Feldstärke. Im Vergleich zu reiner Luft entsteht bei gleicher Spannung eine größere Anzahl von Ladungsträgern. Dies begünstigt bereits bei vergleichsweise kleinen Prüfspannungen einen erhöhten Stromfluß, wodurch eine Absenkung der Durchschlagpannung Ud erreicht wird. Dieses Prinzip wird zur "energiearmen" Feststellung eines Isolationsfehlers verwendet. Hierzu kann z. B. der erhöhte Stromfluß während der einsetzenden Entladung oder das frühzeitige Einbrechen der Prüfspannung, z. B. im Bereich ihres Maximums, ausgewertet werden.
Eine Prüfung nach dem Verfahren bezieht sich bei einem Kabelbaum auf verschiedene Phasen in seinem Lebenszyklus:
  • a) Nach Fertigung der Leitungsbündel vor dem Einbau in das Einbauobjekt,
  • b) nach dem Einbau der Leitungsbündel in das Einbauobjekt,
  • c) nach Instandsetzung, Wartung oder Änderung am Leitungsbündel oder an dem Einbauobjekt.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die Reduzierung der zur Fehlererkennung notwendigen Prüfspannung (Gleich- oder Wechselspannung), so daß:
  • - auch ungünstige Fehlerkonfigurationen mit einer vergleichsweise niedrigen Spannungsamplitude detektiert werden können,
  • - die für die Entladungsvorgänge an der Fehlerstelle notwendige Energie gesenkt werden kann,
  • - eine Gefahr von Überspannungen an eventuell vorhandenen spannungsempfindlichen Bauteilen vermieden werden kann,
  • - durch die verringerte Entladungsenergie an der Fehlerstelle die Gefahr der Schädigung benachbarter "gesunder" Isolierungen verringert wird,
  • - in zunehmendem Maße auf die Durchführung subjektiver Sichtprüfungen nach DIN EN 3475-201, Ausgabe: 1993-02 (Luft- und Raumfahrt; Elektrische Leitungen für Luftfahrzeuge- Prüfverfahren, Teil 201: Sichtprüfung der Prüflinge) zugunsten einer objektiven meßtechnischen Erfassung schadhafter Stellen in der Isolierung verzichtet und damit die Zuverlässigkeit erheblich erhöht werden kann.
Um elektrische Entladungsvorgänge an dem durch Schädigung der Isolierung oder des Mantels schadhaft "freigelegten" Leiter oder Schirm durchführen zu können, wird die normalerweise zwischen Prüf- und Gegenelektrode vorhandene Umgebungsluft durch ein Prüfgas mit einer niedrigeren Durchschlagspannung verdrängt oder ersetzt. Hierfür eignen sich zweckmäßig Edelgase. Eine wirtschaftliche Lösung kann z. B. durch die Verwendung von Helium oder dem billigeren verunreinigten Helium ("Ballongas", ca. 98 Vol.-% He) erreicht werden.
Für reproduzierbare Entladungsvorgänge in Gasen müssen diese eine definierte Dichte und Zusammensetzung aufweisen. Für die Durchführung einer Prüfung ist daher entweder ein geschlossenes Prüfgefäß notwendig oder eine Einrichtung, die hierzu vergleichbare Bedingungen an der zu prüfenden Stelle am Leitungsbündel ermöglicht. Dazu kann sowohl eine mobile als auch eine stationäre Einrichtung verwendet werden. Gegebenenfalls kann das Prüfgefäß durch das Einbauobjekt, in dem die Leitung oder der Kabelbaum verlegt ist, selbst gebildet werden. Ist das Einbauobjekt nicht als solches hermetisch verschließbar, wie z. B. ein Flugzeugrumpf, so muß es vor einer Prüfung durch eine äußere Umhüllung hermetisch abgeschlossen werden.
