DE102019106952A1 - Measuring device and method for monitoring static or dynamically changing properties of an electrical conductor in a transmission line - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung (1) zur Überwachung von statischer Alterung oder dynamisch veränderlichen Eigenschaften eines elektrischen Leiters an einer Übertragungsstrecke (10) mit einem Anschluss (4) der Messvorrichtung (1) zur Ankopplung an die Übertragungsstrecke (10), wobei die Messvorrichtung (1) einen Signalgenerator (2) zur Erzeugung eines hochfrequenten Signals (HF) in die Übertragungsstrecke (10), das dem Strom in der stromführenden Leitung aufgeprägt ist, einen Signalaufnehmer (3) zur Erfassung der Dämpfung des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke (10) und zur Ermittlung einer korrespondierenden Signallaufzeit mit einem Zeitgeber (3.1) umfasst, wobei die Messvorrichtung (1) ferner einen Datenspeicher (5) aufweist, der Temperaturdaten der Übertragungsstrecke in Abhängigkeit der Dämpfung des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke (10) umfasst sowie eine Signalauswerteeinheit, die ausgebildet ist, aus der jeweils gerade aktuell erfassten Dämpfung die aktuelle Temperatur der Leitung zu bestimmen.The invention relates to a method and a measuring device (1) for monitoring static aging or dynamically changing properties of an electrical conductor on a transmission link (10) with a connection (4) of the measuring device (1) for coupling to the transmission link (10), wherein the measuring device (1) a signal generator (2) for generating a high-frequency signal (HF) in the transmission path (10), which is impressed on the current in the current-carrying line, a signal sensor (3) for detecting the attenuation of the high-frequency signal in the transmission path (10) and for determining a corresponding signal propagation time with a timer (3.1), the measuring device (1) also having a data memory (5) which includes temperature data of the transmission path as a function of the attenuation of the high-frequency signal in the transmission path (10) and a signal evaluation unit which is designed to consist of the a to determine the current temperature of the line.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung zur Überwachung von statischen oder dynamisch veränderlichen Eigenschaften eines elektrischen Leiters an einer Übertragungsstrecke der Leitung.The invention relates to a method and a measuring device for monitoring static or dynamically variable properties of an electrical conductor on a transmission path of the line.

Versorgungsleitungen, beispielsweise eines Fahrzeugs, werden im Stand der Technik nach Stromdichte bzw. Spannungsfall und Umgebungsbedingungen ausgelegt. Aus diesem Grund sind die Leitungen häufig überdimensioniert. Dies betrifft sowohl die Leitungsquerschnitte als auch die Isolationsmaterialien. Die Absicherung erfolgt über Sicherungen, die auf thermischer, magnetischer oder elektronischer Basis arbeiten. Dabei führt die Absicherung eine Stromüberwachung an einer spezifischen Stelle, wie z.B. einem Sicherungsstreifen oder einem Strom-/Temperatursensor, durch und auf Basis dieser Daten und entsprechender Charakteristika schalten Algorithmen im Fehler- oder Überlastfall den Leitungspfad ab. Solche Anordnungen berücksichtigen somit nur den Stromfluss bzw. die Summe aller Widerstände in der überwachten Übertragungsstrecke. Eine detaillierte Überwachung der Übertragungsstrecke ist damit nicht abgedeckt und sogenannte „hot spots“, die ggf. zwar zulässig sind oder als Folge eines Fehlers auftreten, können nicht lokalisiert werden. Ferner kann eine Alterung einer Leitung weder über die gesamte Distanz der Leitung, noch lokal erfasst oder prognostiziert werden, da die Anschlusselemente stets mit bewertet werden.In the prior art, supply lines, for example of a vehicle, are designed according to current density or voltage drop and ambient conditions. For this reason, the lines are often oversized. This applies to both the cable cross-sections and the insulation materials. The protection takes place via fuses that work on a thermal, magnetic or electronic basis. The fuse carries out a current monitoring at a specific point, e.g. a security strip or a current / temperature sensor, through and on the basis of this data and the corresponding characteristics, algorithms switch off the line path in the event of a fault or overload. Such arrangements therefore only take into account the current flow or the sum of all resistances in the monitored transmission path. This does not cover detailed monitoring of the transmission path and so-called “hot spots”, which may be permitted or occur as a result of an error, cannot be localized. Furthermore, aging of a line cannot be recorded or forecast locally either over the entire distance of the line, since the connection elements are always evaluated.

