DE10330330B4

DE10330330B4 - Method and apparatus for purging the insulation of a stranded conductor

Info

Publication number: DE10330330B4
Application number: DE2003130330
Authority: DE
Inventors: Thomas J. Arndt; Martin Munz; André Aubele; Bernd Sailer; Andreas Szulczyk
Original assignee: EUROPEAN ADVANCED SUPERCONDUCTORS GmbH and Co KG
Current assignee: Bruker EAS GmbH
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2023-07-05
Also published as: DE10330330A1

Abstract

Verfahren zur Prüfung der Isolierung eines strangförmigen ersten Leiters (1), der wenigstens eine, zumindest im gestreckten Zustand des ersten Leiters ebene Flachseite (4, 5, 6, 7) aufweist, wobei der erste Leiter (1) in mehreren Windungen derart eingerollt wird, dass der eingerollte Teil mit der Flachseite mit seiner Isolierung (3) an einem zweiten Leiter (9, 14) anliegt, und wobei eine ausreichend hohe elektrische Spannung zwischen dem ersten Leiter (1) und dem zweiten Leiter (9, 14) angelegt wird, die bei Defekten in der Isolierung (3) einen Überschlag zwischen dem elektrisch leitenden Teil des ersten Leiters und dem zweiten Leiter hervorruft, und die Spannung und/oder der Strom zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Leiter (9, 14) erfasst wird.method for testing the isolation of a strand-shaped first conductor (1), the at least one, at least in the extended State of the first conductor flat flat side (4, 5, 6, 7), wherein the first conductor (1) rolled in several turns such is that the rolled-up part with the flat side with its insulation (3) on a second conductor (9, 14) is present, and one sufficient high electrical voltage between the first conductor (1) and the second conductor (9, 14) is applied, which in case of defects in the insulation (3) a rollover between the electrically conductive part of the first conductor and the causes second conductor, and the voltage and / or the current between the first (1) and the second conductor (9, 14) is detected.

Description

Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Herstellung von isolierten Leitern zur Prüfung der Qualität der Isolierung anwendbar. Dabei können die Leiter sowohl metallische Leiter der herkömmlichen Art, als auch Supraleiter, insbesondere Hochtemperatur-Supraleiter sein.The Invention is in the field of manufacturing insulated conductors for testing the quality of Insulation applicable. It can the conductors both metallic conductors of the conventional type, as well as superconductors, in particular be high-temperature superconductor.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung der Isolierung eines strangförmigen ersten Leiters.The The invention relates to a method for testing the isolation of a strand-shaped first Conductor.

Aus der Europäischen Patentschrift EP 0748100 B1 ist ein Datenübertragungskabel bekannt, das mit einem zusätzlichen Detektionsleiter versehen ist, der im Normalfall von dem Nutzleiter isoliert beziehungsweise über einen Endwiderstand mit diesem verbunden ist und der von dem Nutzleiter zu diesem Zweck wenigstens durch einen Teil der Leiterisolation getrennt ist. Bei einem Schaden in der Isolation wird ein Leckstrom vom Nutzleiter zum Detektionsleiter oder umgekehrt detektiert und somit eine Schadhaftigkeit der Isolation festgestellt.From the European patent EP 0748100 B1 a data transmission cable is known, which is provided with an additional detection conductor, which is normally isolated from the user conductor or connected via a terminal resistor with this and which is separated from the Nutzleiter for this purpose at least by a part of the conductor insulation. In the case of damage in the insulation, a leakage current from the user conductor to the detection conductor or vice versa is detected and thus a defectiveness of the insulation is detected.

Aus der Europäischen Patentschrift EP 0656543 B1 ist eine Vorrichtung zur Prüfung der Spannungsfestigkeit bekannt, die eine Hochspannungsquelle zum Anlegen einer Hochspannung an den zu prüfenden Leiter aufweist sowie einen Erdleiter, der von dem zu prüfenden Leiter durch die Isolation getrennt ist. Ein Isolationsdefekt wird über die Messung eines Stroms im Erdleiter detektiert. Bei der dort beschriebenen Anordnung ist der Erdleiter derart ausgebildet, dass er den zu prüfenden Leiter unter Zwischenfügung des Isolationsmaterials bedeckt beziehungsweise den Leiter unter Zwischenlage des Isolationsmaterials umgibt.From the European patent EP 0656543 B1 For example, there is known a device for testing withstand voltage, which has a high voltage source for applying a high voltage to the conductor to be tested, and a ground conductor which is separated from the conductor to be tested by the insulation. An insulation defect is detected by measuring a current in the earth conductor. In the arrangement described there, the earth conductor is designed such that it covers the conductor to be tested with the interposition of the insulating material or surrounds the conductor with the interposition of the insulating material.

Nachteil dieser Detektionsmethode ist, dass ein Schaden zwar feststellbar, aber praktisch nicht zu lokalisieren ist. Außerdem werden Leckströme über die gesamte Oberfläche des gesamten Isoliermaterials summiert, so dass ein beständiges Rauschen entsteht, von dem sich ein signifikanter Signalwert bei Vorliegen eines Isolationsfehlers abheben muß.disadvantage this detection method is that damage is detectable, but it is practically impossible to locate. In addition, leakage currents over the entire surface total of the insulating material adds up, so that a constant noise arises, which is a significant signal value in existence must take off an insulation fault.