Zum Herausprüfen von Fehlstellen in der schadhaften Isolierung oder am Mantel in einem Leitungsbündel sind folgende Prüfschritte und Prüfbedingungen notwendig:
  • - Der entsprechende Leiter oder Schirm ist mit einer Seite der Prüfquelle zu kontaktieren. Er stellt die Prüfelektrode dar (Prüfbedingung).
  • - Die Gegenelektrode ist entweder Teil des Prüflings oder Teil des Prüfgefäßes (Einrichtung) und ist mit entgegengesetzter Polarität zum Leiter oder Schirm an die Prüfquelle anzuschließen (Prüfbedingung).
  • - Substitution der atmosphärischen Luft durch das Prüfgas (Prüfbedingung).
  • - Zuschalten der Prüfquelle und Erhöhung der Prüfspannung bis zu einem vorgegebenen Grenzwert oder solange, bis durch einsetzende Entladungsvorgänge eine Schwachstelle in der Isolierung gefunden wird (Prüfbedingung).
  • - Ortung der Fehlerstelle durch detektierbare Signale (optisch, elektrisch, chemisch oder akustisch).
  • - Kennzeichnung der fehlerhaften Stelle im Kabelbaum.
  • - Abschalten der Prüfspannung.
  • - Substitution des Prüfgases mit atmosphärischer Luft.
Abhängig von der Geometrie des zu prüfenden Kabelbaums und vom Zeitpunkt der Prüfung, bezogen auf die verschiedene Phasen im Lebenszyklus eines Kabelbaums, ist prinzipiell zwischen unterschiedlichen Prüfkonfigurationen zu unterscheiden:
  • 1. Der Kabelbaum (Prüfling) ist fest in ein Einbauobjekt (Flugzeug, Automobil, . . .) installiert. Er ist damit ortsgebunden, aber frei zugänglich:
    Eine Prüfung kann mit einer mobilen Einrichtung durchgeführt werden, indem diese am Prüfling entlang bewegt wird.
  • 2. Der Kabelbaum (Prüfling) ist unabhängig von dem Einbauobjekt und kann beliebig positioniert werden. Er ist damit nicht ortsgebunden und frei zugänglich:
    Eine Prüfung kann mit einer mobilen Einrichtung durchgeführt werden, indem der Prüfling durch diese hindurch geführt wird.
    Eine Prüfung kann auch mit einer stationären Einrichtung durchgeführt werden.
  • 3. Der Kabelbaum (Prüfling) ist abhängig von dem Einbauobjekt. Er ist damit ortsgebunden und nicht frei zugänglich:
    Ein Prüfung kann bei hermetischem Abschluß des Einbauobjektes in diesem selbst durchgeführt werden.
Der Kabelbaum wird nach einer ersten (mobilen) Variante in einem örtlich begrenzten Bereich von einer "Prüfzange" umfaßt. Dieser Bereich entspricht der effektiven Prüfzone der Prüfzange. Da die Prüfzange nur einen kleinen Teil des Prüflings abdeckt, muß diese am Prüfling unter Prüfbedingungen entlang geführt werden. Der Prüfling kann so kontaktiert werden, daß dieser nur "Prüfelektrode" oder auch Teil der Gegenelektrode ist. Dabei sind folgende Prüfabläufe möglich:
  • - Schrittweise Abdeckung des Prüflings (effektive Prüfzone). Die Prüfspannung wird bei jedem Schritt gleichmäßig bis zu einem vorbestimmten Maximum oder einer Fehlerdetektierung erhöht, sofern diese vor Erreichen des Maximums erfolgt.
  • - Bei konstanter Prüfspannung wird die Prüfzange mit geringer, gleichmäßiger Geschwindigkeit entlang der Prüflingsachse bewegt.
Die Prüfzange weist zweckmäßig folgende konstruktive Merkmale auf:
  • - Ein- und Austrittsdüse für das Prüfgas.
  • - Die Prüfzange kann als Gegenelektrode ausgeführt sein.