Aus der Energietechnik ist bekannt, dass Hochspannungsleitungen begrenzt überwacht werden können. Die diagnostischen Möglichkeiten sind dabei aber begrenzt. Neben Teilentladungsprüfungen bei Hochspannung kann der Zustand der Kabelisolierung durch dielektrische Messungen (z.B. Verlustfaktor, Kapazität und dielektrische Antwort) beurteilt werden. Ferner spiegeln die Temperaturen an verschiedenen Stellen sowie der Öldruck den aktuellen Belastungszustand der Leitung wider. Nachteilig daran ist, dass diese Lösungen nicht auf ein Fahrzeug übertragen werden können, da unter anderem in einem Fahrzeug kein Öl verwendet wird, die Spannung zu niedrig oder die Strecke zu kurz ist.It is known from energy technology that high-voltage lines can be monitored to a limited extent. The diagnostic options are limited. In addition to partial discharge tests at high voltage, the condition of the cable insulation can be assessed through dielectric measurements (e.g. loss factor, capacitance and dielectric response). Furthermore, the temperatures at various points and the oil pressure reflect the current load status of the line. The disadvantage here is that these solutions cannot be transferred to a vehicle, since, among other things, no oil is used in a vehicle, the voltage is too low or the distance is too short.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung sowie ein Verfahren zur Überwachung von statischen oder dynamisch veränderlichen Eigenschaften eines elektrischen Leiters in einer Übertragungsstrecke mit dieser Messvorrichtung bereitzustellen, die eine Erfassung der Temperatur einer Übertragungsstrecke, insbesondere einer Leitung, mit oder ohne örtliche Auflösung gewährleistet, um daraus z.B. eine Überwachung zur Abschaltung im Fehler- oder Überlastfall vorzunehmen und/oder Aussagen zur (Isolations-)Alterung bzw. der Lebensdauer abzuleiten.It is therefore the object of the present invention to provide a measuring device and a method for monitoring static or dynamically changing properties of an electrical conductor in a transmission link with this measuring device, which ensures that the temperature of a transmission link, in particular a line, is recorded with or without local resolution to get from it e.g. monitor the shutdown in the event of a fault or overload and / or derive information on (insulation) aging or the service life.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to patent claim 1.

Erfindungsgemäß wird daher eine Messvorrichtung zur Überwachung von statischen oder dynamisch veränderlichen Eigenschaften eines elektrischen Leiters in einer Übertragungsstrecke und Anschluss der Messvorrichtung zur Ankopplung an die Übertragungsstrecke vorgeschlagen. Die Messvorrichtung umfasst einen Signalgenerator zur Erzeugung eines hochfrequenten Signals in die Übertragungsstrecke, das dem Strom bzw. dem Spannungsverlauf in der stromführenden Leitung aufgeprägt ist, und einen Signalaufnehmer zur Erfassung einer Dämpfung/Antwortfunktion des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke und zur Ermittlung einer korrespondierenden Signallaufzeit mit einem Zeitgeber. Die Messvorrichtung weist ferner einen Datenspeicher auf, der Temperaturdaten der Übertragungsstrecke in Abhängigkeit der Dämpfung des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke umfasst, sowie eine Signalauswerteeinheit, die ausgebildet ist, aus der jeweils gerade aktuell erfassten Dämpfung die aktuelle Temperatur der Leitung zu bestimmen. Die Signalauswerteeinheit ist ferner geeignet, aus der vom Signalaufnehmer erfassten Antwortfunktion die Dämpfung zu bestimmten.According to the invention, therefore, a measuring device for monitoring static or dynamically variable properties of an electrical conductor in a transmission link and connecting the measuring device for coupling to the transmission link is proposed. The measuring device comprises a signal generator for generating a high-frequency signal in the transmission path, which is impressed on the current or the voltage curve in the current-carrying line, and a signal sensor for detecting a damping / response function of the high-frequency signal in the transmission path and for determining a corresponding signal propagation time a timer. The measuring device also has a data memory that includes temperature data of the transmission path as a function of the attenuation of the high-frequency signal in the transmission path, as well as a signal evaluation unit that is designed to determine the current temperature of the line from the currently detected attenuation. The signal evaluation unit is also suitable for determining the attenuation from the response function recorded by the signal pickup.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Signalgenerator und der Signalaufnehmer an der gleichen Position mit dem Anschluss an die Übertragungsstrecke angeschlossen sind. Dabei ist günstig, dass der Aufbau der Messvorrichtung einfach gestaltet ist, da nur eine Einheit benötigt wird, in die sowohl der Signalgenerator als auch der Signalaufnehmer integriert sind. Dementsprechend erfolgt die Erzeugung des hochfrequenten Signals in die Übertragungsstrecke und die Erfassung der Dämpfung/Antwortfunktion des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke an derselben Position und eine zusätzliche Vorrichtung für eine Datenkommunikation zwischen dem Signalgenerator und dem Signalaufnehmer wird obsolet.In an advantageous embodiment, it is provided that the signal generator and the signal pickup are connected to the connection to the transmission path in the same position. It is advantageous that the construction of the measuring device is simple, since only one unit is required, in which both the signal generator and the signal pick-up are integrated. Accordingly, the generation of the high-frequency signal in the transmission link and the detection of the attenuation / response function of the high-frequency signal in the transmission link take place at the same position and an additional device for data communication between the signal generator and the signal pick-up becomes obsolete.