Aus der genannten Druckschrift ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem mit einer Dreipolnadel mittels einer Hochspannungsquelle die Isolation abgetastet wird, wobei Isolationsschäden sichtbare Entladungen hervorrufen, die detektiert werden.Out the cited document furthermore discloses a method in which with a three-pole by means of a high voltage source the insulation is scanned, whereby insulation damage visible discharges cause to be detected.

Desweiteren wird zum Stand der Technik auf die Deutsche Norm HD 490.5 S2 beziehungsweise IEC 851-5, „Prüfverfahren für Wickeldrähte" verwiesen.Furthermore becomes the state of the art on the German standard HD 490.5 S2 or IEC 851-5, "Test Method for winding wires ".

Aus der österreichischen Patentschrift Nr. 284956 ist ein Verfahren zur Prüfung einer Isolation bekannt, bei dem ein isolierter Draht über eine als Hochspannungselektrode dienende Umlenkrolle geführt und Entladungen zwischen der Umlenkrolle und dem Leiter detektiert werden, während der Leiter in Längsrichtung über die Umlenkrolle geführt wird.Out the Austrian Patent No. 284956 is a method for testing a Isolation is known in which an insulated wire via a high-voltage electrode serving pulley out and detect discharges between the pulley and the conductor be while the ladder in the longitudinal direction over the Guided pulley becomes.

Den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Isolationsprüfung haftet der Nachteil an, dass sie im wesentlichen für Drähte mit rundem Querschnitt und Lackisolation gedacht sind, wobei teilweise nur an die Prüfung von Kleinproben gedacht ist. Sie lassen entweder gar keine genaue Lokalisation eines Schadens zu oder eignen sich ausschließlich für die genaue Lokalisation eines Schadens, wobei die gesamte Leiterlänge sukzessive punktuell vermessen wird. Einige bekannte Verfahren erfordern auch, dass der Leiter mechanischen Belastungen wie zum Beispiel einer starken Biegung bei der Lenkung über verschiedene Rollen ausgesetzt wird, was insbesondere bei Supraleitern zur Verschlechterung der Stromtragfähigkeit und Degradation führen kann.The known from the prior art methods and devices liable for insulation testing the disadvantage of being essentially for wires of round cross-section and lacquer insulation are thought, in part only to the test of small samples thought is. They either leave no exact localization of one Damage or are only suitable for the exact localization of a Damage, with the entire conductor length successively measured selectively becomes. Some known methods also require that the conductor mechanical loads such as a strong bend in the steering over different roles is exposed, which is particularly true for superconductors Deterioration of current carrying capacity and degradation can.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile vermieden werden und das bei einer möglichst geringen Belastung des Leiters und geringem Aufwand eine komfortable Detektion von Isolierungsfehlern ermöglicht.Of the The present invention is based on the object, a method of the aforementioned type, in which the mentioned disadvantages be avoided and at the lowest possible load of the conductor and little effort a comfortable detection of Isolation errors enabled.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art und einem ersten Leiter, der wenigstens eine, zumindest im gestreckten Zustand des Leiters, ebene Flachseite aufweist, dadurch gelöst, dass der erste Leiter in mehreren Windungen derart eingerollt wird, dass der eingerollte Teil mit der Flachseite mit seiner Isolierung an einem zweiten Leiter anliegt und dass eine ausreichend hohe Spannung zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter angelegt wird, die bei Defekten in der Isolierung einen Überschlag zwischen dem elektrisch leitenden Teil des ersten Leiters und dem zweiten Leiter hervorruft, und dass die Spannung und/oder der Strom zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter erfasst wird.The Task is in a method of the type mentioned and a first conductor, the at least one, at least in the extended Condition of the conductor, flat flat side, solved by the first conductor is rolled in several turns such that the rolled-up part with the flat side with its insulation on a second conductor is applied and that a sufficiently high voltage is applied between the first conductor and the second conductor, in the case of defects in the insulation, a flashover between the electrical causes conductive part of the first conductor and the second conductor, and that the voltage and / or the current between the first and the second conductor is detected.

Beispielsweise wird der erste Leiter auf einen Träger aufgerollt und darauf zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter eine Spannung von typisch 1500 Volt angelegt. Besteht ein Schaden in der Isolierung des ersten Leiters, so wird an der Stelle des Schadens eine Entladung zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter stattfinden, die in Form eines Zusammenbruchs der Hochspannung oder mittels eines in dem ersten oder zweiten Leiter (jeweils im elektrisch leitenden Nutzteil) detektierbaren Stroms ermittelbar ist.For example, the first conductor is rolled up onto a carrier and thereupon applied a voltage of typically 1500 volts between the first conductor and the second conductor. If there is any damage in the insulation of the first conductor, then at the point of damage there will be a discharge between the first conductor and the second conductor resulting in a breakdown of the high voltage or one in the first or second conductor (depending on the case) because in the electrically conductive useful part) detectable current can be determined.

