DE102018132390B4 - Messanordnung zur wasser- und druckneutralen Isolationsmessung an Kabeln - Google Patents

Messanordnung zur wasser- und druckneutralen Isolationsmessung an Kabeln Download PDF

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Abstract

Messanordnung zur wasser- und druckneutralen Isolationsmessung an Kabeln, Messanordnung aufweisend:
einen Drucktank 2,
eine elektronische Bauelementeeinheit 1, aufweisend eine externe Bauelementeeinheit 11, welche außerhalb des Drucktankes 2 angeordnet ist, und eine interne Bauelementeeinheit 12, welche innerhalb des Drucktankes 2 angeordnet ist, wobei die externe Bauelementeeinheit 11 und die interne Bauelementeeinheit 12 miteinander gekoppelt sind,
wobei die interne Bauelementeeinheit 12 einen Generator 121 aufweist,
wobei die externe Bauelementeeinheit 11 eine Steuereinheit 112 aufweist,
ferner aufweisend zumindest ein Testkabel 5, wobei das zumindest eine Testkabel 5 im Inneren des Drucktanks 2 angeordnet ist und mit der Bauelementeeinheit 1 gekoppelt ist,
wobei der Generator 121 der internen Bauelementeeinheit 12 dafür ausgebildet ist, für eine wasser- und druckfeste Isolationsmessung am Testkabel 5 eine Messspannung im Drucktank 2 bereitzustellen,
wobei die Steuereinheit 112 dafür ausgestaltet ist, mittels der elektronischen Bauelementeeinheit 1 eine Isolationsmessung an dem Testkabel 5 auszuführen und/oder auszuwerten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur wasser- und druckneutralen Isolationsmessung an Kabeln.
  • In den Druckschriften DE 100 19 430 A1 und DE 102 57 330 A1 sind ein Messsystem und ein Messverfahren offenbart, mit welchem ein Ort einer fehlerhaften Isolierungsstelle eines Hochspannungskabels in Betrieb ermittelt wird. Hierzu ist in der Isolierung (Mantel) eines zu prüfenden Kabels ein Sensordraht eingebettet.
  • Es ist bisher jedoch keine technische Umsetzung für die Isolationsprüfung, speziell die druck- und wasserfeste Messtechnik, an Seekabeln bei der Wasserdruckprüfung bzw. Querwasserdichtheit innerhalb eines wassergefüllten Drucktanks, mit einem Druckniveau von 0 bar bis 600 bar, bekannt. Trotz einer Vielfalt vorhandener Messmethoden für Energie-Seekabel bleiben derzeit Fragen in puncto Zustandsbewertung und Lebensdauerprognose in Bezug auf zyklische Druckbelastung offen. Überlagerungen von mehreren Effekten und äußeren Bedingungen machen es schwer, eindeutige Rückschlüsse herzuleiten. Im Weiteren ist der Einfluss u.a. der chemischen Zusammensetzung vor und nach Materialalterung bzw. in den zyklischen Degradierungsprozessen mittels Druck bis heute nicht untersucht.
  • Die handelsüblich erhältlichen Isolationsmessgeräte sind für die Anwendung in der physikalischen Umgebung Luft geeignet. Speziell die Isolationsprüfung als druck- und wasserfeste Messtechnik ist bisher nicht umgesetzt worden. Die handelsüblich erhältlichen Isolationsmessgeräte sind für die Anwendung in der Luftumgebung (1 bar) geeignet und nicht für druck- (beispielsweise bis 600 bar) und wasserfeste Messtechnik vorhanden. Speziell in Wasser- und Druckumgebung gibt es bisher keine Lösung für die Isolationsmessung.
  • Die Druckschrift DE 893 225 B offenbart ein Verfahren zur Prüfung der Druckfestigkeit von Tiefseekabeln, bei dem ein an beiden Enden druckfestverschlossenes Kabelmuster in einem Druckzylinder einem bestimmten Wasserüberdruck ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Prüfung benutzte Kabelmuster in eine Vorrichtung eingebracht wird, die den im Druckzylinder in Längsrichtung, es Kabelmasters wirkenden Wasserdruck aufnimmt, und dass diese Vorrichtung in den Druckzylinder eingefügt wird.
