DE102017205926A1

DE102017205926A1 - Feste Impedanzverkabelung für einen Hochspannungsstoßimpuls

Info

Publication number: DE102017205926A1
Application number: DE102017205926.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Pray
Original assignee: SKF AB
Current assignee: AVO Multi Amp Corp
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2017-10-26
Also published as: CN107306058A; US10168379B2; US20170307677A1

Abstract

Hierin ist ein System beschrieben. Das System weist eine Ausgangsverkabelung auf, die einen Ausgangsdraht und einen Rückführungsdraht aufweist. Das System weist auch einen Stoßgenerator auf, welcher dazu eingerichtet ist, einen Spannungsimpuls bei einer ersten Anstiegszeit die Ausgangsverkabelung hinunter an eine zu prüfende Vorrichtung bereitzustellen. Der Ausgangsdraht verursacht ein Klingeln bei einer Einleitung des Spannungsimpulses, der durch den Stoßgenerator an die zu prüfende Vorrichtung bereitgestellt wird. Der Rückführungsdraht ist eine Rückführungsader der Ausgangsverkabelung, die in einem parallelen Pfad zu dem Ausgangsdraht ist, und ist dazu eingerichtet, das Klingeln zu reduzieren oder zu eliminieren.

Description

HINTERGRUND
Eine Ausgangsverkabelung eines Hochspannungsstoßtesters von Spulen ist kritisch beim Aufrechterhalten einer Neigung einer Vorderflanke einer Stoßwellenform über Distanzen von mehr als ein paar Fuß. Wenn eine diskrete Verkabelung mit einer Hochspannungsisolation für die Ausgangsverkabelung verwendet wird, existiert ein Potential für eine signifikante Veränderung zu einer Gegeninduktivität der diskreten Verkabelung (insbesondere, wenn eine schnelle Anstiegszeit in eine induktive Last, wie beispielsweise die Spulen, übertragen wird). Dennoch kann, da der Hochspannungsstoßtester kein Impedanzanpassungsnetzwerk (zwischen dem Hochspannungsstoßtester und den Spulen) einsetzt, eine Stromschwingung in heutigen Implementierungen der Ausgangsverkabelung auftreten, die die Neigung an der Stoßwellenform verändern wird. Diese Veränderung in der Neigung verursacht Schwierigkeiten beim Aufrechterhalten von Anstiegszeiten. Im Gegenzug müssen auch Testführungen des Hochspannungsstoßtesters kurz gehalten werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Hierin ist ein System beschrieben. Das System weist eine Ausgangsverkabelung auf, die einen Ausgangsdraht und einen Rückführungsdraht aufweist. Das System weist auch einen Stoßgenerator auf, welcher dazu eingerichtet ist, einen Spannungsimpuls bei einer ersten Anstiegszeit die Ausgangsverkabelung hinunter an eine zu prüfende Vorrichtung bereitzustellen. Der Ausgangsdraht verursacht ein Klingeln bei einer Einleitung des Spannungsimpulses, der durch den Stoßgenerator an die zu prüfende Vorrichtung bereitgestellt wird. Der Rückführungsdraht ist eine Rückführungsader der Ausgangsverkabelung, die in einem parallelen Pfad zu dem Ausgangsdraht ist, und ist dazu eingerichtet, das Klingeln zu reduzieren oder zu eliminieren.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile werden durch die Techniken der vorliegenden Offenbarung realisiert. Andere Ausführungsformen und Aspekte der Offenbarung sind im Detail hierin beschrieben. Für ein besseres Verständnis der Offenbarung mit den Vorteilen und den Merkmalen wird auf die Beschreibung und die Zeichnungen Bezug genommen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der Gegenstand, der hierin beschrieben ist, wird insbesondere in den Ansprüchen am Abschluss der Beschreibung gezeigt und eindeutig beansprucht. Die vorhergehenden und andere Merkmale und Vorteile der Ausführungsformen hierin sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
1 ein Schema für eine feste Impedanzverkabelung gemäß einer Ausführungsform ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf das Hinzufügen eines zusätzlichen Leiters zu einer Ausgangsverkabelung eines Hochspannungsstoßtesters. Im Allgemeinen hat der Hochspannungsstoßtester eine sehr schnelle Spannungsanstiegszeit zum Testen von Vorrichtungen (z. B. zu prüfende Motoren/Wicklungen/Spulen). Diese Spannungsanstiegszeit wird durch den Hochspannungsstoßtester angewendet, um eine Spitzentestspannung zu reduzieren, die an die Vorrichtungen angelegt wird, da ein Schaden oder Ausfall der Vorrichtungen (wie beispielsweise ein Schaden an einer Wicklungsisolation) auftreten kann, wenn die Testspannungen aufgrund von langen Anstiegszeiten zu hoch sind. Der zusätzliche Leiter reduziert die Spannungsanstiegszeiten.
Sich nun 1 zuwendend ist ein Schema 100 für eine feste Impedanzverkabelung im Allgemeinen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform gezeigt. Das Schema 100 weist einen Stoßgenerator 105, einen Ausgangsdraht 110, einen Rückführungsdraht 115, eine Abschlussbox 120, Führungsleitungen 125, eine zu prüfende Spule 130 und Lastverbindungen 135 auf.