Das genannte Verfahren lässt somit die Prüfung der Isolierung des ersten Leiters gleichzeitig auf der gesamten eingerollten Länge zu. Alternativ ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch auch möglich, den ersten Leiter teilweise ein- oder auszurollen, um bei Vorliegen eines Fehlers diesen genauer zu lokalisieren. Zu diesem Zweck wird nach Detektion eines Isolierungsfehlers der erste Leiter schrittweise oder konti nuierlich abgerollt, so dass die Länge des ersten Leiters, die an dem zweiten Leiter anliegt, zu- oder abnimmt. Periodisch wiederholt oder kontinuierlich wird die Hochspannung angelegt und das Vorliegen einer Entladung überprüft. Bei einer Änderung des Messergebnisses kann der Schluß gezogen werden, dass die schadhafte Stelle nach der letzten vorgenommenen Messung abgerollt worden ist.The mentioned method leaves thus the exam the insulation of the first conductor simultaneously on the whole rolled up length to. Alternatively, it is also possible with the inventive method, the partially fold or unroll the first ladder to be present an error to locate it more accurately. For this purpose will be after detection of an insulation fault, the first conductor gradually or continuously unrolled so that the length of the first conductor, the is applied to the second conductor, increases or decreases. Repeated periodically or continuously the high voltage is applied and the presence checked a discharge. at a change the result of the measurement can be concluded that the damaged spot after the last measurement taken unrolled has been.

Ist der voll eingerollte erste Leiter und seine Isolierung störungsfrei, so ist dies mit einer einzigen Messung im voll eingerollten Zustand mit geringem Aufwand feststellbar.is the fully rolled-up first conductor and its insulation trouble-free, so this is with a single measurement in the fully curled state detectable with little effort.

Das erfindungsgemäße Verfahren verbindet somit den geringen Aufwand und die Zuverlässigkeit der Messung mit der Möglichkeit einer genauen Lokalisierung im Bedarfsfall.The inventive method thus combines the low cost and reliability of Measurement with the possibility a precise localization in case of need.

Als Hochspannungs- und Leckstrommessgeräte können handelsübliche, hierfür geeignete Geräte eingesetzt werden. Zur Erzeugung der Spannung kann beispielsweise auch ein Impulsgenerator verwendet werden.When High voltage and leakage current meters may be commercially available, therefor suitable devices be used. To generate the voltage, for example also a pulse generator can be used.

Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren für isolierte Supraleiter angewendet werden. Da Supraleiter oft mechanisch besonders wenig belastbar sind, beispielsweise nicht beliebig gebogen werden können, ist das erfindungsgemäße Verfahren für diese gut anwendbar, so lange der Einrollradius des ersten Leiters genügend groß gewählt wird.Especially Advantageously, the inventive method for isolated Superconductors are applied. Because superconductors are often very mechanical are little resilient, for example, not be bent arbitrarily can, is the inventive method for this Well applicable, as long as the rolling radius of the first conductor is chosen large enough.

Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft dann anwendbar, wenn der erste Leiter einen rechteckigen Querschnitt aufweist.Farther is the inventive method Particularly advantageous then applicable when the first conductor a has rectangular cross-section.

In diesem Fall sind insbesondere bei dem ersten Leiter mehrere Flachseiten vorhanden, die nacheinander mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens geprüft werden können. Dazu kann der erste Leiter nacheinander auf verschiedene Weise eingerollt und geprüft werden, um nacheinander sämtliche Flachseiten auf ihre Isolierung zu überprüfen.In In this case, in particular with the first conductor several flat sides present, successively by means of the method according to the invention checked can be. For this purpose, the first conductor can be rolled in succession in different ways and checked be successively all the flat sides to check their insulation.

Besonders vorteilhaft wird das Verfahren dadurch ausgeführt, dass der erste Leiter auf eine einen ersten Spulenflansch und einen Spulenkern aufweisende Spule aufgewickelt oder von einer solchen Spule abgewickelt wird, wobei der erste Spulenflansch elektrisch leitend ist und den zweiten Leiter bildet und, dass der erste Leiter, soweit er aufgewickelt ist, seitlich an dem ersten Spulenflansch anliegt.Especially Advantageously, the method is carried out in that the first conductor on a first Spulenflansch and a coil core having Coil wound or unwound from such a coil, wherein the first coil flange is electrically conductive and the second Ladder forms and that the first ladder, as far as he wound up is, laterally applied to the first coil flange.

Dieses Verfahren ist besonders einfach durchführbar, wenn der Spulenflansch auf einer Welle drehbar gelagert ist und der erste Leiter mittels einer Leiterführung und eines Antriebs des Spulenflansches in einfacher Weise auf- und abgewickelt beziehungsweise ein- und ausgerollt werden kann. Der erste Spulenflansch ist dann mit der Hochspannungsquelle verbunden, ebenso wie der erste Leiter, so dass die Hochspannung zwischen beiden Leitern liegt. Dazu kann beispielsweise das eingerollte Ende des ersten Leiters über den isolierenden Spulenkern mit der Hochspannungsquelle verbunden sein. Die Messung kann gleichzeitig mit dem Einrollen des ersten Leiters auf der Spule beginnen und der Antrieb der Spule kann unterbrochen werden, sobald ein Fehler detektiert wird. Damit ist dieser gleichzeitig lokalisiert.This Method is particularly easy to carry out when the reel flange is rotatably mounted on a shaft and the first conductor by means of a ladder guide and a drive of the coil flange in a simple manner and can be handled or rolled in and out. The first Spool flange is then connected to the high voltage source, as well like the first conductor, so that the high voltage lies between both conductors. For this example, the rolled-up end of the first conductor on the insulating coil core to be connected to the high voltage source. The measurement can be simultaneous with the curling of the first conductor start on the coil and the drive of the coil can be interrupted as soon as an error is detected. This is at the same time localized.