  • Die Offenbarung von Siemens (Siemens: „Forschung für den Untergrund“, Verband für Schiffbau und Meerestechnik e.V., Schiffbnauindustrie, Gemeinsam für eine starke maritime Industrie 01/15, Seiten 18-23, internet: https://vvvvvv.vsm.de/sites/default/files/dokumente/46cblee4d9e6cd5 5b225ef337370f4a1/schiffbauindustrie - 01-2015.pdf) offenbart ganz allgemein einen Überblick zum Testen von Komponenten eines Stromnetzes unter Tiefseebedingungen.
  • Die Druckschrift DE 195 28 698 C1 offenbart eine Vorrichtung, welche zur Messung von Kabelfehlern, beispielsweise von Isolationsfehlern, dient und einen ein Testsignal in ein zu überprüfendes Kabel einleitenden Sender aufweist, sowie einen ein Reflexionssignal detektierenden Empfänger. Zur Ermittlung eines Reflexionsortes ist eine Auswertungseinheit vorgesehen. Der Sender generiert ein Dauersignal, bei dem ein Trägersignal mit einer festen Trägerfrequenz durch ein pseudo-statistisches Rauschsignal modelliert ist. Das pseudo-statistische Rauschsignal wird durch eine Folge von Umpolungen einer Trägerspannung des Trägersignals generiert. Die zeitliche Folge der Umschaltvorgänge ist in einem Speicher abgelegt und wird zur Ausbildung einer Modulationsperiode zyklisch wiederholt. Die Druckschrift DE 1 665 186 B offenbart ein druckfestes Gehäuse mit Schraubsockel und Kabeldurchführung, um isolierte Leitungen druckfest in ein Gehäuse einzuführen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Messanordnung und/oder Vorrichtung zur Isolationsmessung an Testkabeln in der Mittel- und Hochspannungsebene realitätsnah bezüglich Druck und umgebendes Medium durchzuführen, so dass eine aufwendige Messung von Kabeln unter Realbedingungen vor Ort entfallen kann.
  • Ferner ist es Aufgabe eine Messanordnung bereitzustellen mittels welcher ein Äquivalent zur Standard-Isolationsmessung an Luft bereitgestellt wird.
  • Ferner ist die Aufgabe eine Messspannung für die Isolationsmessung unter Druck und Unterwasser mittels der Messanordnung bereitstellen zu können, sowie Testergebnisse der Isolationsmessung aufnehmen und diese auswerten zu können.
  • Die Aufgabe wird gelöst mittels einer Messanordnung zur wasser- und druckneutralen Isolationsmessung an Kabeln. Die Messanordnung weist folgende Komponenten auf: einen Drucktank, eine elektronische Bauelementeeinheit, wobei die elektronische Bauelementeeinheit eine externe Bauelementeeinheit, welche außerhalb des Drucktankes angeordnet ist, und eine interne Bauelementeeinheit, welche innerhalb des Drucktankes angeordnet ist, umfasst. Die externe Bauelementeeinheit und die interne Bauelementeeinheit sind miteinander gekoppelt. Die interne Bauelementeeinheit weist einen Generator auf. Die externe Bauelementeeinheit weist eine Steuereinheit auf. Ferner weist die Messanordnung ein Testkabel auf, welches sich innerhalb des Drucktankes befindet. Erfindungsgemäß ist der Generator der internen Bauelementeeinheit dafür ausgebildet, für eine wasser- und druckfeste Isolationsmessung am Testkabel eine Messspannung im Drucktank bereitzustellen. Die Steuereinheit ist dafür ausgestaltet, mittels der elektronischen Bauelementeeinheit eine Isolationsmessung an dem Testkabel durchzuführen und/oder auszuwerten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die externe Bauelementeeinheit bevorzugt eine Schaltelementeeinheit und/oder und eine Messeinheit auf. Desweiteren bevorzugt weist die interne Bauelementeeinheit eine Schaltungseinheit und/oder ein Anschlusskabel auf.