Vorzugsweise ist die Messvorrichtung so ausgebildet, dass eine Vielzahl von elektrischen Anschlusskomponenten oder elektrischen Baugruppen an definierten Positionen der Übertragungsstrecke vorgesehen sind. Die jeweilige Position und das temperaturabhängige Dämpfungsverhalten bzw. Warn- /Grenzwerte jeder Komponente sind in dem Datenspeicher hinterlegt. Dies ermöglicht eine Ermittlung der Temperatur einer entsprechenden Position der Übertragungsstrecke unter Berücksichtigung der jeweiligen elektrischen Anschlusskomponenten oder elektrischen Baugruppen.The measuring device is preferably designed such that a multiplicity of electrical connection components or electrical assemblies are provided at defined positions on the transmission path. The respective position and the temperature-dependent damping behavior or warning / limit values of each component are stored in the data memory. This enables the temperature of a corresponding position on the transmission path to be determined, taking into account the respective electrical connection components or electrical assemblies.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Anzeigevorrichtung angeordnet ist, mit der die Dämpfung des hochfrequenten Signals oder eines dazu korrespondierenden Signals mit den jeweiligen erfassten Positionen dargestellt wird. Dadurch kann eine gezielte Auswertung der Temperatur mittels der Dämpfung des hochfrequenten Signals für eine entsprechende Position in der Übertragungsstrecke realisiert werden und sogenannte „hot spots“ werden von der Anzeigevorrichtung dargestellt und sind schnell zu ermitteln.In a further advantageous variant, it is provided according to the invention that a display device is arranged with which the attenuation of the high-frequency signal or of a signal corresponding to it is displayed with the respective detected positions. As a result, a targeted evaluation of the temperature by means of the attenuation of the high-frequency signal for a corresponding position in the transmission path can be implemented and so-called “hot spots” are shown by the display device and can be determined quickly.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zur Überwachung von statischen oder dynamisch veränderlichen Eigenschaften eines elektrischen Leiters in der Übertragungsstrecke mit einer vorstehend beschriebenen Messvorrichtung vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfasst:

  1. a. Erzeugen eines hochfrequenten Signals mittels des Signalgenerators und Einkopplung in die Übertragungsstrecke,
  2. b. Messen wenigstens einer Antwortfunktion (Antwortsignals) oder der Dämpfung des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke mittels des Signalaufnehmers,
  3. c. Bestimmen der aktuellen Temperatur einzelner Abschnitte einer Leitung mittels der Signalauswerteeinheit aus der Antwortfunktion oder der jeweils gerade aktuell erfassten Dämpfung.
According to the invention, a method for monitoring static or dynamically variable properties of an electrical conductor in the transmission path with a measuring device described above is also proposed, which comprises the following steps:
  1. a. Generation of a high-frequency signal by means of the signal generator and coupling into the transmission path,
  2. b. Measuring at least one response function (response signal) or the attenuation of the high-frequency signal in the transmission path by means of the signal pick-up,
  3. c. Determination of the current temperature of individual sections of a line by means of the signal evaluation unit from the response function or the currently currently detected attenuation.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Messdaten der Antwortfunktion in Schritt b) mit den hinterlegten Daten im Datenspeicher korreliert werden, um daraus in Schritt c) die Temperatur zu ermitteln. Unter den im Datenspeicher hinterlegten Daten sind Kennfelder der einzelnen elektrischen Anschlusskomponenten oder elektrischen Baugruppen, die temperaturabhängige Daten der Dämpfung des hochfrequenten Signals für sämtliche elektrische Anschlusskomponenten oder elektrische Baugruppen umfasst. Dadurch kann mit den in Schritt b) gemessenen Messdaten der Antwortfunktion die Temperatur der entsprechenden elektrischen Anschlusskomponenten oder elektrischen Baugruppe orts- und zeitaufgelöst bestimmt werden.In one embodiment of the method it is provided that the measurement data of the response function in step b) are correlated with the data stored in the data memory in order to determine the temperature therefrom in step c). The data stored in the data memory include characteristics maps of the individual electrical connection components or electrical assemblies, which include temperature-dependent data on the attenuation of the high-frequency signal for all electrical connection components or electrical assemblies. As a result, with the measurement data of the response function measured in step b), the temperature of the corresponding electrical connection components or electrical assembly can be determined in a spatially and time-resolved manner.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer Ausführungsvariante durchgeführt, dass aus der Änderung der imaginären Anteile der Dämpfung Rückschlüsse auf die Temperatur gezogen werden und daraus eine Isolationsschädigung detektiert werden kann.The method according to the invention is carried out in an embodiment variant in which conclusions can be drawn about the temperature from the change in the imaginary components of the damping, and insulation damage can be detected therefrom.

Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der das Verfahren in einem stromführenden Zustand der Leitung (Gleich- oder Wechselstrom) durchgeführt wird und dabei das hochfrequente Signal dem Gleichstrom oder Wechselstrom überlagert wird. Vorteilhaft daran ist, dass eine Überwachung der Temperatur während dem üblichen Einsatz der Übertragungsstrecke durchgeführt werden kann und dieser nicht unterbrochen werden muss.Furthermore, an embodiment is favorable in which the method is carried out in a current-carrying state of the line (direct or alternating current) and the high-frequency signal is superimposed on the direct current or alternating current. The advantage of this is that the temperature can be monitored during normal use of the transmission link and this does not have to be interrupted.

Vorzugsweise weist der Datenspeicher ferner Temperaturgrenzwerte für die Leitung auf und die in Schritt c) ermittelte Temperatur wird mit im Datenspeicher hinterlegten Temperaturgrenzwerten verglichen und bei Erreichen bzw. Überschreiten des Temperaturgrenzwerts ein Stromfluss durch die Übertragungsstrecke unterbrochen oder reduziert. Vorteilhaft daran ist, dass sich auf diese Weise eine einfach umzusetzende Überwachung zur Abschaltung, bzw. schrittweisen Degradation im Fehler- oder Überlastfall realisieren lässt. Zur Bestimmung der Alterung müssen Langzeitwerte erfasst und gespeichert werden. Gegebenenfalls wird ein vorverarbeiteter, gleitender Mittelwert gebildet, der mit den aktuellen Werten verglichen wird.The data memory preferably also has temperature limit values for the line and the temperature determined in step c) is compared with temperature limit values stored in the data memory and a current flow through the transmission path is interrupted or reduced when the temperature limit value is reached or exceeded. The advantage of this is that in this way an easy-to-implement monitoring for disconnection or gradual degradation in the event of a fault or overload can be implemented. Long-term values must be recorded and stored to determine aging. If necessary, a preprocessed, moving average is formed, which is compared with the current values.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Temperatur entlang des elektrischen Leiters ortsaufgelöst als Funktion T = T(x) erfasst wird. Dabei definiert x eine Position entlang der Leitung und insbesondere für definierte Positionen in der Übertragungsstrecke wird die ortsabhängige Temperatur ermittelt. Somit lassen sich die Temperaturen exakt an gewünschten Stellen eines elektrischen Leiters bestimmen, problematische Stellen der Leitung ausfindig machen und folglich lässt sich die Dimensionierung des elektrischen Leiters, oder ihre Lage gegenüber der Umwelt optimieren. Die Erfassung der Temperatur entlang des elektrischen Leiters erfolgt mit Hilfe des Signalaufnehmers (3).It is also advantageous if the temperature along the electrical conductor is detected in a spatially resolved manner as a function T = T (x). Here, x defines a position along the line and, in particular, the location-dependent temperature is determined for defined positions in the transmission path. In this way, the temperatures can be determined exactly at the desired points on an electrical conductor, problematic points on the line can be identified and consequently the dimensions of the electrical conductor or its position in relation to the environment can be optimized. The temperature along the electrical conductor is recorded with the aid of the signal sensor ( 3 ).

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ferner die Permittivität und/oder die Impedanz der Leitung erfasst und diese wird oder werden bei der Bestimmung der Temperatur in Schritt c) verwendet.In a preferred embodiment of the method, the permittivity and / or the impedance of the line is also detected and this is or are used when determining the temperature in step c).

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass eine erfindungsgemäße Messvorrichtung an einem Stromverteiler angekoppelt ist und wenigstens eine zu überwachende Leitung an dem Stromverteiler angeschlossen ist.In an advantageous embodiment variant of the invention it is provided that a measuring device according to the invention is coupled to a power distributor and at least one line to be monitored is connected to the power distributor.