Es kann jedoch auch ein voll aufgewickelter erster Leiter im ganzen vermessen werden.It but also a fully wound first conductor in the whole be measured.

Nach der Überprüfung einer Flachseite wird vorteilhaft der erste Leiter nach dem Abwickeln von der Spule erneut derart aufgewickelt, dass er seitlich an einem zweiten Spulenflansch anliegt, der ebenfalls elektrisch leitend ist, wobei diesmal zwischen dem zweiten Spulenflansch und dem Leiter eine Hochspannung angelegt wird. Auf diese Weise kann eine andere Flachseite des ersten Leiters überprüft werden. Es ist jedoch auch denkbar, den Leiter nach der Vermessung der ersten Flachseite einfach um seine Längsachse zu drehen und derart aufzuwickeln, dass eine andere Flachseite an dem ersten Spulenflansch zu liegen kommt, um diese andere Flachseite zu überprüfen.To the review of a Flat side is advantageous the first conductor after unwinding rewound from the spool so that it laterally on a second coil flange abuts, which is also electrically conductive is, this time between the second coil flange and the conductor a high voltage is applied. This way can be another Flat side of the first conductor to be checked. However, it is also conceivable, the conductor after the measurement of the first flat side just around its longitudinal axis to turn and wind up in such a way that another flat side the first coil flange comes to lie around this other flat side to check.

Es kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine leitende Schicht gemeinsam mit dem ersten Leiter derart eingewickelt wird, dass die leitende Schicht jeweils zwischen zwei Windungslagen des ersten Leiters liegt, wobei die leitende Schicht den zweiten Leiter bildet.It can also be advantageously provided that a conductive layer wrapped together with the first conductor in such a way that the conductive layer between each two winding layers of the first Conductor is located, wherein the conductive layer forms the second conductor.

Bei diesem Verfahren wird nicht, wie oben beschrieben, eine seitliche Flanke des Wickels auf Fehler überprüft, sondern die Mantelflächen der einzelnen Wicklungslagen. Die leitende Schicht kann beispielsweise als Metallblech oder Metallfolie ausgebildet sein, die im Zentrum der Wicklung oder außen leitend mit der Hochspannungsquelle verbunden ist. Der erste Leiter ist ebenfalls mit der Hochspannungsquelle verbunden, so dass die Hochspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter anliegt. Dieses Verfahren ist insbesondere dann vorteilhaft anwendbar, wenn der Leiter rechteckig flach ausgebildet ist, so dass er sich praktisch nur auf eine einzige Weise Flachseite auf Flachseite einrollen lässt. Bei rechteckig-quadratischen Leitern ist ein Einrollen wahlweise in verschiedenen Orientierungen möglich.In this method, as described above, a lateral edge of the coil is not checked for errors, but the lateral surfaces of the individual winding layers. The conductive layer may be formed, for example, as a metal sheet or metal foil, which is connected in the center of the winding or outside conductively connected to the high voltage source. The first conductor is also connected to the high voltage source so that the high voltage is applied between the first and second conductors. This method is particularly advantageous applicable, when the conductor is formed rectangular flat, so that it can be rolled up on flat side practically only in a single way flat side. For rectangular-square ladders, curling is possible in different orientations.

Durch die beschriebenen erfindungsgemäßen Varianten des Verfahrens lassen sich die einzelnen Flachseiten des ersten Leiters einzeln auf das Vorliegen von Schäden der Isolierung überprüfen, so dass der Ort einer Störung sowohl entlang der Länge des ersten Leiters als auch in bezug auf die Flachseite genau lokalisiert werden kann.By the described variants of the invention the process can be the individual flat sides of the first Check conductor individually for the presence of damage insulation, so that the place of a disturbance both along the length of the first conductor as well as with respect to the flat side exactly localized can be.