  • Ferner weist die Messanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen einen Anschlussbereich auf, welcher derart ausgebildet ist, das Testkabel mit der elektronischen Bauelementeeinheit fluid- und druckdicht zu verbinden.
  • Ferner weist die Messanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Abschlussmuffe auf, welche dafür ausgebildet ist, das Testkabel an seinem der internen Bauelementeeinheit abgewendeten Ende vom umgebenden Medium fluid- und/oder druckdicht abzuschirmen.
  • Die interne Bauelementeeinheit ist druckneutral und fluiddicht ausgestaltet. Hierfür ist die interne Bauelementeeinheit derart ausgestaltet, dass diese mittels einer Umhüllung fluiddicht ist und einem hydrostatischen Druck standhält, wobei der hydrostatische Druck bevorzugt in einem Bereich zwischen 0 bar und 600 bar liegt. Andere Bereiche sind denkbar. Hierfür weist die Umhüllung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen bevorzugt eine Silikonschicht auf.
  • Bevorzugt ist der Generator dafür ausgebildet, eine Messspannung im Bereich von 1 kV - 60 kV bereit zu stellen. Weitere Spannungswerte sind jedoch denkbar. Weiterhin bevorzugt und gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die elektronischen Bauelemente derart ausgestaltet, dass diese für die vom Spannungsgenerator erzeugten Messspannungen geeignet sind.
  • Ferner weist die Bauelementeeinheit weitere Bauelemente auf, welche beispielsweise eine der Messanordnung zugehörige Aufbauelektronik bilden.
  • Die Umhüllung umgibt die elektronische Bauelementeeinheit und ist derart ausgebildet, dass die Umhüllung die elektronische Bauelementeeinheit fluiddicht und druckfest vor einem die Messanordnung und/oder die elektronische Bauelementeeinheit umgebenden Fluides, beispielsweise Wasser, und Drucks schützt. Mittels des Anschlussbereichs ist ein Kabel mit der elektronischen Bauelementeeinheit fluid- und druckdicht verbindbar, so dass eine Isolationsmessung am Testkabel auch unter Wasser oder einem anderen Fluid und/oder in einer mit Druck beaufschlagten Umgebung möglich ist. Die Steuereinheit ist dafür ausgestaltet, mittels der elektronischen Bauelementeeinheit eine Isolationsmessung und/oder eine Durchschlagsmessung an dem Testkabel auszuführen und/oder auszuwerten. Weitere Messungen am Testkabel, die einer Einschätzung des physikalischen Zustands des Kabels und/oder eines Verbrauchers, welcher am Kabel angeschlossen ist, dienen, sind denkbar. Die Steuereinheit ist dafür ausgebildet die Bauelementeeinheit, insbesondere den Generator, welcher bevorzugt ein Spannungsgenerator ist, und/oder die Sensoranordnung mit Steuersignalen zu versorgen. Hierbei sind mittels der Steuereinheit Stellgrößen der Steuersignale einstellbar, beispielsweise eine Frequenz und/oder ein Tastverhältnis und/oder eine Zeitkomponente und/oder eine Messspannung. Die Einstellung dieser Steuersignale kann mittels der Steuereinheit über einen Computer/Mikrocontroller und/oder händisch über Drehknöpfe, Schalter o.ä. eingestellt werden. Eine Einstellung der Steuersignale kann auch automatisch erfolgen mittels eines Computerprogramms.
  • In dem Drucktank sind die elektronische interne Bauelementeeinheit und das Testkabel, an welchem eine Isolationsmessung erfolgen soll, angeordnet. Dies ermöglicht eine Bereitstellung eines Testsytems, mit welchem unter Idealbedingungen (Umgebungsmedium, Druckbeaufschlagung) an Kabeln, beispielsweise Seekabel/Unterwasserkabel, Durchschlags- und/oder Isolationsmessungen in einer wasser- und druckfesten Konstruktion durchgeführt werden können. Die Messanordnung, aufweisend einen Drucktank, erlaubt es, mit kleineren Kabelproben im Drucktank und nicht mit Kabeln vor Ort über lange Strecken, beispielsweise von Land zu Wasser, zu messen.
