DE1132653B

DE1132653B - Electrode system for contactless, capacitive testing of electrical, current-carrying conductors

Info

Publication number: DE1132653B
Application number: DEV17761A
Authority: DE
Inventors: Peter Sidney Vick
Original assignee: PETER SIDNEY VICK
Current assignee: PETER SIDNEY VICK
Priority date: 1959-12-18
Filing date: 1959-12-18
Publication date: 1962-07-05

Description

Elektrodensystem zum berührungslosen, kapazitiven Prüfen elektrischer, stromführender Leiter Die Erfindung bezieht ich auf ein Elektrodlensystem zur berührungslosen kapazitiven Prüfung von unter Spannung stehendes Leitern mit einer Prüfelektrode und einem sie ggen Berührung sichernden Isolierteil. Bei derartigen Ausführungen liegt die Elektrode nahe dem zu prfendien Leiter, so daß kapazitiv ein Potential in ihr rzeugt wird, das verstärkt wer.den kann und dazu diet, anzuzeigen, ob der Leiter spannunIgsführend odr nicht spannungsführe,nd ist. Wenn es sich um eine von Wechselstrom durchflossenen Leiter handelt, lann wird eine Wechselspannung in der Elektrod erzeugt, die leicht direkt durch einen Röhrenverstrker oder einen anderen Verstärker verstärkt werde kann.Electrode system for non-contact, capacitive testing of electrical, current-carrying conductor The invention relates to an electrode system for contactless capacitive testing of live conductors with a test electrode and an insulating part securing it against contact. With such designs If the electrode is close to the conductor to be tested, there is a capacitive potential it is produced in it that can be strengthened and, in addition, it is possible to indicate whether the The conductor is live or not live, nd is. If it's one of AC current is flowing through the conductor, then there is an alternating voltage in the Electrod generated easily directly by a tube amplifier or some other Amplifier can be amplified.

Die Erfindung besteht n wesentlichen darin, daß ein an dem Isolierteil befxtigter leitender Schirm mit einer in Richtung des zu rüfenden Leiters angeordneten Öffnung vorgeseheiist. The invention consists essentially in the fact that one on the insulating part attached conductive screen with one arranged in the direction of the conductor to be checked Opening is provided.

Wenn die. Prüfelektroc hinter der Öffnung liegt, dann hat sie vorteilhaft litten- oder Scheibenform. If the. Prüfelektroc is behind the opening, then it has advantageous Litten or disc shape.

Ihre Fläche ist größer a die Öffnung im Schirm, die durch den Isoliertei verschlossen bzw. abgedeckt ist, der die Lage dePrüfelektrode zum Schirm sichert. Their area is larger than the opening in the screen through the insulating element is closed or covered, which secures the position of the test electrode to the screen.

Liegt die Prüfelektredvor dem Schirm, dann ist sie vorteilhaft in dem Isorteil eingebettet und über diesen mit dem Schirm veunden. If the test electronics are in front of the screen, then it is advantageous in embedded in the insulating part and connected to the screen via this.

Bei einem für Wechselannung bestimmten Elektrodensystem weist der Sc:m eine seine Öffnung umgebende zylindrische Hül auf, in der die Prüfelektrode koaxial dazu gelege ist. Dann wird die Prüfelektrode zweckmäßig deh den Isolierteil in der Hülse gehalten, der das rdere Ende der Prüfelektrode abdeckt und sie so gen Berührung mit anderen Teilen schützt. In the case of an electrode system intended for alternating voltage, the Sc: m a cylindrical sleeve surrounding its opening in which the test electrode is coaxial with it. Then the test electrode is expediently deh the insulating part held in the sleeve that covers the other end of the test electrode and so gene Contact with other parts protects.