Es kann auch erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass während der Strom- und/oder Spannungsmessung jeweils der Außendurchmesser des Wickels des ersten Leiters gemessen und aus dem Außendurchmesser, dem Innendurchmesser des Wickels und der Leiterdicke sowie gegebenenfalls der Dicke der leitenden Schicht die Entfernung des untersuchten Ortes des ersten Leiters zu einem Ende des ersten Leiters ermittelt wird. Aus den genannten Größen lässt sich die gerade eingerollte Länge des ersten Leiters ermitteln, so dass bei Detektion einer Störung die Entfernung von einem Ende des ersten Leiters ermittelt und gespeichert werden kann. Das Ein- oder Ausrollen des ersten Leiters muß dann gar nicht angehalten werden, um eine genauere Lokalisation vorzunehmen. Die Entfernung zu dem eingerollten Ende des ersten Leiters wird ermittelt gemäß der Formel: L = 2π·π·(r + (R – r)/2) mit der Windungszahl n = (R – r)/d. Diese Formel gilt, so lange keine leitende Schicht mit dem ersten Leiter eingerollt ist. Ist eine leitende Schicht zu berücksichtigen, so ist die Dicke d des ersten Leiters durch (d + s) zu ersetzen, wobei d die Dicke des ersten Leiters, s die Schichtdicke der leitenden Schicht ist. r bedeutet den Innendurchmesser des Wickels, R den Außendurchmesser des Wickels. Der Innendurchmesser r ist im wesentlichen durch den Außendurchmesser des Kerns der Spule, auf die der erste Leiter aufgewickelt wird, gegeben.It can also be provided according to the invention, that while the current and / or voltage measurement in each case the outer diameter measured from the coil of the first conductor and from the outer diameter, the inner diameter of the coil and the conductor thickness and optionally the thickness of the conductive layer, the distance of the examined Determined location of the first conductor to an end of the first conductor becomes. From the sizes mentioned can be the straight rolled up length determine the first conductor, so that when detecting a fault, the Distance from one end of the first conductor is detected and stored can be. The rolling in or out of the first conductor must then not be stopped to make a more accurate localization. The distance to the rolled-up end of the first conductor becomes determined according to the formula: L = 2π · π · (r + (R - r) / 2) with the number of turns n = (R - r) / d. This formula holds, as long as no conductive layer with the first Head is rolled up. Is a conductive layer to be considered, so the thickness d of the first conductor has to be replaced by (d + s), where d is the thickness of the first conductor, s is the layer thickness of the conductive Layer is. r means the inner diameter of the roll, R den outer diameter of the roll. The inner diameter r is essentially through the outer diameter the core of the coil on which the first conductor is wound given.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist beispielsweise auch bei kryogenen Temperaturen (zum Beispiel bei 77 Kelvin entsprechend der Kühlung mit flüssigem Stickstoff) durchführbar.The inventive method is for example also at cryogenic temperatures (for example at 77 Kelvin according to the cooling with liquid Nitrogen).

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist eine Spule vorgesehen mit wenigstens einem leitenden Spulenflansch, einer Einrichtung zum Ein- und Ausrollen des Leiters sowie einer Vorrichtung zur Strom- und/oder Spannungsmessung, die an den ersten und an den zweiten Leiter anschließbar ist sowie eine an den ersten und den zweiten Leiter anschließbare Hochspannungsquelle. Die Hochspannungsquelle kann beispielsweise als Pulsgenerator ausgebildet sein. Die Spule wird vorteilhaft so ausgerichtet, dass sie um eine vertikale Achse drehbar ist und dass der leitende Spulenflansch am unteren Ende des Spulenkerns angeordnet ist, so dass der erste Leiter beim Einrollen durch die Schwerkraft gegen den leitenden Spulenflansch gedrückt wird und an diesem anliegt. Vorteilhaft wird zur Überprüfung des ersten Leiters an mehreren Flachseiten dieser zwischen den verschieden Einrollvorgängen um seine Längsachse einmal um 180° gedreht beziehungsweise mehrfach um 90°. Auf diese Weise können alle Flachseiten des ersten Leiters einfach geprüft werden.at a device according to the invention for execution of the method, a coil is provided with at least one conductive Spool flange, a device for rolling in and out of the conductor and a device for measuring current and / or voltage, which are connected to the first and can be connected to the second conductor and one to the first and the second conductor connectable high voltage source. The high voltage source may be formed, for example, as a pulse generator be. The coil is advantageously aligned so that it is around a vertical axis is rotatable and that the conductive coil flange is arranged at the lower end of the bobbin, so that the first Head when rolling by gravity against the conductive Spool flange pressed and is attached to this. It will be advantageous to review the first conductor on several flat sides of this between the different Einrollvorgängen around its longitudinal axis once rotated by 180 ° or several times by 90 °. On this way you can all flat sides of the first conductor are easily checked.

Unter dem ersten Leiter soll hier das aus dem elektrisch leitenden Teil oder Kern des Leiters einerseits und der Isolierung andererseits bestehende Gebilde verstanden werden.Under The first conductor should here from the electrically conductive part or core of the conductor on the one hand and the insulation on the other hand existing structures are understood.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben. Dabei zeigtin the The following is the invention with reference to an embodiment in a drawing shown and then described. It shows

1 einen Teil einer Spule und einen eingerollten ersten Leiter, 1 a part of a coil and a rolled-up first conductor,

2 einen Teil einer Spule und einen mit einer leitenden Schicht gemeinsam eingerollten Leiter, 2 a part of a coil and a conductor co-curled with a conductive layer,

3 schematisch die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens im ganzen. 3 schematically the apparatus for performing the method throughout.

Die 1 zeigt den strangförmigen ersten Leiter 1, der aus einem leitenden Kern 2 in Form eines Supraleiters und einer Isolierung 3 besteht. Der Leiter 1 weist rechteckigen Querschnitt mit vier Flachseiten 4, 5, 6, 7 auf und ist in der Abbildung auf einen Spulenkern 8 teilweise aufgewickelt, der nur teilweise dargestellt ist wobei die schraffierte Fläche einer gedachten Bruchfläche entspricht. Ein unterer Spulenflansch, der erste Spulenflansch 9, ist ebenfalls dargestellt und der erste Leiter 1 liegt aufgrund der Schwerkraft mit seiner Flachseite 6 an dem ersten Spulenflansch 9 an, soweit er auf den Spulenkern 8 aufgewickelt ist.The 1 shows the strand-shaped first conductor 1 which is a conductive core 2 in the form of a superconductor and an insulation 3 consists. The leader 1 has rectangular cross section with four flat sides 4 . 5 . 6 . 7 on and is in the picture on a spool core 8th partially wound, which is only partially shown, where the hatched area corresponds to an imaginary fracture surface. A lower spool flange, the first spool flange 9 , is also shown and the first leader 1 is due to gravity with its flat side 6 on the first coil flange 9 as far as he is on the spool core 8th is wound up.