  • Die Messanordnung weist ferner gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Abschlussmuffe, beispielsweise eine Unterwassermuffe, auf, mittels welcher das zu prüfende Testkabel an seinem der elektronischen internen Bauelementeeinheit abgewendeten Ende vom umgebenden Medium fluid- und/oder druckdicht abgeschirmt wird.
  • Die elektronische Bauelementeeinheit hält ferner gemäß verschiedenen Ausführungsformen elektrische Anschlussmittel bereit, welche bevorzugt wasser- und druckfeste elektrische Verbindungen ermöglichen. Beispielsweise wird ein Anschluss an eine Hilfsstromversorgung gewährleistet und/oder an eine Hilfsstromversorgungsspannung. Alternativ oder zusätzlich wird auch ein Anschluss an die Steuereinheit und/oder eine Auswerteeinheit bereitgestellt. Mittels dieses Anschlusses werden beispielsweise Messwerte beispielsweise bezgl. Strom und/oder Spannung an die Steuereinheit übermittelt.
  • Es ist denkbar, dass die Bauelementeeinheit die Steuereinheit aufweist, oder dass diese extra angeordnet ist. Es ist auch denkbar, dass mehrere Steuereinheiten verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass eine Steuereinheit mehrerer Untersteuereinheiten aufweist, wobei die Untersteuereinheiten derart ausgebildet sind, dass diese miteinander elektrisch in Verbindung stehen und miteinander kommunizieren können. Die Steuereinheit und/oder die Untersteuereinheiten können auch Auswerteeinheiten aufweisen.
  • Es ist denkbar, dass die Steuereinheit und/oder die Untersteuereinheiten einen Computer oder einen Mikrocontroller aufweisen und mittels eines Computerprogramms die Isolationsmessungen am Testkabel vornehmen, indem beispielsweise Steuersignale ausgesendet, Messwerte aufgenommen und/oder Messwerte ausgewertet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der Generator ein Hochspannungsgenerator, bevorzugt ein druckneutraler Gegentakt-Hochspannungsdurchflusswandler. Mittels des Hochspannungsgenerators wird eine zur Messung notwendige Hochspannung direkt am Ort der Messung erzeugt. Damit wird vermieden, dass eine Hochspannung aufwendig zum Ort der Messung, beispielsweise in den Drucktank, geführt werden muss.
  • Eine Unterwassermuffe, welche der Anschlussbereich bevorzugt aufweist, ermöglicht einen Anschluss des Testkabels, an welchem die Isolationsmessung durchgeführt werden soll, so dass eine Abschirmung des Kabels gegenüber dem umgebenden Medium wasser- und druckfest ermöglicht wird.
  • Bevorzugt ist die Umhüllung als ein Silikonverguss ausgestaltet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die erfindungsgemäße Messanordnung Anschlüsse auf, welche die interne Bauelementeeinheit mit der externen Bauelementeeinheit verbinden. Diese sind bevorzugt im Drucktankdeckel angeordnet. Diese Anschlüsse weisen beispielsweise einen Anschluss zur Steuereinheit auf, über welchen ein Steuersignal SH von der Steuereinheit zum Generator geleitet wird. Das Steuersignal kann gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen Stellgrößen, wie beispielsweise Frequenz und Tastverhältnis aufweisen. Weitere Stellgrößen sind denkbar. Ferner kann ein Anschluss zur Übermittlung einer Hilfsstromversorgung angeordnet sein, beispielsweise eine positive Hilfsstromversorgung PHP sowie Nullpotential Hilfsstromversorgung zur Primärseite des Generators von der externen Bauelementeeinheit und/oder eine 24V-Hilfstromversorgung P24 H, sowie das Nullpotential 0H dieser 24V-Hilfstromversorgung P24 H angeordnet sein. Ferner sind bevorzugt Anschlüsse zur Übermittlung von Messwerten (Strommesswerte MI/OMI und/oder Spannungsmesswerte MU/0MU) angeordnet. Für die Ermittlung der Messwerte weist die interne Bauelementeeinheit Sensoren und/oder Messverstärker auf.