Auf diese Weise nutzt die Messvorrichtung das temperaturabhängige Dämpfungsverhalten von Leitungsanordnungen aus. Die Permittivität einiger Isolationsstoffe, wie beispielsweise PVC, ist eine Funktion der Temperatur. Folglich ändert sich bei Temperaturänderungen insbesondere der Kapazitätsbelag einer Leitung und damit die Gesamtimpendanz. Die imaginären Anteile dieser Impendanz (kapazitiver bzw. induktiver Anteil) sind erst bei Wechselströmen von Interesse, da bei Gleichstrom die Frequenz null beträgt und die Impendanz dem Gleichstromwiderstand entspricht. Beaufschlagt man eine Leitung mit einer Wechselspannung oder einer der Gleichspannung überlagerten Frequenz, dann wird dieses Phänomen sicht- und messbar. Beim Ein- und Auskoppeln eines überlagerten hochfrequenten Signals in eine Versorgungsleitung mit Gleich- oder Wechselspannung kann dieser Effekt folglich indirekte Aussagen über die Temperatur der Übertragungsstrecke ermöglichen. Mittels Erfassung der Dämpfung der Antwortfunktion nebst entsprechenden Laufzeiten können auch bestimmte Orte oder Segmente signifikant höherer bzw. niedrigerer Temperatur auf der Leitung errechnet werden. Da die elektrischen Anschlusskomponenten oder elektrischen Baugruppen an definierten Positionen der Übertragungsstrecke der zu überwachenden Leitung vorgesehen sind und die jeweilige Position und das temperaturabhängige Dämpfungsverhalten jeder Komponente in dem Datenspeicher hinterlegt sind, können die jeweiligen elektrischen Anschlusskomponenten oder elektrischen Baugruppen in der Auswertung berücksichtigt werden.In this way, the measuring device uses the temperature-dependent damping behavior of line arrangements. The permittivity of some insulation materials, such as PVC, is a function of temperature. Consequently, when the temperature changes, the capacitance per unit length of a line in particular changes, and thus the overall impedance. The imaginary components of this impedance (capacitive or inductive component) are only of interest in the case of alternating currents, since the frequency of direct current is zero and the impedance corresponds to the direct current resistance. If you hit one A line with an alternating voltage or a frequency superimposed on the direct voltage, then this phenomenon becomes visible and measurable. When coupling a superimposed high-frequency signal into and out of a supply line with direct or alternating voltage, this effect can consequently enable indirect statements about the temperature of the transmission path. By recording the attenuation of the response function along with the corresponding transit times, certain locations or segments of significantly higher or lower temperatures on the line can also be calculated. Since the electrical connection components or electrical assemblies are provided at defined positions on the transmission path of the line to be monitored and the respective position and the temperature-dependent damping behavior of each component are stored in the data memory, the respective electrical connection components or electrical assemblies can be taken into account in the evaluation.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung zur Überwachung von statischen oder dynamisch veränderlichen Eigenschaften einer stromführenden Leitung in einer Übertragungsstrecke.
Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:
  • 1 a schematic representation of a measuring device for monitoring static or dynamically changing properties of a current-carrying line in a transmission link.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die 1 näher erläutert. In 1 ist hierzu eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung 1 zur Überwachung von statischen oder dynamisch veränderlichen Eigenschaften einer stromführenden Leitung in einer Übertragungsstrecke 10 gezeigt. Die Messvorrichtung 1 weist einen Anschluss 4 zur Ankopplung an die Übertragungsstrecke 10 mit einer Leitung auf. Ferner sind elektrische Baugruppen 6 (z. B. Steckverbinder o.ä.) an definierten Positionen der Übertragungsstrecke 10 vorgesehen. An dem anderen Ende der Übertragungsstrecke ist ein Verbraucher RLast angeschlossen.In the following the invention with reference to the 1 explained in more detail. In 1 is a schematic representation of a measuring device 1 for monitoring static or dynamically changing properties of a current-carrying line in a transmission link 10 shown. The measuring device 1 has a connector 4th for coupling to the transmission link 10 with a line. There are also electrical assemblies 6th (e.g. plug connector or similar) at defined positions on the transmission path 10 intended. There is a consumer at the other end of the transmission path R load connected.

