DE1466688B2 - Schaltungsanordnung zur feststellung von fehlerstellen in der isolierung von leitern - Google Patents

Description

Hohlräume und andere Inhomogenitäten in der Isolierung von Kabeln beeinflussen in starkem Maß die elektrische Durchschlagfestigkeit solcher Kabel. Bei höheren Feldstärken treten nämlich dort Entladungsvorgänge auf, die zu einer Beschädigung der Isolierung führen können. Um solche schädliche Einflüsse auf das Kabel auszuschalten, ist man bestrebt, die Entstehung von Hohlräumen oder anderen Inhomogenitäten in der Isolierung sowohl bei der Herstellung als auch während des späteren Betriebes eines Kabels zu vermeiden.

Es sind Verfahren und Schaltungsanordnungen bekanntgeworden, um Kabel auf vorhandene Hohlräume in der Isolierung zu überprüfen (vgl. USA.-Patentschriften 2 794 168, 2 794169 und 2 794 170). Zu diesem Zweck wird das Kabel in einem flüssigen Dielektrikum durch eine auf Hochspannung befindliche Ringelektrode gezogen. Der Leiter des Kabels ist hierbei geerdet, so daß ein starkes elektrisches Feld zwischen Leiter und Ringelektrode entsteht. Bei genügend hoher Spannung treten in möglicherweise vorhandenen Hohlräumen Gasentladungsvprgänge auf, welche mit der Entstehung von hochfrequenten Impulsen verbunden sind. Diese Impulse werden in geeigneter Form zur Anzeige gebracht und bilden somit ein Kriterium für die Anwesenheit eines Hohlraumes. Der Nachteil einer solchen Anordnung besteht darin, daß von außen auf die Anordnung einwirkende elektrische Störungen ebenfalls Anlaß zu einer Anzeige geben können. Es ist nun sehr schwierig, in vielen Fällen unmöglich, das Nutzsignal von dem Störsignal zu unterscheiden, so daß die Anzeige mit großen Unzuverlässigkeiten behaftet ist.

Es ist weiterhin bekannt, den Einfluß solcher äußerer Störquellen in einer Differentialschaltung unwirksam zu machen (vgl. die USA.-Patentschrift 3 047 799). Zu diesem Zweck werden in der Nähe der der Ionisierung dienenden Hochspannungselektrode zwei weitere Ringelektroden angebracht, welche ebenfalls vom Kabel durchlaufen werden. Sie bilden die äußeren, kompensierten Zweige einer Differentialschaltung, so daß alle gleichzeitig auf die beiden Äste einwirkenden äußeren Störeinflüsse keine Anzeige bewirken können. Demgegenüber kommen die Nutzspannungen, welche bei der Glimmentladung in Hohlräumen entstehen, in Form zweier aufeinanderfolgender Maximalwerte zur Anzeige, da die beiden Ringelektroden nacheinander von den Hohlräumen durchlaufen werden.

Bei dieser bekannten Anordnung ist jedoch die Lage der beiden Ringelektroden, denen die Nutzspannung entnommen wird, nicht symmetrisch zu dei Hochspannungselektrode. Von der Hochspannungselektrode herrührende Störimpulse können demnach trotz der Differentialschaltung zur Anzeige gebracht werden. Es ist auch zu bedenken, daß die Feldstärke innerhalb der beiden Ringelektroden infolge ihres Abstandes von der Hochspannungselektrode kleiner ist, so daß eine erhöhte Spannung an der Hochspannungselektrode zur Aufrechterhaltung einer eingetretenen Glimmentladung erforderlich ist. Das Erfordernis von nunmehr drei anstatt einer Elektrode bedingt wiederum einen komplizierten mechanischen Aufbau der ganzen Anordnung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Feststellung von Fehlerstellen in der Isolierung von Leitern, wobei der Leiter zwei auf Hochspannung befindliche Ringelektroden in einer isolierenden oder leitfähigen Flüssigkeit durchläuft und die in den Fehlerstellen infolge des elektrischen Feldes durch Glimmentladungen auftretenden hochfrequenten Impulse über die beiden Ringelektroden abgenommen werden, und zwar in einer die Ausschaltung äußerer Störeinflüsse bewirkenden Differentialschaltung, wobei die Ringelektroden mit den Enden eines Differentialübertragers verbunden sind.

Ihre Aufgabe besteht darin, die genannten Mängel und Nachteile zu vermeiden. Um Störeinflüsse auszuschalten, wird von einer Differentialschaltung Gebrauch gemacht.