  • Der Generator, welcher gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Hochspannungsgenerator ist, leitet eine von ihm erzeugte Hochspannung HV/0HV, zum Testkabel weiter. Unterwassermuffen, mittels welcher das Testkabel an der internen Bauelementeeinheit gekoppelt ist, sowie eine Umhüllung der internen Bauelementeinheit ermöglichen eine druckneutrale und wasserfeste Isolationsmessung im Drucktank.
  • Unter anderem sind mittels der Messanordnung Durchschlag- und Isolationsmessungen für Unterwasserkabel in einer wasser- und druckfesten Konstruktion machbar. Beispielsweise können am Unterwasserkabel potentiell auftretende Defekte, beispielsweise verursacht durch eine beschleunigte Materialalterung infolge einer Druckbelastung, gemessen und vorbeugend vermieden werden. Die Messtechnik erlaubt es zudem, kostenminimierend mit kleineren Kabelproben in einem Drucktanktest und nicht mit kostenintensiven Kabeln vor Ort, beispielsweise von Wasser zu Land, zu messen.
  • Ausführung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Messanordnung zur wasser- und druckfesten Isolationsmessung von Kabeln wird anhand von Ausführungsbeispielen mittels Zeichnung näher erläutert:
  • Hierbei zeigt
    • 1 Messanordnung allgemein
    • 2 Messanordnung in einem Drucktank
  • In der folgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die erfindungsgemäße Anordnung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird eine Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“ usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Zeichnungen verwendet. Die Richtungsterminologie dient der Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend.
  • Die erfindungsgemäße Messanordnung zur wasser- und druckfesten Isolations- und/oder Durchschlagsmessung von Kabeln weist gemäß verschiedenen Ausführungsformen folgende Komponenten auf:
    • einen Drucktank 2, eine elektronische Bauelementeeinheit 1, aufweisend eine externe Bauelementeeinheit 11, welche außerhalb des Drucktankes 2 angeordnet ist, und eine interne Bauelementeeinheit 12, welche innerhalb des Drucktankes 2 angeordnet ist, wobei die interne Bauelementeeinheit 12 druckneutral ausgebildet ist. Die externe Bauelementeeinheit 11 und die interne Bauelementeeinheit 12 sind miteinander gekoppelt sind, wobei die interne Bauelementeeinheit 12 einen Generator 121 aufweist, und wobei die externe Bauelementeeinheit 11 eine Steuereinheit 112 und eine Messeinheit 113 aufweist. Ferner weist die Anordnung zumindest ein Testkabel 5 auf, wobei das zumindest eine Testkabel 5 im Inneren des Drucktanks 2 angeordnet ist und mit der Bauelementeeinheit 1 gekoppelt ist. Der Generator 121 der internen Bauelementeeinheit 12 ist dafür ausgebildet, für eine wasser- und druckfeste Isolationsmessung am Testkabel 5 eine Messspannung im Drucktank 2 bereitzustellen. Die Steuereinheit 112 ist dafür ausgestaltet ist, mittels der elektronischen Bauelementeeinheit 1 eine Isolationsmessung an dem Testkabel 5 auszuführen und/oder auszuwerten.
  • In 1 ist die erfindungsgemäße Messanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Die Messanordnung weist einen Drucktank 2 mit geschlossenem Drucktankdeckel 21 auf. Die Anordnung weist ferner eine Bauelementeeinheit 1 auf, welche unterteilt ist in eine externe Bauelementeeinheit 11 und eine interne Bauelementeeinheit 12. Innerhalb des Drucktanks 2 befindet sich ein mit Druck beaufschlagtes Medium, beispielsweise Wasser. Der Drucktankdeckel 21 weist einen ersten Anschlussbereich 211 und einen zweiten Anschlussbereich 212 auf. An dem ersten Anschlussbereich 211 ist ein Anschlusskabel lösbar befestigt, welches in Verbindung mit dem Drucktankdeckel 21 bzw. dem zweiten Anschlussbereich 212 die interne Bauelementeeinheit 12 und die externen Bauelementeeinheit 11 elektrisch verbindet. Bevorzugt wird ein 250 V-Anschluss von extern nach intern verwendet. Die externe Bauelementeeinheit 11 weist eine Schaltelementeinheit 111 auf, wobei die Schaltelementeinheit 111 mindestens einen Schalter aufweist, wobei ein Vorhandensein mehrerer Schalter bevorzugt ist.