Zwischen dem ersten Spulenflansch 9, der als zweiter Leiter fungiert, und dem ersten Leiter 1, genauer gesagt dem leitenden Kern 2 des ersten Leiters 1, ist eine Hochspannungsquelle 10 angeschlossen, die eine Spannung von etwa 1500 Volt liefert. Es ist außerdem ein Strommessgerät 11 vorgesehen sowie ein Spannungsmessgerät 12, die ein Zusammenbrechen der Hochspannung oder das Fließen eines Stroms zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter detektieren.Between the first spool flange 9 , who acts as the second leader, and the first leader 1 , more precisely, the conductive core 2 of the first leader 1 , is a high voltage source 10 connected, which supplies a voltage of about 1500 volts. It is also an ammeter 11 provided as well as a voltage measuring device 12 detecting a breakdown of the high voltage or the flow of a current between the first conductor and the second conductor.

Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob die Isolierung 3 des ersten Leiters 1 auf ihrer dem ersten Spulenflansch 9 zugewandten Seite, der Flachseite 6, Störungen aufweist. In diesem Fall findet nämlich durch die Isolierung hindurch zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter eine Entladung statt, die nachgewiesen werden kann.In this way it can be determined if the insulation 3 of the first leader 1 on their first reel flange 9 facing side, the flat side 6 , Has interference. In this case fin Namely, a discharge takes place through the insulation between the first conductor and the second conductor, which can be detected.

Wird eine Entladung nachgewiesen, so kann der erste Leiter 1 teilweise von dem Spulenkern 8 abgewickelt und die Messung wiederholt werden. Auf diese Weise kann der Ort der Störung beispielsweise mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von einem Meter bestimmt werden.If a discharge is detected, then the first conductor 1 partly from the spool core 8th unwound and the measurement repeated. In this way, the location of the disturbance can be determined, for example, with an accuracy of the order of one meter.

Nachdem die eine Flachseite 6 des Leiters 1 auf diese Weise überprüft worden ist, kann der erste Leiter auf eine andere Spule, die ebenfalls einen leitenden Flansch aufweist, umgespult werden, wobei die andere Flachseite 4 an den leitenden Spulenflansch zu liegen kommt und somit analog zu dem oben beschriebenen Vorgehen geprüft werden kann.After the one flat side 6 of the leader 1 has been checked in this way, the first conductor can be wound on another coil, which also has a conductive flange, wherein the other flat side 4 comes to rest on the conductive coil flange and thus can be tested analogously to the procedure described above.

Eine weitere mögliche Vorgehensweise ist in der 2 schematisch dargestellt. Dort ist der erste Leiter 1 zusammen mit einem metallischen Band, das beispielsweise aus Kupfer bestehen kann, auf einen Spulenkern 13 aufgewickelt, wobei jeweils zwischen zwei Windungen des ersten Leiters 1 eine Windung des metallischen Bandes 2 zu liegen kommt, das als metallische Schicht fungiert und den zweiten Leiter bildet. Es entstehen so zwei ineinander verschlungene Spiralen, eine bestehend aus dem ersten Leiter, die zweite bestehend aus dem zweiten Leiter. Der erste Leiter kann an seinem inneren Ende, wie schon in 1 dargestellt, mit einer Hochspannungsquelle verbunden werden. Der zweite Anschluß der Hochspannungsquelle wird mit dem metallischen Band 14 verbunden. Wird eine Hochspannung zwischen dem ersten Leiter 1 und dem metallischen Band 14 erzeugt, so entstehen im Falle einer Schädigung der Isolierung an einer der Flachseiten 5, 7 Entladungen, die analog zu der Vorgehensweise, die anhand der 1 beschrieben worden ist, nachgewiesen werden können. Bei dieser Variante werden Schäden an den beiden Flachseiten 5, 7 gemeinsam detektiert, es ist somit nicht zu entscheiden, auf welcher der beiden Flachseiten der Fehler aufgetreten ist. Dennoch lässt sich analog zu dem oben beschriebenen Verfahren eine Ortung des Fehlers bezüglich der Länge des ersten Leiters 1 durchführen.Another possible approach is in the 2 shown schematically. There is the first conductor 1 together with a metallic band, which may for example consist of copper, on a spool core 13 wound up, each between two turns of the first conductor 1 a turn of the metallic band 2 comes to lie, which acts as a metallic layer and forms the second conductor. This results in two intertwined spirals, one consisting of the first conductor, the second consisting of the second conductor. The first conductor may be at its inner end, as already in 1 shown connected to a high voltage source. The second terminal of the high voltage source is connected to the metallic band 14 connected. Will a high voltage between the first conductor 1 and the metallic band 14 produced in the event of damage to the insulation on one of the flat sides 5 . 7 Discharges, analogous to the procedure, based on the 1 has been described, can be detected. In this variant, damage to the two flat sides 5 . 7 detected together, so it is not to decide on which of the two flat sides of the error has occurred. Nevertheless, similar to the method described above, it is possible to locate the error with regard to the length of the first conductor 1 carry out.