Durch Verwendung vcprüfelektroden mit einer Abschirmplatte der vorstand erwähnten Art können Richtwirkungen erregt werden. So wird z.B., wenn die Elektrode hinteiner verhältnismäßig kleinen Öffnung angeordnet"1, eine relativ starke Bün delung des elektrischen Fes erzielt. Wenn die Elektrode vor der Öffnung lie wird ein breiterer Richtstrahl erzielt. Die Richtwung wird noch durch die Form der leitenden Plattdie die Prüfeluktrode bildet, beeinflußt. By using test electrodes with a shielding plate the board mentioned type directional effects can be excited. For example, if the electrode arranged behind a relatively small opening "1, a relatively strong Bün Delation of the electric fes achieved. When the electrode is left in front of the opening a wider directional beam is achieved. The direction is determined by the shape of the guiding Plate, which forms the test electrode, is affected.

Wie weiter nachstehencargeiegt werden wird, ermöglicht die Erfindung al das Prüfen von Gleichspannung in dem Leiter. As will be discussed further below, the invention enables al checking DC voltage in the conductor.

In der Zeichnung síndrschiedlene Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt Es zeigt Fig. 1 ein Elektrodensqm zum Prüfen von Freileitungen, Fig. 2 ein Elektrodensystem zum Prüfen eines Sammelschienenanschlusses, Fig. 3 ein Elektrodensystem zum Prüfen von Kabeln und Fig. 4 ein Elektrodensystem zum Einbau in elektrische Apparate. The drawing shows exemplary embodiments of the invention It shows Fig. 1 an electrode system for testing overhead lines, Fig. 2 an electrode system for testing a busbar connection, FIG. 3 an electrode system for testing cables and FIG. 4 an electrode system for installation in electrical Apparatus.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet worden. The same parts are given the same reference symbols in all figures been designated.

Fig. 1 zeigt ein Elektrodensystem, das einen leitenden Schirm 2 aufweist, der eine Öffnung 4 besitzt. Fig. 1 shows an electrode system which has a conductive screen 2, which has an opening 4.

Hinter dem Schirm2 liegt eine PrüfeIektrodel, die von dem Schirm durch einen Isolierteil 3 aus festem Isoliermaterial getrennt ist. Die Elektrode 1 hat Scheibenform. Ihre Fläche ist größer als die Öffnung 4.Behind the screen 2 there is a test electrode that extends from the screen an insulating part 3 is separated from solid insulating material. The electrode 1 has Disc shape. Its area is larger than the opening 4.

Der Isolierteil 3 trägt die Prüielektrode 1 in der gewünschten Entfernung von dem Schirm2 und verschließt die Öffnung 4, so daß die Prüfelektrode 1 ,gegen Berührung mit irgendeinem vor dem Schirm 2 befindlichen Körper geschützt ist. Ferner ist die Prüfelektrode 1 mit einem leitenden Anschluß 5 versehen zum Anschließen an den Verstärker des Prüfgeräts.The insulating part 3 carries the test electrode 1 at the desired distance from the screen 2 and closes the opening 4, so that the test electrode 1, against Contact with any body located in front of the screen 2 is protected. Further the test electrode 1 is provided with a conductive terminal 5 for connection to the amplifier of the tester.

Von diesem Elektrodensystem wird eine relativ starke Feldbündelung zentral in Richtung der Achse der Schirmöffnung erzeugt. Zwecks Spannungsprüfung wird das Gerät so ausgerichtet, daß seine Achse gegen die Freileitung oder einen anderen elektrischen Leiter, der geprüft werden soll, gerichtet ist. This electrode system produces a relatively strong field concentration generated centrally in the direction of the axis of the umbrella opening. For voltage testing the device is aligned so that its axis against the overhead line or a other electrical conductor to be tested.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die in dem Schirm 2 befindliche Öffnung 4 von einer Hülse 7 umgeben, die eine Fortsetzung des Schirmes 2 bildet und leitend ist. Die hier verwendete Präfelektnoooe ist in Form eines leitenden Rohres 8 ausgebildet, das am Vorderende durch eine Scheibe 6 verschlossen ist, deren Durchmesser etwas größer ist als der Aßendurchmesser des Rohres 8. Das Rohr 8 liegt koaxial in de.r Öffnung4. Die Hülse 7 umgibt den zylindlrischen Isolierteil 3, der am vorderen Ende geschlossen ist und die Scheibe 6 abdeckt. In the embodiment according to FIG. 2, the one located in the screen 2 is Opening 4 is surrounded by a sleeve 7 which forms a continuation of the screen 2 and is conductive. The Präfelektnoooe used here is in shape a conductive tube 8 which is closed at the front end by a washer 6 whose diameter is slightly larger than the outer diameter of the pipe 8. That Tube 8 lies coaxially in the opening 4. The sleeve 7 surrounds the cylindrical insulating part 3, which is closed at the front end and covers the pane 6.