Die Messvorrichtung 1 ist an einer Spannungsquelle UB angeschlossen und umfasst einen Signalgenerator 2 zur Erzeugung eines hochfrequenten Signals (HF) in die Übertragungsstrecke 10, das dem Strom in der stromführenden Leitung in Schritt a) aufgeprägt wird. Außerdem weist die Messvorrichtung 1 einen Zeitgeber 3.1 und einen Signalaufnehmer 3 zur Erfassung der Dämpfung eines Antwortsignals des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke 10 und zur Ermittlung einer korrespondierenden Signallaufzeit auf, der an der gleichen Position wie der Signalgenerator 2 mit dem Anschluss 4 an der Übertragungsstrecke 10 angeschlossen sind.The measuring device 1 is connected to a voltage source U B and includes a signal generator 2 for generating a high-frequency signal (HF) in the transmission path 10 , which is impressed on the current in the live line in step a). In addition, the measuring device 1 a timer 3.1 and a signal pickup 3 for detecting the attenuation of a response signal of the high-frequency signal in the transmission path 10 and to determine a corresponding signal propagation time, which is at the same position as the signal generator 2 with the connector 4th on the transmission path 10 are connected.

In der Messvorrichtung 1 ist ein Datenspeicher 5 integriert, der Temperaturdaten der Übertragungsstrecke 10 in Abhängigkeit der Dämpfung des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke 10 umfasst. In dem Datenspeicher 5 sind außerdem die jeweilige Position und das temperaturabhängige Dämpfungsverhalten jeder elektrischen Baugruppe 6 und jedes Lastpfads, inklusive Leitungsverhalten, Referenzwerte usw., hinterlegt.In the measuring device 1 is a data store 5 integrated, the temperature data of the transmission path 10 depending on the attenuation of the high-frequency signal in the transmission path 10 includes. In the data store 5 are also the respective position and the temperature-dependent damping behavior of each electrical assembly 6th and each load path, including line behavior, reference values, etc. are stored.

Wie in 1 dargestellt, umfasst die Messvorrichtung 1 eine Signalauswerteeinheit 7, die ausgebildet ist, aus der jeweils gerade aktuell erfassten Dämpfung, die aktuelle ortsaufgelöste Temperatur der Leitung zu bestimmen. Die ermittelten Messdaten der Antwortfunktion in Schritt b werden von der Signalauswerteeinheit 7 mit den hinterlegten Daten im Datenspeicher 5 korreliert, um daraus in Schritt c die aktuellen Temperatur der Leitung aus der Antwortfunktion oder der jeweils gerade aktuell erfassten Dämpfung zu ermitteln. Aus den Temperaturdaten und den hinterlegten Daten wird im Datenspeicher 5 ein Isolationswert oder eine Impendanz der Leitung an wenigstens einer Position in der Übertragungsstrecke errechnet, um daraus z. B. eine Isolationsschädigung zu detektieren.As in 1 shown comprises the measuring device 1 a signal evaluation unit 7th , which is designed to determine the current spatially resolved temperature of the line from the attenuation currently detected. The measured data of the response function determined in step b are used by the signal evaluation unit 7th with the data stored in the data memory 5 correlated in order to determine from this in step c the current temperature of the line from the response function or the currently currently detected attenuation. The temperature data and the stored data are used in the data memory 5 an insulation value or an impedance of the line is calculated at at least one position in the transmission path to generate z. B. to detect insulation damage.

Ferner ist an der Messvorrichtung 1 eine Anzeigevorrichtung 8 vorgesehen, mit der die Dämpfung des hochfrequenten Signals (HF) oder eines dazu korrespondierenden Signals mit den jeweiligen erfassten Positionen dargestellt werden kann.Also on the measuring device 1 a display device 8th provided, with which the attenuation of the high-frequency signal (HF) or a signal corresponding to it can be represented with the respective detected positions.

2 zeigt die Anordnung aus 1 mit einer zusätzlichen Messvorrichtung 1'. Diese ist an die Übertragungsstrecke 10 angeschlossen und zwischen eine der Baugruppen 6 und den Verbraucher RLast geschalten. Im Gegensatz zu der Anordnung aus 1 weist die zusätzliche Messvorrichtung 1' einen Zeitgeber 3.1 und einen Signalaufnehmer 3 zur Erfassung der Dämpfung eines Antwortsignals des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke 10 und zur Ermittlung einer korrespondierenden Signallaufzeit auf. Die Messvorrichtung 1 umfasst diese Komponenten hingegen nicht. Ferner ist eine weitere Leitung 12 zur Datenkommunikation zwischen der zusätzlichen Messvorrichtung 1' und der Messvorrichtung 1 eingerichtet. 2 shows the arrangement 1 with an additional measuring device 1' . This is to the transmission link 10 connected and between one of the assemblies 6th and the consumer R load switched. Contrasted with the arrangement 1 has the additional measuring device 1' a timer 3.1 and a signal pickup 3 for detecting the attenuation of a response signal of the high-frequency signal in the transmission path 10 and to determine a corresponding signal propagation time. The measuring device 1 does not include these components. There is also another line 12th for data communication between the additional measuring device 1' and the measuring device 1 furnished.

