DE3833165A1 - Verfahren zur erfassung von isolationsfehlern an kunststoffisolierten elektrischen leitern - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Meßtechnik bei der Herstellung von kunststoffisolierten Leitern und ist bei der Verbesserung eines Verfahrens anzuwenden, bei dem zur Erfassung elektrischer Fehlstellen in der Isolierung eine elektrische Prüfung der Isolierung und eine Oberflächenprüfung der Isolierung vorgenommen werden.

Zur Verbesserung der Qualität isolierter elektrischer Leiter, wie sie insbesondere in elektrischen Kabeln und Leitungen ein­ gesetzt werden, und zur Rationalisierung der Herstellung ist es üblich, die zur Herstellung solcher Leiter verwendeten Ex­ trusionslinien meßtechnisch auf umfangreiche Weise zu über­ wachen und zu steuern. Zu den hierfür verwendeten Meßgeräten gehören u. a. ein sogenannter Trockenprüfer oder auch Spark­ tester zur Prüfung der Isolierung auf Fehlstellen und Meßgeräte zur Prüfung der Oberfläche des isolierten elektrischen Leiters. Bei solchen Oberflächenmeßgeräten kann es sich um ein Durch­ messermeßgerät, um einen Knotenwächter, um ein Oberflächenfehler- Prüfgerät - einen sogenannten Surface-Tester - oder auch um eine Kapazitätsmeßbrücke handeln, die ebenfalls Rückschlüsse auf den Umfang der Isolierung ermöglicht (DE-Z "Draht", 1965, Seite 179 bis 185; DE-Z "Draht", 1983, Seite 177 bis 181; DE-Z "Drahtwelt", 1984, Seite 243 bis 245; DE-Z "Draht", 1987, Seiten 398 bis 399). Zu den bei Extrusionslinien überwachten physikalischen Größen gehört dabei auch die Abzugsgeschwindigkeit des Leiters bzw. die vom isolierten Leiter zurückgelegte Weglänge (Meter­ zähler). Weiterhin ist die Verwendung von Zeitgebern üblich.

Ausgehend von einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbe­ griffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, das Verfahren so auszugestalten, daß räumlich ausgedehnte Fehlstellen der Isolation sowohl von kleineren Defekten wie Porenfehlern als auch von reinen Oberflächen­ fehlern unterschieden werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Meßsignal der elektrischen Prüfung und das für den­ selben Oberflächenabschnitt der Isolierung erzeugte Meßsignal der Oberflächenprüfung einer Logikstufe zugeführt werden, welche die beiden Meßsignale derart miteinander verknüpft, daß im Falle des Vorhandenseins beider Meßsignale ein zusätzliches Ausgangssignal erzeugt wird.

Mit einem derart ausgebildeten Verfahren ist es möglich, die auftretenden Fehlstellen der Isolation, also diejenigen Fehler in der Isolierung, die zu einem Durchschlag bei der elek­ trischen Prüfung der Isolierung geführt haben, zu gewichten und zu klassifizieren. In Abhängigkeit von dieser Meßwerterfassung ist es möglich, gezielt in den Fertigungsprozeß einzugreifen, beispielsweise durch Einschaltung eines Warnsignals, insbeson­ dere aber in schwerwiegenden Fällen den Fertigungsprozeß zu stoppen. Die Klassifizierung der ermittelten Fehlstellen er­ folgt insbesondere in Abhängigkeit von der Dauer des Ober­ flächenfehlers, d. h. von der zeitlichen Länge des entsprechen­ den Meßsignals. Mit diesem zusätzlichen Kriterium können auch statistische Auswertungen über Fehlerart und Fehlerhäufigkeit verknüpft werden.

Die elektrische Prüfung und die Oberflächenprüfung der Isolierung können im Rahmen des neuen Verfahrens mit zwei getrennt angeordneten Meßgeräten durchgeführt werden. In diesem Fall werden die beiden entsprechenden Meßsignale in folge der räumlichen Versetzung der Meßeinrichtungen auch zeitlich ver­ setzt erzeugt. Zur eindeutigen Zuordnung dieser Meßsignale ist es in diesem Fall notwendig, mittels der Logikstufe die zeitliche Versetzung der beiden Meßsignale aufzuheben, und zwar aufgrund einer zusätzlichen Messung des vom isolierten Leiter zurückgelegten Weges. Dies kann mit einem Meterzähler oder durch Messung der Abzugsgeschwindigkeit des Leiters und unter Auswertung der Meßsignale eines Zeitgebers erfolgen. - In diesem Zusammenhang erscheint es besonders zweckmäßig, ein Meßgerät einzusetzen, welches an der gleichen Meßstelle gleichzeitig die elektrische Prüfung der Isolierung und die Oberflächenprüfung vornimmt.