Gemäß der Erfindung sind die Ringelektroden über je eine Drosselspule mit dem einen Pol einer Hochspannungsquelle, der andere Pol mit der geerdeten Mittelanzapfung der Primärwicklung des Differentialübertragers verbunden, und zwischen die Enden der Primärwicklung und die Ringelektroden ist je ein Kondensator gleicher Größe geschaltet.

Die beiden Ringelektroden befinden sich in bekannter Weise in einer isolierenden oder leitfähigen Flüssigkeit. Das geerdete Kabel durchläuft die auf Hochspannung befindlichen Ringelektroden, so daß sich bei Vorhandensein eines Hohlraumes in der Kabelisolierung Glimmentladungen ausbilden. Die beiden Ringelektroden liegen an den kompensierten Zweigen einer Differentialschaltung, so daß von außen kommende Störeinflüsse nicht zur Auswirkung kommen. Da die gleichen Ringelektroden auch der Entnahme der Hochfrequenzspannung dienen, ist eine völlige Symmetrie gewährleistet. Von der Hochspannungsseite herrührende Störspannungen treten demnach in beiden Zweigen in gleicher Stärke auf und werden vollkommen kompensiert. Dadurch, daß die Orte des höchsten elektrischen Feldes und der Entnahme der Nutzspannung zusammenfallen, ist die höchste Anzeigeempfindlichkeit bei einer kleinst er-

forderlichen Hochspannung gewährleistet. Durch die Verwendung von nur zwei Ringelektroden vereinfacht sich der mechanische Aufbau.

Die Schaltungsanordnung soll an Hand der Figur näher erläutert werden.

Das Kabel 1, dessen Leiter geerdet ist, durchläuft ein Rohr 2 aus Isolierstoff, welches mit einer isolierenden oder leitfähigen Flüssigkeit gefüllt ist. An den beiden Enden des Rohres sind zweckmäßigerweise Elektroden angebracht, welche ebenfalls auf Erdpotential liegen. Etwa in der Mitte des Rohres befinden sich zwei Ringelektroden 3, welche über je eine Drosselspule 4 an dem einen Pol einer Hochspannungsquelle 5 liegen. Der andere Pol ist mit der geerdeten Mittelanzapfung der Primärseite 6 eines Differentialübertragers verbunden, wobei die Enden der Primärspule über je einen Kondensator 7 mit den Ringelektroden 3 verbunden sind. An die Sekundärseite 8 des Differentialübertragers kann die Anzeigevorrichtung, beispielsweise in Form eines Meßverstärkers mit einem Oszillographen angeschlossen werden. Man erkennt, daß Störeinflüsse, welche gleichzeitig und gleich stark auf die beiden Zweige der Differentialschaltung einwirken, infolge Aufhebung der magnetischen Flüsse kein Signal an der Sekundärspule 8 des Differentialübertragers abgeben können. Demgegenüber durchlaufen in der Kabelisolierung vorhandene Hohlräume die Ringelektroden 3 nacheinander, wobei sie durch das zwischen den Ringelektroden und dem Leiter befindliche Feld ionisiert werden. Die hierbei entstehenden hochfrequenten Impulse werden durch die gleichen Elektroden 3 nacheinander aufgenommen und in einem von der Durchlaufgeschwindigkeit des Kabels und dem gegenseitigen Abstand der Ringelektroden 3 abhängigen Zeitabstand als zwei Maximalwerte zur Anzeige gebracht. Die Stelle des zwischen den beiden Maxima liegenden Minimums entspricht der Abstandsmitte der beiden Ringelektroden und gibt somit sehr genau die Lage der Fehlerstelle des Kabels an.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Feststellung von Fehlerstellen in der Isolierung von Leitern, wobei der Leiter zwei auf Hochspannung befindliche Ringelektroden in einer isolierenden oder leitfähigen Flüssigkeit durchläuft und die in den Fehlerstellen infolge des elektrischen Feldes durch Glimmentladungen auftretenden hochfrequenten Impulse über die beiden Ringelektroden abgenommen werden, und zwar in einer die Ausschaltung äußerer Störeinflüsse bewirkenden Differentialschaltung, wobei die Ringelektroden mit den Enden eines Differentialübertragers verbunden sind, die Mittelanzapfung des Übertragers geerdet und die Sekundärseite des Übertragers an die Anzeigevorrichtung angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelektroden über je eine Drosselspule mit dem einen Pol einer Hochspannungsquelle, der andere Pol mit der geerdeten Mittelanzapfung der Primärwicklung des Differentialübertragers verbunden und zwischen die Enden der Primärwicklung und die Ringelektroden je ein Kondensator gleicher Größe geschaltet ist.