Ferner ist, wie in 3 dargestellt, aber auch eine Anordnung entsprechend 2 möglich, bei der der Datenspeicher 5, die Signalauswerteeinheit 7 und die Anzeigevorrichtung 8 nicht in der Messvorrichtung 1 integriert sind. Bei dieser Ausführungsvariante sind diese Komponenten dann über weitere Leitungen 12, die zur entsprechenden Datenübertragung geeignet sind, mit der Messvorrichtung 1 verbunden.Furthermore, as in 3 shown, but also an arrangement accordingly 2 possible with the data storage 5 , the signal evaluation unit 7th and the display device 8th not in the measuring device 1 are integrated. In this variant, these components are then via additional lines 12th that are suitable for the corresponding data transmission with the measuring device 1 connected.

Sowohl in 2 als auch in 3 erfolgt eine Einspeisung des hochfrequenten Signals mittels der Messvorrichtung 1 und die Auskopplung sowie die Erfassung der Dämpfung eines Antwortsignals des hochfrequenten Signals mittels der zusätzlichen Messvorrichtung 1'.As well in 2 as well as in 3 the high-frequency signal is fed in by means of the measuring device 1 and the decoupling and the detection of the attenuation of a response signal of the high-frequency signal by means of the additional measuring device 1' .

Claims (12)