Der Stoßgenerator 105 stellt Stoßwellenformen (z. B. Impulse) an die zu prüfende Spule 130 bereit. Beispielsweise kann der Stoßgenerator 105 1500 Ampere an Strom für bis zu 10 Mikrosekundenimpulse an die zu prüfende Spule 130 bereitstellen/liefern. Der Stoßgenerator 105 kann die Stoßwellenform mit einer sehr schnellen Anstiegszeit bereitstellen. Um die sehr schnelle Anstiegszeit zu erreichen, muss eine feste Impedanzverkabelung (hierin als Ausgangsverkabelung bezeichnet) kurz sein; jedoch muss die Ausgangsverkabelung lang genug sein, um den Stoßgenerator 105 mit der zu prüfenden Spule 130 zu verbinden. Die Ausgangsverkabelung ist die Kombination des Ausgangsdrahts 110, des Rückführungsdrahts 115, der Abschlussbox 120 und der Führungsleitungen 125. Im Allgemeinen ist die Ausgangsverkabelung geringer als oder gleich 15 Fuß. Der Stoßgenerator 105 kann irgendein Hochspannungsstoßtester sein, wie beispielsweise ein 40 kV-Netzteil. Beispielsweise kann das 40 kV-Netzteil eine sehr schnelle Spannungsanstiegszeit von 0 bis 40 kV (z. B. 10% bis 90%) in weniger als oder gleich 200 Nanosekunden haben.
Der Ausgangsdraht 110 kann ein Koaxialkabel, ein Hochspannungskoaxialkabel, ein niedrig gegeninduktives Kabelsystem oder eine gegeninduktive Verdrahtung sein. Der Ausgangsdraht 110 kann eine Hochspannungsisolation und eine Abschirmung aufweisen. In einer Ausführungsform kann der Ausgangsdraht 110 im Allgemeinen 75 Picofarad an Kapazität pro Fuß aufweisen. Der Ausgangsdraht 110 kann bei der Einleitung eines Impulses, der durch den Stoßgenerator 105 den Ausgangsdraht 110 hinunter gesendet wird, ein Klingeln verursachen. Beispielsweise verursachen eine Parasitärkapazität des Ausgangsdrahts und eine niedrige Gegeninduktivität des Ausgangsdrahts (z. B. Koaxialkabel) das Klingeln bei der Einleitung der Spannung.
Der Rückführungsdraht 115 ist eine Rückführungsader der Ausgangsverkabelung ist, die dazu eingerichtet ist, eine Neigung einer Vorderflanke einer Stoßwellenform aufrechtzuerhalten. Beispielsweise reduziert der Rückführungsdraht 115 die Anstiegszeit (z. B. um ungefähr 10%), wen eine niedrig induktive Spule als die zu prüfende Spule 130 getestet wird. Ein Beispiel des Rückführungsdrahts 115 ist ein isolierter 14 Gauge Draht. Der Rückführungsdraht 115 kann parallel zu dem Ausgangsdraht 110 sein (z. B. ist eine Rückführungsader der Ausgangsverkabelung in dem parallelen Pfad zu einer Abschirmung des Ausgangsdrahts). Der Rückführungsdraht 115 kann geerdet sein. Ein einer Ausführungsform ist der Rückführungsdraht 115 durch die Abschirmung des Ausgangsdrahts 110 von der Abschlussbox 120 zu dem Stoßgenerator 105 hindurchgeführt. Der Rückführungsdraht 115 und die Abschirmung des Ausgangsdrahts 110 können dasselbe Potential haben. Der Rückführungsdraht 115, in dem parallelen Pfad, verhindert/reduziert eine Stromschwingung an einem Punkt eines Stroms. Eine Mehrheit (z. B. mehr als 75%) des Stroms kann immer noch durch die Abschirmung des Ausgangsdrahts 110 zurückgeführt werden, wodurch Vorteile einer niedrigen Gegeninduktivität des Ausgangsdrahts 110 aufrechterhalten werden. Man beachte, dass die Gegeninduktivität vorhanden ist, wo ein magnetisches Feld, das durch den Ausgangsdraht 110 erzeugt wird, eine Spannung in einer benachbarten Verkabelung induziert.
Die Abschlussbox 120 und die Führungsleitungen 125 arbeiten, um den Ausgangsdraht 110 des Stoßgenerators 105 mit der zu prüfenden Spule 130 zu verbinden. Beispielsweise stellen die Führungsleitungen 125 eine Bewegbarkeit bereit, um die Lastverbindungen 135 der zu prüfenden Spule 130 zu verbinden. Eine Beispiellänge der Führungsleitungen 115 ist drei Fuß. Die zu prüfende Spule 130 kann irgendeine Vorrichtung, Motor, Spule oder Wicklung sein, die durch den Stoßgenerator 105 getestet wird.
Technische Effekte und Vorteile weisen auf, aber sind nicht darauf beschränkt: Verhindern/Reduzieren einer Stromschwingung an dem Punkt, an dem Spannung angelegt wird, und Reduzieren der Anstiegszeit.
Die hierin verwendete Terminologie ist nur für den Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und nicht dazu gedacht, beschränkend zu sein. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen „ein”, „eine” und „der, die, das” dazu gedacht, ebenfalls die Pluralformen aufzuweisen, außer der Kontext gibt klar etwas anderes an. Es wird des Weiteren verstanden werden, dass die Begriffe „aufweist” und/oder „aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht die Anwesenheit oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
Während die vorliegende Offenbarung im Detail in Verbindung nur mit einer beschränkten Anzahl an Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte leicht verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf solche offenbarte Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die vorliegende Offenbarung modifiziert werden, um irgendeine Anzahl von Variationen, Änderungen, Ersetzungen oder äquivalenten Anordnungen einzuschließen, die bisher nicht beschrieben wurden, aber die dem Sinn und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung entsprechen. Zusätzlich wird verstanden werden, während verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, dass Aspekte der vorliegenden Offenbarung nur manche der beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Dementsprechend ist die vorliegende Offenbarung nicht als durch die vorgehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern wird nur durch den Schutzumfang der angehängten Ansprüche beschränkt.