  • Die externe Bauelementeeinheit 11 weist ferner eine Steuereinheit 112 sowie zumindest eine Messeinheit 113 auf. Mittels der Steuereinheit 112 wird beispielsweise die Messeinheit 113 angesteuert, um verschiedene Messsignale zu erzeugen und/oder abzugreifen und/oder Messsignale auszuwerten. Es ist auch denkbar, dass mittels der Steuereinheit 112 Messalgorithmen und/oder fest vorgeschriebene Messverfahren durchgeführt werden können. Hierbei ist eine automatische Einstellung entsprechender Messverfahren und/oder entsprechender Messalgorithmen denkbar. Aber auch eine manuelle Einstellung durch den Nutzer der erfindungsgemäßen Messanordnung, sowie eine Kombination einer manuellen und automatischen Steuerung ist denkbar. Es ist denkbar, dass die Messeinheit 113 ein druckneutrales Hochspannungswiderstandsmessgerät ist, welches folgende Komponenten bevorzugt aufweist:
    • zumindest ein Zweikanal-Oszillograph für Messwerte Strom und/oder Spannung zum Erkennen von Durchschlägen und Entladungen, für einen Frequenzabgleich mit einem Testkabel 5 und/oder für eine Kontrolle des Resonanzbetriebes
    • zumindest ein Digitalvoltmeter mit serieller Schnittstelle zur Erfassung des Stromwertes
    • sowie ein Digitalvoltmeter mit serieller Schnittstelle zur Erfassung der Prüfspannung.
    Es ist denkbar, dass die Messeinheit 113 digitalisiert ausgeführt ist, beispielsweise mittels der Software LabView oder weiteren Programmiersystemen. Ferner ist es denkbar, dass die Steuereinheit 112 einen DSP und/oder Mikrocontroller aufweist, um die Ansteuerung und/oder die Messauswertung vorzunehmen.
  • Mittels des zumindest eines Schalters der Schaltelementeinheit 111 werden Mess-Impedanzen des zu testenden Testkabels 5 eingestellt. Verschiedene Kombinationen der Impedanzmessungen sind hierbei möglich, wie beispielsweise Ader-zu-Ader-Kombinationen oder Ader-zu-Wasser-Kombinationen. Die Einstellung erfolgt extern, außerhalb des Drucktankes 2, mittels der Schaltelementeeinheit 111.
  • Innerhalb des Drucktanks 2 ist ein zweiter Anschlussbereich, welcher ein internes Anschlusskabel aufweist, ein Generator 121, sowie eine Schaltungseinheit 122 angeordnet. Der zweite Anschlussbereich wird für die Ansteuerung des Generators 121, welcher bevorzugt ein Hochspannungsgenerator ist, und der nachfolgenden Schaltungseinheit 122, verwendet. Der Generator 121, die Schaltungseinheit 122 und das Testkabel 5 sind miteinander elektrisch gekoppelt.