Messvorrichtung (1) zur Überwachung von statischen oder dynamisch veränderlichen Eigenschaften eines elektrischen Leiters in einer Übertragungsstrecke (10) mit einem Anschluss (4) der Messvorrichtung (1) zur Ankopplung an die Übertragungsstrecke (10), wobei die Messvorrichtung (1) einen Signalgenerator (2) zur Erzeugung eines hochfrequenten Signals (HF) in die Übertragungsstrecke (10), das dem Strom in der stromführenden Leitung aufgeprägt ist, einen Signalaufnehmer (3) zur Erfassung einer Dämpfung/Antwortfunktion des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke (10) und zur Ermittlung einer korrespondierenden Signallaufzeit mit einem Zeitgeber (3.1) umfasst, wobei die Messvorrichtung (1) ferner einen Datenspeicher (5) aufweist, der Temperaturdaten der Übertragungsstrecke (10) in Abhängigkeit der Dämpfung des hochfrequenten Signals in der Übertragungsstrecke (10) umfasst sowie eine Signalauswerteeinheit (7), die ausgebildet ist aus der jeweils gerade aktuell erfassten Dämpfung die aktuelle Temperatur der Leitung zu bestimmen.Measuring device (1) for monitoring static or dynamically variable properties of an electrical conductor in a transmission link (10) with a connection (4) of the measuring device (1) for coupling to the transmission link (10), the measuring device (1) having a signal generator ( 2) for generating a high-frequency signal (HF) in the transmission path (10), which is impressed on the current in the current-carrying line, a signal sensor (3) for detecting a damping / response function of the high-frequency signal in the transmission path (10) and for determining a corresponding signal propagation time with a timer (3.1), the measuring device (1) also having a data memory (5) which includes temperature data of the transmission path (10) as a function of the attenuation of the high-frequency signal in the transmission path (10) and a signal evaluation unit ( 7), which is formed from the attenuation currently recorded to determine the current temperature of the pipe. Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgenerator (2) und der Signalaufnehmer (3) an der gleichen Position mit dem Anschluss (4) an der Übertragungsstrecke (10) angeschlossen sind.Measuring device according to Claim 1 , characterized in that the signal generator (2) and the signal pick-up (3) are connected at the same position with the connection (4) on the transmission path (10). Messvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von elektrischen Anschlusskomponenten oder elektrischen Baugruppen (6) an definierten Positionen der Übertragungsstrecke (10) vorgesehen sind, wobei die jeweilige Position und das temperaturabhängige Dämpfungsverhalten jeder elektrischen Anschlusskomponente oder elektrischen Baugruppe (6) in dem Datenspeicher (5) hinterlegt sind.Measuring device according to Claim 1 or 2 , characterized in that a large number of electrical connection components or electrical assemblies (6) are provided at defined positions of the transmission path (10), the respective position and the temperature-dependent damping behavior of each electrical connection component or electrical assembly (6) in the data memory (5) are deposited. Messvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Anzeigevorrichtung (8) vorgesehen ist, mit der die Dämpfung des hochfrequenten Signals (HF) oder eines dazu korrespondierenden Signals mit den jeweiligen erfassten Positionen dargestellt wird.Measuring device according to Claim 3 , characterized in that a display device (8) is also provided with which the attenuation of the high-frequency signal (HF) or of a signal corresponding thereto is displayed with the respective detected positions. Verfahren zur Überwachung von statischen oder dynamisch veränderlichen Eigenschaften eines elektrischen Leiters in einer Übertragungsstrecke (10) mit einer Messvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die folgenden Schritte umfassend: a. Erzeugen eines hochfrequenten Signals mittels des Signalgenerators (2) und Einkopplung in die Übertragungsstrecke (10) b. Messen wenigstens einer Antwortfunktion oder der Dämpfung des hochfrequenten Signals (HF) in der Übertragungsstrecke (10) mittels des Signalaufnehmers (3) c. Bestimmen der aktuellen Temperatur der Leitung mittels der Signalauswerteeinheit (7) aus der Antwortfunktion oder der jeweils gerade aktuell erfassten Dämpfung.A method for monitoring static or dynamically variable properties of an electrical conductor in a transmission link (10) with a measuring device (1) according to one of the preceding claims, comprising the following steps: a. Generation of a high-frequency signal by means of the signal generator (2) and coupling into the transmission path (10) b. Measuring at least one response function or the attenuation of the high-frequency signal (HF) in the transmission path (10) by means of the signal pick-up (3) c. Determination of the current temperature of the line by means of the signal evaluation unit (7) from the response function or the currently currently detected attenuation. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Messdaten der Antwortfunktion in Schritt b) mit den hinterlegten Daten im Datenspeicher (5) korreliert werden, um daraus in Schritt c) die Temperatur zu ermitteln.Procedure according to Claim 5 , the measurement data of the response function being correlated in step b) with the data stored in the data memory (5) in order to determine the temperature therefrom in step c). Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei aus aus der Änderung der imaginären Anteile der Dämpfung Rückschlüsse auf die Temperatur gezogen werden und daraus eine Isolationsschädigung detektiert werden kann.Procedure according to Claim 5 or 6th , whereby conclusions can be drawn about the temperature from the change in the imaginary components of the attenuation and from this, insulation damage can be detected. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Verfahren mittels eines Gleich- oder Wechselstroms durchgeführt wird, wobei das hochfrequente Signal (HF) dem Gleichstrom oder Wechselstrom bzw. der Gleichspannung bzw. Wechselspannung überlagert wird.Method according to one of the Claims 5 to 7th , wherein the method is carried out by means of a direct or alternating current, the high-frequency signal (HF) being superimposed on the direct current or alternating current or the direct voltage or alternating voltage. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Datenspeicher ferner Grenzwerte für den elektrischen Leiter aufweist und die in Schritt c) ermittelte Temperatur mit im Datenspeicher (5) hinterlegten Grenzwerten verglichen wird und bei Erreichen bzw. Überschreiten des Grenzwerts ein Stromfluss durch die Übertragungsstrecke (10) unterbrochen oder reduziert wird.Method according to one of the Claims 5 to 8th , wherein the data memory furthermore has limit values for the electrical conductor and the temperature determined in step c) is compared with limit values stored in the data memory (5) and a current flow through the transmission path (10) is interrupted or reduced when the limit value is reached or exceeded. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Temperatur entlang des elektrischen Leiters ortsaufgelöst als Funktion T = T(x) erfasst wird, wobei x eine Position entlang der Leitung definiert und insbesondere für definierte kritische Positionen in der Übertragungsstrecke (10) die ortsabhängige Temperatur ermittelt wird.Method according to one of the Claims 5 to 9 , wherein the temperature along the electrical conductor is detected spatially resolved as a function T = T (x), where x defines a position along the line and in particular the location-dependent temperature is determined for defined critical positions in the transmission path (10). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Permittivität und/oder die Impedanz der Leitung aufgrund des veränderten Dämpfungsverhaltens erfasst wird und diese bei der Bestimmung der Temperatur in Schritt c) verwendet wird oder werden.Method according to one of the Claims 5 to 10 , wherein the permittivity and / or the impedance of the line is detected on the basis of the changed damping behavior and this is or will be used when determining the temperature in step c). Stromverteiler mit wenigstens einem am Stromverteiler angeschlossenen elektrischen Leiter, wobei eine Messvorrichtung oder Teile der Messvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 an dem Stromverteiler angekoppelt ist.Power distributor with at least one electrical conductor connected to the power distributor, a measuring device or parts of the measuring device according to FIGS Claims 1 to 4th is coupled to the power distributor.
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