  • - Die Gegenelektrode ist zweckmäßg lamelliert (z. B. mit leitfähigen, flexiblen Kunststofflamellen), so daß der sich normalerweise zwischen Gegenelektrode und Prüflingsoberfläche befindliche Hohlraum elektrisch kurzgeschlossen wird. Auf diese Weise können Prüflinge mit unterschiedlichem Querschnitt geprüft werden, ohne daß der Hohlraum elektrisch beansprucht wird.
  • - Die Prüfzange ist an den Seiten so abgedichtet, daß das Prüfgas mit leichtem Überdruck in deren Inneren gehalten wird bzw. durch das Innere der Prüfzange strömen kann.
Nach einer zweiten (stationären) Variante wird der Kabelbaum in eine vakuumdichte Prüfkammer eingebracht. Der Prüfling kann so kontaktiert werden, daß dieser sowohl Teil der Prüfelektrode als auch Teil der Gegenelektrode ist. Unter Berücksichtigung der Prüfbedingungen sind folgende Prüfabläufe möglich:
  • - Bei konstanter Prüfspannung wird die zuvor evakuierte Prüfkammer bis zur Fehlerdetektierung mit Prüfgas gefüllt oder bis der vorgesehene Innendruck erreicht ist.
  • - Bei vorgegebener Prüfatmosphäre (Gasgemisch, Druck) wird die Prüfspannung gleichmäßig bis zum vorgegebenen Maximum oder einer Fehlerdetektierung erhöht.
Die Prüfkammer weist zweckmäßig folgende konstruktive Merkmale auf:
  • - Die Prüfkammer kann Teil der Gegenelektrode sein.
  • - Es sind zweckmäßig mindestens zwei vakuumdichte Prüfkammern vorhanden, die abwechselnd benutzt werden, damit eine effiziente Prüfung möglich wird.
  • - Elektrische Durchführung und eine Acrylglasscheibe zur Beobachtung.
  • - Vakuumpumpstand, Prüfgasanschluß.
Eine effiziente Prüfung wird dadurch erreicht, indem das Prüfgas nach beendeter Prüfung in der ersten Prüfkammer in die mit einem Prüfling versehene und dann evakuierte zweite Prüfkammer abgesaugt wird, und umgekehrt.
Bei dem einer weiteren Variante des Verfahrens wird das Prüfgefäß vollständig oder teilweise durch das Einbauobjekt selbst gebildet. Der fest installierte Kabelbaum wird so kontaktiert, daß dieser sowohl Teil der Prüfelektrode als auch Teil der Gegenelektrode ist. Unter Berücksichtigung der Prüfbedingungen ist folgender Prüfablauf möglich:
  • - Das Prüfgefäß (Einbauobjekt bzw. umgebende Hülle) ist nach unten geöffnet. Durch das einströmende, leichte Prüfgas wird die atmosphärische Luft verdrängt. Ist die erforderliche Prüfatmosphäre (Gasgemisch) generiert, wird die Prüfspannung eingeschaltet. Die Prüfspannung wird gleichmäßig bis zum Maximum oder einer Fehlerdetektierung erhöht.
Die Prüfeinrichtung weist folgende konstruktive Merkmale auf:
  • - Das Einbauobjekt (z. B. ein Flugzeugrumpf) ist ein hermetisches System. Bei einem nicht hermetischen Einbauobjekt wird dieses zusätzlich in eine hermetische Hülle, z. B. eine verschließbare Folienumhüllung, eingebracht.
  • - Anschluß für Prüfgas (Einlaß, bzw. Absaugen)
  • - Anschluß für Luftaustritt (Be- und Entlüftung)
  • - Bei großen Volumina des Einbauobjekts können zusätzlich Verdrängungskörper in das Einbauobjekt eingebracht werden, so daß sich das effektive Volumen des Prüfgefäßes verringert. Dies kann z. B. ein mit Normalluft aufblasbarer Ballon sein, der sich der Innenkontur des Einbauobjekts anpaßt. Dadurch wird die Menge des benötigten Prüfgases minimiert.