  • Die Schaltungseinheit 122 befindet sich innerhalb des Drucktankes 2 und ist mit dem Testkabel 5 gekoppelt, so dass ein elektrischer Kontakt jeder Ader mit einem Ausgang der Schaltungseinheit 122 besteht. Die Schaltungseinheit 122 ist druckneutral und fluiddicht ausgestaltet. Innerhalb des Drucktankes 2 ist an dem Anschlusskabel ein Generator 121, vorzugsweise ein Hochspannungsgenerator, angeschlossen. Der Generator 121 weist bevorzugt einen druckneutralen Gegentaktdurchflusswandlertransformator auf. Dies ermöglicht eine Ausgangsspannung mit nahezu beliebiger Größe. Bevorzugt handelt es sich bei der Schaltungseinheit 122 um einen Hochspannungsschaltungseinheit. Die Schaltungseinheit 122 weist eine Schaltung mit Schaltelementen auf, mittels welcher es möglich ist, verschiedene Kombinationen Isolationsmessungen durchzuführen, beispielsweise Ader-zu-Ader-Kombinationen oder Ader-zu-Wasser-Kombinationen. Die Einstellung der Schaltungseinheit 122 erfolgt über die externe Schaltelementeeinheit 111.
  • Eine Schaltungseinheit 111 ist in 2 dargestellt. Bevorzugt ist die Schaltungseinheit 111 ein Hochspannungsschalter, welcher druckneutral und fluiddicht ausgestaltet ist. Bevorzugt ist dies mittels einer Umhüllung realisiert, welche wiederum bevorzugt elastisch ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise mittels einer Verwendung von Silikon für die Umhüllung erreicht werden. Denkbar hierbei ist beispielsweise, dass die Umhüllung ein Verguss aus Silikon oder einem ähnlichen elastischen Material ist. Mittels dieser Umhüllung werden eine Fluiddichte sowie eine Druckneutralität erreicht.
  • An der Schaltungseinheit 122 im Inneren des Drucktankes 2, liegt Spannung und ein Nullpotential an, bevorzugt handelt es sich hier um eine Hochspannung HV, welche vom Generator 121 ausgegeben wird. Weiterhin befinden sich Eingänge 111 - E an der Schaltungseinheit 122, welche Signale, beispielsweise Spannungssignale, an die Schaltungseinheit 122 liefern. Diese Spannungssignale werden mittels der externen Schaltelementeeinheit 111 und/oder der Steuereinheit 112 erzeugt. Sie bewirken eine Weiterleitung der Hochspannung bzw. der Messspannung an das Testkabel 5 mittels der Ausgänge A - 5, insbesondere an die Adern des Testkabels 5 und/oder an das das Testkabel 5 umgebende Medium, beispielsweise Wasser.
  • Mittels der Steuereinheit 112 werden die Messsignale/Spannungssignale eingestellt, mittels welcher die Messung am Testkabel 5 erfolgen soll. Es ist hierbei auch denkbar, dass die Schaltelementeeinheit 111 in der Steuereinheit 112 integriert ist, so dass die Einstellung der entsprechenden zu untersuchenden Adern des Testkabels 5 auch über die Steuereinheit 112 erfolgt. Ebenso ist denkbar, dass dir Auswertung bzw. die Ausgabe der Messwerte ebenfalls über die Steuereinheit 112 erfolgt.
  • In 3 ist gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Teil der erfindungsgemäßen Messanordnung dargestellt, welcher sich im Inneren des Drucktankes 2 befindet. Die Bauelementeeinheit 1 ist unterteil in zumindest eine externe Bauelementeeinheit 11 (hier nicht dargestellt) und eine interne Bauelementeeinheit 12 welche sich im Inneren des Drucktankes 2 befindet. Anschlüsse, welche die interne Bauelementeeinheit 12 mit der externen Bauelementeeinheit 11 verbinden, sind bevorzugt im Drucktankdeckel 21 (hier nicht dargestellt) angeordnet. Diese Anschlüsse weisen beispielsweise einen Anschluss zur Steuereinheit 112 auf, über welchen ein Steuersignal SH von der Steuereinheit 112 zum Generator 121 geleitet wird. Das Steuersignal kann gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen beispielsweise die Stellgrößen Frequenz und Tastverhältnis aufweisen. Weitere Stellgrößen sind denkbar. Ferner kann ein Anschluss zur Übermittlung einer Hilfsstromversorgung angeordnet sein, beispielsweise eine positive Hilfsstromversorgung PHP sowie Nullpotential Hilfsstromversorgung zur Primärseite des Generators 121 von der externen Bauelementeeinheit 11 und/oder eine 24V-Hilfstromversorgung P24 H, sowie das Nullpotential 0H dieser 24V-Hilfstromversorgung P24 H angeordnet sein. Ferner sind bevorzugt zur Anschlüsse zur Übermittlung von Messwerten (Strommesswerte MI/OMI und/oder Spannungsmesswerte MU/0MU). Hierfür weist die interne Bauelementeeinheit 12 Sensoren 123 und/oder Messverstärker auf.