Eine derartige Prüfelektrode 6 kann dazu dienen, festzustellen, ob ein Leiter in einer zellenförmigen Hochspannungsschaltanlage unter Spannung steht oder nicht, Wenn die Hülse 7 und der Schirm 2 mit Isoliermaterial abgedeckt werden, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, dann können die Leiter mit der Hülse 7 in Berührung kommen, ohne daß Gefahr für den Prüfenden entsteht. Such a test electrode 6 can be used to determine whether a conductor in a cellular high-voltage switchgear is live or not, if the sleeve 7 and the screen 2 are covered with insulating material, what is not shown in the drawing, then the conductor with the sleeve 7 come into contact without endangering the examiner.

Bei der Ausführung nach Fig. 3, dteein Elektrodensystem wiedergibt, das insbesondere zum Prüfen von Kabeln dient, sind der Schirm 2 und die Prüfelektrode 1 gekrümmt ausgebildet und haben dieselbe Mittelachse. Die Prüfelektrodel liegt vor dem Schirm2 und ist vollständig von dem Isolierteil 3 umgeben. In the embodiment according to FIG. 3, which shows an electrode system, The screen 2 and the test electrode are used in particular to test cables 1 curved and have the same central axis. The test electrode is lying down in front of the screen 2 and is completely surrounded by the insulating part 3.

Von der Elektrode 1 erstreckt sich ein leitender Anschluß 5 durch den Isolierteil 3 und die Öffnung 4 zu dem Verstärker. In diesem Fall ist die Vorderseite 9 des Isolierteiis 3 gekrümmt und so angeordnet, daß, wenn sie auf die isolierende Umhüllung oder Abdekkung eines unabgeschirmten Kabels gelegt wird, die Elektrode 1 sich in einer bestimmten Priifentfernung von dem Kabel befindet.A conductive terminal 5 extends from the electrode 1 the insulating part 3 and the opening 4 to the amplifier. In this case it is the front 9 of the insulating element 3 curved and arranged so that when they are on the insulating Sheath or cover of an unshielded cable is placed, the electrode 1 is a certain test distance from the cable.

Bei der Prüfung von Kraftstromkabeln wird die äußere Hülle und jede Abschirmung an der Stelle des Kabels entfemt, wo die. Prüfung erfolgen soll. Dann wird das Elektrodensystem gemäß Fig. 3 so an das Kabel gelegt, daß die Fläche 9 in Berührung mit der Kabelisolierung gelangt. When testing power cables, the outer sheath and each Shielding removed at the point on the cable where the. Check should take place. then the electrode system according to FIG. 3 is placed on the cable in such a way that the surface 9 comes into contact with the cable insulation.

Die in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungen können bei tragbaren Prüfgeräten Verwendung finden, wobei dann der Schirm 2 einen Teil des abschirmenden, Gehäuses des Prüfgeräts darstellt. The embodiments shown in FIGS. 1 to 3 can be used in portable testing devices Find use, in which case the screen 2 is a part of the shielding housing of the test device.