Das bei den Einrichtungen während der Prüfung mit leichtem Überdruck durch die Prüfeinrichtung geleitete Prüfgas kann in einem geeigneten Behälter gesammelt werden. Nach entsprechender Aufbereitung kann es dem Prüfkreis wieder zugeführt werden.
Gegebenenfalls, z. B. im Fall der Verwendung einer Prüfkammer, kann auch mit einem geringeren Druck als Atmosphärendruck gearbeitet werden. Bei unverändertem Leiterabstand erreicht die Durchschlagspannung Ud nach dem Paschen'schen Gesetz in Abhängigkeit vom Druck ein Minimum. Der günstigste Arbeitspunkt würde somit bei einem Arbeiten im Bereich des jeweiligen, von der Art des Prüfgases abhängigen Druckminimums erreicht werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße mobile Prüfeinrichtung nach Art einer Prüfzange im Querschnitt,
Fig. 2 die Prüfeinrichtung nach Fig. 1 in geschnittener Seitenansicht,
Fig. 3 eine bekannte Prüfeinrichtung bei Prüfung eines erfaßbaren Isolationsfehlers,
Fig. 4 die Prüfeinrichtung gemäß Fig. 3 bei einem nichterfaßbaren Isolationsfehler,
Fig. 5 eine erfindungsgemäße stationäre Prüfeinrichtung in einer Prinzipdarstellung und
Fig. 6 die Prüfung eines Kabelbaumes innerhalb eines Flugzeugrumpfes.
Fig. 1 zeigt eine Prüfzange 1, mit der eine mobile Detektion ermöglicht wird. Zwei Gehäuseschenkel 2, 3 sind mit einem Scharnier 4 federnd miteinander verbunden. Der Gehäuseschenkel 2 ist mit einem Gasauslaß 6, der Gehäuseschenkel 3 mit einem Gaseinlaß 5 versehen.
In die Prüfzange 1 wird ein Kabelbaum 7 eingelegt, dessen Leiter mit einem Pol einer Prüfspannungsquelle, hier dem Negativpol, verbunden sind. Die Gegenelektrode wird durch leitfähige Gehäuseinnenwandungen 8, 9 gebildet sowie durch mit letzteren verbundenen flexiblen und leitfähigen Lamellen 10, z. B. aus leitfähigem Kunststoff, Gummi oder Metall, die auf den Außenmantel des Kabelbaumes 7 aufsetzen und so den Innenraum der Prüfzange 1 überbrücken. Die Gasströmung ist durch Pfeile angedeutet.
Das Prüfgas, z. B. Helium, wird innerhalb des Gehäuses der Prüfzange 1 durch Gasverteiler 11, 12 verteilt, wie Fig. 2 zeigt. Gasverteiler 11, 12 und Lamellen 10 bilden den Bereich einer Prüfzone 13. Die Stirnseiten der Gehäuseschenkel 2, 3 sind mit Dichtungen 14 bis 17 versehen, die auf den Kabelbaum 7 aufsetzen und so einen relativ abgeschlossenen Prüfraum schaffen. Das Prüfgas muß unter einem gewissen Überdruck gehalten werden, allein schon weil Gasverluste bei dieser Anordnung nicht völlig zu vermeiden sind.
Die Prüfzange 1 wird nach Befüllen mit dem Prüfgas schrittweise oder kontinuierlich entlang dem Kabelbaum 7 geführt. Bei schrittweiser Führung muß die Prüfspannung jeweils erneut hochgefahren werden.
Fig. 3 zeigt dagegen eine bekannte Anordnung. Die Leiter 18 bilden eine Elektrode. Im Abstand a1 ist eine Gegenelektrode 19 angeordnet. Liegt eine Fehlerstelle nicht wie in Fig. 3 der Gegenelektrode 19 gegenüber, sondern hat einen größeren Abstand a2, wie in Fig. 4 gezeigt ist, so wird der Fehler eventuell nicht detektiert. Durch die Verwendung eines Prüfgases mit einer verringerten Durchschlagspannung gegenüber Luft wird nunmehr gewährleistet, daß auch solche Fehler wegen der eher einsetzenden Vorentladungen bzw. Entladungen detektiert werden.