  • Der Generator 121, welcher gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Hochspannungsgenerator ist, leitet eine von ihm erzeugte Hochspannung HV/0HV, zum Testkabel 5 weiter. Unterwassermuffen 7, mittels welcher das Testkabel 5 an der internen Bauelementeeinheit 12 gekoppelt ist, sowie eine Umhüllung 7 der internen Bauelementeinheit 12 ermöglichen eine druckneutrale und wasserfeste Isolationsmessung im Drucktank 2.
  • Da es sich bei der vorhergehenden, detailliert beschriebenen Messanordnung um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Messanordnung in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen. Ebenso kann die Messanordnung in einer anderen Form ausgestaltet werden, wenn dies aus Platzgründen bzw. designerischen Gründen notwendig ist. Weiter schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.

Claims (10)

  1. Messanordnung zur wasser- und druckneutralen Isolationsmessung an Kabeln, Messanordnung aufweisend: einen Drucktank 2, eine elektronische Bauelementeeinheit 1, aufweisend eine externe Bauelementeeinheit 11, welche außerhalb des Drucktankes 2 angeordnet ist, und eine interne Bauelementeeinheit 12, welche innerhalb des Drucktankes 2 angeordnet ist, wobei die externe Bauelementeeinheit 11 und die interne Bauelementeeinheit 12 miteinander gekoppelt sind, wobei die interne Bauelementeeinheit 12 einen Generator 121 aufweist, wobei die externe Bauelementeeinheit 11 eine Steuereinheit 112 aufweist, ferner aufweisend zumindest ein Testkabel 5, wobei das zumindest eine Testkabel 5 im Inneren des Drucktanks 2 angeordnet ist und mit der Bauelementeeinheit 1 gekoppelt ist, wobei der Generator 121 der internen Bauelementeeinheit 12 dafür ausgebildet ist, für eine wasser- und druckfeste Isolationsmessung am Testkabel 5 eine Messspannung im Drucktank 2 bereitzustellen, wobei die Steuereinheit 112 dafür ausgestaltet ist, mittels der elektronischen Bauelementeeinheit 1 eine Isolationsmessung an dem Testkabel 5 auszuführen und/oder auszuwerten.
  2. Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Bauelementeeinheit 11 eine Schaltelementeeinheit 111 und/oder eine Messeinheit 113 aufweist.
  3. Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Bauelementeeinheit 12 eine Schaltungseinheit 122 und/oder ein Anschlusskabel 123 aufweist.
  4. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ferner aufweisend einen Anschlussbereich 4, welcher derart ausgebildet ist, das Testkabel 5 mit der elektronischen Bauelementeeinheit 1 fluid- und druckdicht zu verbinden.
  5. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Abschlussmuffe, welche dafür ausgebildet ist, das Testkabel 5 an seinem der Bauelementeeinheit 1 abgewendeten Ende vom umgebenden Medium fluid- und/oder druckdicht abzuschirmen.
  6. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Bauelementeeinheit 12 druckneutral und fluiddicht ausgestaltet ist.
  7. Messanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Bauelementeeinheit 12 derart ausgestaltet ist, dass diese mittels einer Umhüllung 6 fluiddicht ist und einem hydrostatischen Druck standhält.
  8. Messanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrostatischer Druck in einem Bereich von 0 bar bis 600 bar liegt.
  9. Messanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung eine Silikonschicht aufweist.
  10. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator dafür ausgebildet ist, eine Messspannung im Bereich von 1 kV - 60 kV bereit zu stellen.
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