Im Gegensatz hierzu bildet das in Fig.4 wiedergegebene Elektrodensystem nicht einen Teil eines Prüfgeräts, sondern einen bleibenden Bestandteil einer elektrischen Anlage oder Einrichtung. Es kann in dem leitenden Gehäuse eines elektrischen Apparates oder dem Verschlußdeckel eines Sammelschienen-Anschl-ußstutzens eingebaut sein. In diesem Fall bildet der Schirm 12, der dem Schirm 2 der Ausführungen nach Fig. 1 bis 3 entspricht, einen Teil des leitenden Gehäuses des elektrischen Apparates oder des Verschluß deckels des Sammelschienen-Anschlußstutzens. Die Prüfelektrode 1 hat dabei scheibenförmige Gestalt und liegt in dem Verschlußdeckel des Sammelschienen-Anschlußstutzens. Sie ist von dem Isolierteil 3 umgeben, der sie in dem gewünschten Abstand von dem Schirm2 hält. In contrast to this, the electrode system shown in FIG not a part of a test device, but a permanent part of an electrical one Plant or facility. It can be in the conductive housing of an electrical apparatus or the cover of a busbar connection piece. In this case, the screen 12, which corresponds to the screen 2 of the embodiments according to FIG. 1 to 3 corresponds to a part of the conductive housing of the electrical apparatus or the closure cover of the busbar connection piece. The test electrode 1 has a disk-shaped shape and is located in the closure cover of the busbar connection piece. It is surrounded by the insulating part 3, which they at the desired distance from the Screen2 holds.

Durch die Öffnung des Schirmes 12 ragt ein Gewindezapfen 14 hindurch, der ein Teil des Isolierteils ist und den leitenden Anschlußteil 5 der Prüfelektrode umgibt, dessen Ende 13 außerhalb des Verschlußdeckels oder des Gehäuses des elektrischen Apparates liegt. Auf dem Gewindezapfen 14 ist eine mit Innengewinde versehene Schraubkappe 15 angeordnet, die zu Zeiten, wo keine Prüfung erfolgt, das Ende 13 abdeckt. A threaded pin 14 protrudes through the opening of the screen 12, which is part of the insulating part and the conductive connection part 5 of the test electrode surrounds, the end 13 of which is outside the sealing cover or the housing of the electrical Apparatus lies. On the threaded pin 14 is a screw cap provided with an internal thread 15, which covers the end 13 at times when there is no test.

Das Elektrodensystem wird in der Nähe einer Sammelschiene oder eines anderen Leiters des elek- trischen Apparates befestigt. Um zu prüfen, ob der Leiter spannungsführend oder nicht spannungsführend ist, wird die Kappe 15 abgeschraubt und die Verbindung zwischen dem Verstärker des Prüfgeräts und dem Ende 13 hergestellt. The electrode system is placed near a busbar or a other head of the electrical tric apparatus attached. To check that the head is live or not live, the cap 15 is unscrewed and the connection between the amplifier of the test device and the end 13 is established.

Im allgemeinen ist die Elektrode eine Scheibe oder Platte, die entweder fladi oder gekrümmt ist, wie es die Fig. 1 bis 3 zeigen. In manchen Fällen kann die Elektrode aber auch eine andere Form, z.B. Halbkugelform, haben. In general, the electrode is a disk or plate that is either is flat or curved, as shown in FIGS. 1 to 3. In some cases it can however, the electrode can also have a different shape, e.g. hemispherical shape.

Wenn das Elektrodensystem nach Fig. 1, 2 oder 3, wie bereits ausgeführt, in einem tragbaren Prüfgerät Verwendung findet, dessen eine Gehäusewand den Schirm 2 bildet, dann werden vorteilhaft zum Regeln der Empfindlichkeit des Prüfgeräts Mittel vorgesehen, mit denen die Schirm- bzw. Gehäuseöffnung geöffnet oder geschlossen bzw. itre Größe geändert werden kann. If the electrode system according to Fig. 1, 2 or 3, as already stated, is used in a portable test device, one housing wall of which is the screen 2 forms, then are advantageous for regulating the sensitivity of the test device Means are provided with which the screen or housing opening is opened or closed or itre size can be changed.

Diese Mittel können zB. aus einer drehbaren leitenden Scheibe mit mehren Löchern verschiedener Größe oder einem leitenden Schieber mit verschieden großen Öffnungen bestenen. Ihre Betätigung kann entweder von Hand odernit Hilleeines Kraftantriebs erfolgen. Eine derartige ausführung eignet sich auch zum Prüfen von Gleichsannungen. Die dem Prüfgerät zugeführte Spannug wird eine zerhackte oder periodisch geänderte Spanung sein, die durch einen Wechselstrom-Signalverstrker verstärkt werden kann. These funds can, for example. from a rotatable conductive disc with several holes of different sizes or a conductive slide with different great openings. They can be operated either by hand or with assistance Power drive take place. Such a design is also suitable for testing Equal tensions. The voltage supplied to the tester will be chopped or periodic changed voltage amplified by an AC signal amplifier can.