Fig. 5 zeigt das Prinzip einer stationären Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Die Prüflinge werden in eine Prüfkammer Ch1 oder Ch2 eingebracht. Die Prüfkammern Ch1, Ch2 können mit einer Vakuumpumpe 20 evakuiert und anschließend mit einem Prüfgas aus einem Vorratsbehälter 21 befüllt werden.
Durch Durchführungen 22 kann eine Prüfspannung in die Prüfkammern Ch1, Ch2 geführt werden. mit einem Manometer 23 wird der Druck in den Prüfkammern Ch1, Ch2 kontrolliert.
Die Innenwandungen der Prüfkammern Ch1, Ch2 können mindestens teilweise mit leitfähigen, flexiblen, eine Elektrode bildenden, die Leitung oder den Kabelbaum 7 mindestens teilweise bedeckenden Fasern oder Lamellen versehen sein (hier nicht gezeigt), so daß ein Kabelbaum zur Detektion z. B. einfach in ein "Elektrodenbett" einer Prüfkammer Ch1, Ch2 eingelegt werden kann, ohne daß irgendwelche Elektroden angelegt werden müßten.
Die Prüfkammern Ch1, Ch2 werden abwechselnd in Betrieb genommen, wobei eine Prüfkammer Ch1, Ch2 nach dem Evakuieren mit dem Prüfgas aus der anderen Prüfkammer Ch2, Ch1 befüllt wird, wodurch die Gasverluste minimiert werden.
Zur Beobachtung des Prüfvorganges kann in die Prüfkammern Ch1, Ch2 durch eine Acrylglasscheibe eingesehen werden.
Flugzeugrümpfe sind an sich bereits hermetisch abschließbar, so daß in diesem Fall, wie in der Prinzipdarstellung nach Fig. 6 gezeigt wird, keine zusätzliche Hülle benötigt wird. Sie sind ohnehin auch mit Ein- und Auslässen für die Belüftung versehen.
In Fig. 6 ist ein Lufteinlaß 24 in einem Flugzeugrumpf 25 angedeutet, der als Prüfgaseinlaß genutzt wird. Durch einen Luftauslaß 26 im Kabinenboden kann die Luft bei einer Befüllung des Flugzeugrumpfes 25 mit dem Prüfgas entweichen. Um das Volumen für das Prüfgas klein zu halten, wurden zuvor Verdrängungskörper 27 in Form von aufblasbaren Ballons in den Innenraum des Flugzeugrumpfes 25 verbracht.
Der Prüfling, ein Kabelbaum 28, wird im hier gezeigten Beispiel durch Anlegen einer Prüfspannung zwischen einem Leiter einer inneren Leitung und den Leitern von äußeren Leitungen geprüft. Durch die Verwendung eines Prüfgases mit einer verringerten Durchschlagspannung gegenüber Luft wird nunmehr gewährleistet, daß auch ansonsten schwer detektierbare Isolationsfehler wegen der eher einsetzenden Vorentladungen bzw. Entladungen detektiert werden können.
Das während der Prüfung mit leichtem Überdruck durch die Prüfeinrichtung geleitete Prüfgas kann in einem hier nicht gezeigten Behälter gesammelt und gegebenenfalls dem Prüfkreis wieder zugeführt werden.