Claims

System, welches aufweist: eine Ausgangsverkabelung, die einen Ausgangsdraht und einen Rückführungsdraht aufweist; einen Stoßgenerator, welcher dazu eingerichtet ist, einen Spannungsimpuls bei einer ersten Anstiegszeit die Ausgangsverkabelung hinunter an eine zu prüfende Vorrichtung bereitzustellen; und wobei der Ausgangsdraht ein Klingeln bei einer Einleitung des Spannungsimpulses, der durch den Stoßgenerator an die zu prüfende Vorrichtung bereitgestellt wird, verursacht, wobei der Rückführungsdraht eine Rückführungsader der Ausgangsverkabelung ist, die in einem parallelen Pfad zu dem Ausgangsdraht ist und dazu eingerichtet ist, das Klingeln zu reduzieren oder zu eliminieren.
System gemäß Anspruch 1, wobei eine Parasitärkapazität des Ausgangsdrahts und eine niedrige Gegeninduktivität des Ausgangsdrahts das Klingeln bei Einleitung der Spannung verursachen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Rückführungsader der Ausgangsverkabelung in dem parallelen Pfad zu einer Abschirmung des Ausgangsdrahts ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die erste Anstiegszeit von 0 auf 40 kV weniger als oder gleich 200 Nanosekunden ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei der Ausgangsdraht ein Hochspannungskoaxialkabel, ein niedrig gegeninduktives Kabelsystem oder eine gegeninduktive Verdrahtung ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei der Ausgangsdraht eine Abschirmung aufweist und der Rückführungsdraht durch die Abschirmung von einer Abschlussbox zu dem Stoßgenerator hindurchgeführt ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei der Rückführungsdraht ein isolierter 14 Gauge Draht ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei der Rückführungsdraht geerdet ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei ein Potential des Rückführungsdrahts dasselbe wie ein Potential einer Abschirmung des Ausgangsdrahts ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei der Rückführungsdraht in dem parallelen Pfad eine Stromschwingung an einem Punkt eines Stroms reduziert.
System gemäß Anspruch 1, wobei eine Mehrheit eines Stroms durch eine Abschirmung des Ausgangsdrahts zurückgeführt wird, um eine niedrige Gegeninduktivität aufrechtzuerhalten.
System gemäß Anspruch 1, wobei der Rückführungsdraht die erste Anstiegszeit auf eine zweite Anstiegszeit reduziert, und wobei die zweite Anstiegszeit zumindest 10% niedriger als die erste Anstiegszeit ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Ausgangsverkabelung eine Abschlussbox und Führungsleitungen aufweist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die zu prüfende Spule eine Wicklung eines Motors ist.