In allen Fällen kann ie Prüfelektrode entweder innerhalb oder außerhalbdes Gerätegehäuses liegen. In all cases, the test electrode can be either inside or outside the Device housing lie.

Die Anordnung hängt n der gewünschten Prüfwirkung der verlangten {ichtwirkung bzw. Richtempfindlichkeit und der größe des Verschlußschiebers oder der drehbareni ochscheibe ab. Der Verschlußschieber oder die acEscheibe werden kleiner und die Richtwirkung wd größer, wenn die Prüfelektrode im Gehäuse, hier und nahe der Gehäuse öffnung, liegt, als wenn außerhalb des Gehäuses angeordnet wird. Je weit die Prüfelektrode im Gehäuse von der Gehäusewalöffnung entfernt ist, desto kleiner wird die Spannursaufnahme. Die Empfindlichkeit des Geräts 'hänferm von der Größe der Öffnung ab, hinter der d Prüfelektrode liegt.The arrangement depends on the desired test effect of the required light effect or directional sensitivity and the size of the locking slide or the rotatablei washer off. The locking slide or the acE disc get smaller and the Directivity is greater when the test electrode is in the housing, here and near the housing opening, lies as if it is arranged outside the housing. The far the test electrode is removed in the housing from the housing whale opening, the smaller the Spannursaufnahme. The sensitivity of the device depends on the size of the opening behind the d test electrode is in place.

PATBNTA SPRUCHE: 1. Elektrodensyste zur berührungslosen, kapazitiven Prüfung vcunter Spannung stehenden Leitern mit einer Efelektrode und einem sie gegen Berührung siernden Isolierteil, gekennzeichnet durch eine an dem Isolierteil(3) befestigten, leitenden sturm (2) mit einer in Richtung des zu prüfend Leiters angeordneten Öffnung (4). PATBNTA PROVERBS: 1. Electrode system for non-contact, capacitive Testing of live conductors with one electrode and one against it Contacting insulating part, characterized by an on the insulating part (3) attached, conductive storm (2) with one arranged in the direction of the conductor to be tested Opening (4).

Claims

2. Electrode system according to claim 1, characterized in that the Test electrode (1) designed as a plate behind the opening (4) of the screen lies, which is closed by the insulating part (3), he the position of the test electrode (1) intended or secured for the public transport.

3. Electrode system according to claim 1, characterized in that the The opening (4) in the screen (2) is surrounded by a sleeve (7) in which the test electronics is mounted coaxially.

4. Electrode system according to claim 1, characterized in that dual Test electrode (1) lies in front of the screen (2) in the part (3) over which it is connected the screen (2) is attached.

5. An electrode system according to any one of the preceding claims, characterized in that the insulating part (3) is in front of the screen (2) and one Surface (9) has to secure the position of the test electrode (1) to the electrical to be tested Ladder by laying on the ladder.

6. Electrode system according to claim 1 to 4, characterized in that that the insulating part (3) is in front of the screen and has a surface that can be used when testing of the electrical conductor comes into contact with the insulation.

7. An electrode system according to any one of the preceding claims for portable testing devices, characterized in that the conductive screen (2) is a component of a shield case surrounding the tester.

8. Electrode system according to one of claims 1 to 4 for testing live parts that are in or through a conductive housing a removable cover Key covers are accessible, characterized in that the conductive screen (12) is part of the closure cover or the housing and the test electrode (1) within the housing containing the part to be tested or closure cover is and with a cover through the closure or the housing is provided through connection (5).

9. Electrode system according to claim 8, characterized in that the end (13) of the connection (5) with a cap (15) that can be removed during the test or the like. Is covered.

Publications considered: German Patent No. 469 649; German Auslegeschriften Nos. 1 054 169, 1 035 759; U.S. Patent No. 2061 115; British Patent Nos. 744 326, 788 458; Swiss patents No. 37 167 220 522.