Zur Durchführung der zuletzt beschriebenen Prüfung der Flachseiten 5, 7 wird vorteilhaft eine Spule mit einem nicht elektrisch leitenden Spulenflansch 15 verwendet, da sonst eine Kontaktierung des Spulenflansches 15 mit dem metallischen Band 14 vermieden werden müsste.To carry out the last described test of the flat sides 5 . 7 is advantageously a coil with a non-electrically conductive coil flange 15 used, otherwise contacting the coil flange 15 with the metallic band 14 would have to be avoided.

Anhand der 3 sei im folgenden die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens noch genauer beschrieben.Based on 3 Let the device for carrying out the method be described in more detail below.

Exemplarisch ist dabei die Alternative gemäß der 1 beschrieben, bei der als zweiter, ebener flächiger Leiter der elektrisch leitende Spulenflansch 9 dient. Der Spulenflansch 9 gehört zu der nur teilweise dargestellten Quellspule, auf deren Spulenkern 8 der erste Leiter in zweieinhalb Windungen aufgewickelt ist. Außerdem ist die Zielspule 24 dargestellt.An example is the alternative according to the 1 described as the second, planar planar conductor of the electrically conductive coil flange 9 serves. The coil flange 9 belongs to the only partially shown source coil, on the coil core 8th the first conductor is wound in two and a half turns. In addition, the target coil 24 shown.

Das erste Ende 16 des ersten Leiters ist, beispielsweise über eine Durchführung im Spulenkern 8 leitend mit einer Hochspannungsquelle 18 verbunden, wobei in diese erste Verbindung ein Strommessgerät 17 eingeschaltet ist. Der leitende Spulenflansch 9 ist, beispielsweise mittels eines Schleifkontaktes 19, mit der Hochspannungsquelle 18 verbunden. Außerdem wird die Spannung an der Hochspannungsquelle 18 mittels eines Spannungsmessgerätes 18 überwacht.The first end 16 of the first conductor is, for example via a passage in the coil core 8th conductive with a high voltage source 18 connected, wherein in this first connection an ammeter 17 is turned on. The conductive coil flange 9 is, for example by means of a sliding contact 19 , with the high voltage source 18 connected. In addition, the voltage at the high voltage source 18 by means of a voltage measuring device 18 supervised.

Liegt ein Defekt an der unteren, dem Spulenflansch 9 zugewandten Flachseite 6 (vergleiche 1) des ersten Leiters 1 vor, so wird eine Entladung stattfinden und die Spannung an der Spannungsquelle 18 zusammenbrechen. Gleichzeitig wird das Strommessgerät 17 einen Leckstrom nachweisen. Das Strommessgerät 17 und das Spannungsmessgerät 20 melden die Störung an eine Steuereinheit 21. Diese ist mit dem Antrieb der Quellspule und der Zielspule verbunden, der durch jeweils ein Reibrad 22, 23 schematisch dargestellt ist.If there is a defect at the bottom, the spool flange 9 facing flat side 6 (see 1 ) of the first conductor 1 before, a discharge will take place and the voltage at the voltage source 18 to collapse. At the same time becomes the current measuring device 17 prove a leakage current. The electricity meter 17 and the voltmeter 20 report the fault to a control unit 21 , This is connected to the drive of the source coil and the target coil, each by a friction wheel 22 . 23 is shown schematically.

Die Steuereinheit 21 kann nach der Detektion eines Fehlers bewirken, dass der Leiter 1 durch Betätigung des Antriebes 22, 23 von Quellspule und Zielspule weiter auf die Zielspule 24 aufgewickelt und von der Quellspule das heißt dem Spulenkern 8, weiter abgewickelt wird, bis dass das Strommessgerät 17 und/oder das Spannungsmessgerät 20 anzeigen, dass keine Entladung mehr vorliegt. Dies ist dann so zu werten, dass die die Störung verursachende Stelle der Isolation von dem Spulenkern 8 abgewickelt ist. Auf diese Weise lässt sich die Störung entlang der Länge des Leiters 1 orten.The control unit 21 may cause the conductor after detection of a fault 1 by actuating the drive 22 . 23 from source coil and target coil on to the target coil 24 wound up and from the source coil that is the coil core 8th , continues to process until that the ammeter 17 and / or the voltmeter 20 indicate that there is no discharge. This is then to be judged that the location causing the disturbance of the insulation from the bobbin core 8th is settled. In this way, the disturbance can be along the length of the conductor 1 locations.

Die Erfassung der Stelle, an der die Störung der Isolation vorliegt, kann auch dadurch geschehen, dass zu dem Zeitpunkt, zu dem das Strommessgerät 17 und/oder das Spannungsmessgerät 20 eine Änderung des Entladungszustandes zeigen, der Außendurchmesser R des Wickels gemessen wird. Aus der Formel L = 2π·π·(r + (R – r)/2), wobei n = (R – r)/d, lässt sich dann die Länge L des ersten Leiters, die zu diesem Zeitpunkt auf dem Spulenkern 8 aufgewickelt ist, bestimmen.The detection of the location where the fault of the insulation is present, can also be done by the fact that at the time the current meter 17 and / or the voltmeter 20 show a change in the discharge state, the outer diameter R of the coil is measured. From the formula L = 2π · π · (r + (R - r) / 2), where n = (R - r) / d, can then be the length L of the first conductor, at this time on the bobbin 8th wound up, determine.