Bezugszeichenliste
1
Prüfzange
2
Gehäuseschenkel
3
Gehäuseschenkel
4
Scharnier
5
Gasauslaß
6
Gaseinlaß
7
Kabelbaum
8
Gehäuseinnenwandung (Elektrode)
9
Gehäuseinnenwandung (Elektrode)
10
Lamellen
11
Gasverteiler
12
Gasverteiler
13
Prüfzone
14
Dichtung
15
Dichtung
16
Dichtung
17
Dichtung
18
Leiter
19
Gegenelektrode
20
Vakuumpumpe
21
Vorratsbehälter
22
Durchführung
23
Manometer
a1
, a2
Abstand
Ch1, Ch2 Prüfkammern
24
Lufteinlaß
25
Flugzeugrumpf
26
Luftauslaß
27
Verdrängungskörper
28
Kabelbaum

Claims (16)

1. Verfahren zur Detektion von Schäden in der Isolierung von elektrischen Leitungen und Kabelbäumen, bei dem zwischen mindestens einem Leiter einer Leitung und einer äußeren Gegenelektrode oder einem weiteren Leiter des Kabelbaumes eine Spannung angelegt und Vorentladungen oder Entladungen elektrisch, optisch, akustisch und/oder chemisch erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Prüfgefäß ein den zu detektierenden Bereich der Leitung oder des Kabelbaumes unmittelbar umgebender Prüfraum geschaffen wird, der vor der Detektion abgeschlossen und dessen Atmosphäre mittels mindestens teilweisen Gasaustausches durch ein Prüfgas oder Prüfgasgemisch mit einer geringeren Durchschlagspannung als der von Luft ersetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfgas ein Edelgas verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft im Prüfraum durch das Prüfgas ausgespült wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfraum vor dem Befüllen mit dem Prüfgas evakuiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung oder der Kabelbaum zur Detektion in eine hermetisch verschließbare Prüfkammer eingebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zu detektierende Bereich der Leitung oder des Kabelbaumes von einem einen Prüfraum bildenden Prüfgefäß zangenartig umfaßt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung oder der Kabelbaum unter schrittweiser Bewegung des Prüfgefäßes geprüft wird, wobei die Prüfspannung bei jedem Schritt bis zu einem vorbestimmten Maximum oder einer Fehlerdetektierung erhöht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgefäß bei konstanter Prüfspannung kontinuierlich entlang der Leitung oder des Kabelbaumes bewegt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfgefäß eine äußere Umhüllung eines Einbauobjektes für die elektrische Leitung und den Kabelbaum oder ein als solches hermetisch abgeschlossenes Einbauobjekt benutzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Einbauobjektes mindestens teilweise mit einem Verdrängungskörper ausgefüllt wird.
11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mindestens eine hermetisch verschließbare Prüfkammer (Ch1, Ch2), die mit einem mit einer Vakuumpumpe (20) verbundenen Auslaß, einem Luft- und einem Prüfgaseinlaß und einer Prüfspannungs-Durchführung (22) versehen ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandungen der Prüfkammer (Ch1, Ch2) mindestens teilweise mit leitfähigen, flexiblen, eine Elektrode bildenden, die Leitung oder den Kabelbaum (7) mindestens teilweise bedeckenden Fasern oder Lamellen versehen sind.
13. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prüfraum durch zwei dichtend verbindbare, eine Leitung oder einen Kabelbaum (7) zwischen sich aufnehmende, an ihren Stirnseiten mit auf die Leitung oder den Kabelbaum (7) aufsetzenden Dichtungen (14-17) versehene Gehäuse­ teile (2, 3) gebildet ist, die mit einem Gasein- (5) und auslaß (6) und an ihren Innenwandungen mit einer Elektrode (8, 9) versehen sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (2, 3) in ihrer Längserstreckung mit einem Scharnier (4) versehen sind.
15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (2, 3) innen mit auf die Leitung oder den Kabelbaum (7) aufsetzenden leitfähigen, flexiblen, durch die Elektroden (8, 9) an den Innenwandungen der Gehäuseteile (2, 3) elektrisch verbundenen Lamellen (10) versehen sind.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (2, 3) innen mit jeweils einem Gasverteiler (12, 11) ausgerüstet sind, die mit einem Gasein- (5) oder -auslaß (6) verbunden sind.
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