Eine Bestimmung der Länge ist jedoch beispielsweise auch dadurch möglich, dass der Antrieb 22, 23 jeweils einen Schrittmotor an jedem Reibrad aufweist, so dass der in Summe zurückgelegte Drehwinkel des Antriebs beziehungsweise der Quellspule und der Zielspule jederzeit analog oder digital in elektronischer Form durch die Steuereinheit 21 abfragbar ist.However, a determination of the length is also possible, for example, in that the drive 22 . 23 each having a stepper motor on each friction wheel, so that the total covered angle of rotation of the drive or the source coil and the target coil at any time analog or digital in electronic form by the control unit 21 is queryable.

Ansonsten können die zu erfassenden Größen auch manuell gemessen und mittels einer Eingabeeinheit in die Steuereinheit 21 eingegeben werden.Otherwise, the quantities to be detected can also be measured manually and by means of an input unit in the control unit 21 be entered.

Zur Berechnung ist außerdem notwendig, dass die Dicke des isolierten Leiters beziehungsweise gemäß der Variante aus der 2 auch die Dicke des metallischen Bandes bekannt und in die Steuereinheit 21 eingegeben ist.For the calculation is also necessary that the thickness of the insulated conductor or according to the variant of the 2 also known the thickness of the metallic strip and in the control unit 21 is entered.

Bei einer Messung gemäß dem anhand der 2 beschriebenen Verfahren kann eine Prüfspannung der Hochspannungsquelle 18 in Höhe von 1000 Volt ausreichen.In a measurement according to the basis of 2 described method, a test voltage of the high voltage source 18 sufficient in the amount of 1000 volts.

Die Spannungsquelle, das Strommessgerät 17 und das Spannungsmessgerät 20 können in einem einzigen Gerät zusammengefasst sein, wie es beispielsweise von der Firma Keithley in Form der Geräte Keithley-High-Voltage-Supply 248 oder Keithley-Source-Meter-Model 2410 erhältlich ist.The voltage source, the ammeter 17 and the voltmeter 20 can be combined into a single device, such as that supplied by Keithley in the form of the Keithley High Voltage Supply 248 or Keithley Source Meter Model 2410 is available.

Das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft zur Prüfung von für die Ablieferung fertig konfektionierten Längen von Supraleitern einsetzen, wobei es insbesondere Vorteile bei solchen Supraleitern aufweist, deren Aspektverhältnis größer als ca. 8 ist.The described inventive method let yourself particularly advantageous for testing for the Delivery ready pre-assembled lengths of superconductors, wherein it has particular advantages in such superconductors, their aspect ratio greater than is about 8.

Claims

Method for testing the insulation of a strand-shaped first conductor ( 1 ), the at least one, at least in the stretched state of the first conductor flat flat side ( 4 . 5 . 6 . 7 ), wherein the first conductor ( 1 ) is rolled in several turns such that the rolled-up part with the flat side with its insulation ( 3 ) on a second conductor ( 9 . 14 ), and wherein a sufficiently high electrical voltage between the first conductor ( 1 ) and the second conductor ( 9 . 14 ), which in case of defects in the insulation ( 3 ) causes a flashover between the electrically conductive part of the first conductor and the second conductor, and the voltage and / or the current between the first ( 1 ) and the second conductor ( 9 . 14 ) is detected.

Method according to claim 1, wherein the first conductor ( 1 ) rolled in or out while the current and / or voltage is repeatedly measured.

Method according to claim 1 or 2, wherein the electrically conductive part of the first conductor ( 1 ) has a superconductor.

Method according to claim 1, 2 or 3, wherein the first conductor ( 1 ) has a rectangular cross-section.

Method according to one of the claims 1 to 4, wherein the first conductor ( 1 ) on a first coil flange ( 9 ) and a coil core ( 8th wound coil is unwound or unwound from such a coil, wherein the first coil flange ( 9 ) is electrically conductive and forms the second conductor and wherein the first conductor ( 1 ), as far as it is wound, laterally on the first coil flange ( 9 ) is present.

Method according to claim 5, wherein in addition to the first reel flange ( 9 ) of the coil a second coil flange is electrically conductive and the first conductor ( 1 ) is rewound after unwinding from the spool so that it bears laterally against the second spool flange.

Method according to one of the claims 1 to 6, wherein a conductive layer ( 14 ) together with the first leader ( 1 ) is wrapped in such a way that the conductive layer ( 14 ) between two turns of the first conductor ( 1 ) and wherein the conductive layer forms the second conductor.

Method according to one of the claims 1 to 7 in which, as soon as an error is detected by the current and / or voltage measurement, the first conductor is further rolled in or out by a certain length, and the current and / or the voltage is again measured thereon.

Method according to one of the claims 1 to 8th , wherein during the current and / or voltage measurement in each case the outer diameter of the coil of the first conductor ( 1 ) and from the outer diameter, the inner diameter of the coil and the conductor thickness and optionally the thickness of the conductive layer, the distance of the examined location of the first conductor ( 1 ) is determined to an end of the first conductor.

Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a coil with at least one conductive coil flange, a device for rolling in and out the conductor ( 1 ), a high voltage source ( 18 ) and a device for current and / or voltage measurement ( 17 . 20 ) connected to the first and a second conductor ( 1 . 9 . 14 ) are connectable.