Zwei Meßanordnungen zur Durchführung des neuen Verfahrens sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 einen Aufbau mit räumlich getrennter Anordnung der beiden Meßgeräte für die elektrische Prüfung und die Oberflächenprüfung und Fig. 2 einen Aufbau, bei dem die Meßanordnung für die elektrische Festigkeit in das Prüfgerät für die Oberfläche in­ tegriert ist.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Kabelader 1, deren Leiter 2 mit einer Kunststoffisolierung 3 umgeben ist und unmittelbar im Anschluß an die Herstellung der Kunststoffiso­ lierung ein Meßgerät 4 zur elektrischen Prüfung der Isolierung und im Anschluß daran ein Meßgerät 5 zur Prüfung der Oberfläche der Isolierung durchläuft. Weiterhin sind ein Meterzähler 6 und ein Zeitgeber 7 angeordnet.

Das vom Meßgerät 4 erzeugte Meßsignale 10, das vom Meßgerät 5 erzeugte Meßsignal 11, das vom Meterzähler 6 erzeugte Meßsignal 12 sowie das Zeitsignal 13 des Gebers 7 werden einer Logikstufe 8 zugeführt, die in Abhängigkeit von diesen Meßsignalen gegebenen­ falls zusätzlich ein spezielles Ausgangssignal erzeugt.

Bei der Herstellung der Kabelader 1 oder auch in einem separa­ ten Arbeitsgang durchläuft diese nacheinander das Meßgerät 4 zur Spannungsprüfung und das Meßgerät 5, das beispielsweise eine Durchmesserprüfung vornimmt. Fehlerfreie Isolierungen lösen dabei keine Meßsignale aus. Beschädigungen oder Fertigungs­ fehler mit unzureichender Spannungsfestigkeit führen dagegen in der Hochspannungselektrode des Meßgerätes 4 zu einem Durch­ schlag. Ein entsprechendes Meßsignal aktiviert eine spezielle Auswertestufe der Logikschaltung und meldet das Vorhandensein eines elektrischen Fehlers. Anschließend durchläuft die Fehlstelle die Meßvorrichtung 5 und wird dort auf ihre Abweichung von der normalen Geometrie überprüft. Zeigt diese Geometrie keine meßbare Veränderung, so hat es sich bei dem zuvor mit dem Meßgerät 4 ermittelten Fehler offensichtlich um einen rein elektrischen Durchschlag gehandelt, d. h. um einen Porenfehler ohne größere Veränderung des benachbarten Bereiches der Isolierung. Derartige sporadisch auftretende Miniatur­ fehler, die in üblicher Weise registriert werden, lassen sich leicht nachbessern und erfordern in der Regel keinen besonderen Eingriff in den Fertigungsprozeß. - Zeigt dagegen die gemessene Geometrie der Kabelader 3 gravierende Abweichungen vom Soll­ wert, so wird dieser Fehler in seiner räumlichen Ausdehnung erfaßt und nach Länge klassifiziert. Da ein solcher Fehler auf eine Störung des Fertigungsprozesses schließen läßt, erfolgt neben der Fehlerprotokollierung auch eine Warnung des Maschinenpersonals, indem mittels eines speziellen Ausgangs­ signals der Logikschaltung eine entsprechende Warneinrichtung angesteuert wird. - Zusätzlich kann in schwerwiegenden Fällen, d. h. bei entsprechender Klassifizierung des aufgetretenen Fehlers, ein automatischer Stop des Fertigungsprozesses eingeleitet werden.

Bei dem beschriebenen Verfahren werden die Meßsignale des Meterzählers 6 und des Zeitgebers 7 als Hilfssignale für die logische räumliche und zeitliche Zuordnung der beiden Meßsig­ nale der Meßgeräte 4 und 5 sowie für die Ermittlung der Längen­ ausdehnung der Fehlstelle benötigt.

Die Anordnung gemäß Fig. 2 sieht abweichend von Fig. 1 vor, daß es sich bei dem Meßgerät 9 um ein kombiniertes Meßgerät handelt, das sowohl die Prüfung auf elektrische Festigkeit als auch die Oberflächenprüfung vornimmt. Der hier ebenfalls vorhandene Meterzähler 6 dient lediglich zur Registrierung des Fehlerortes.

Claims (4)

1. Verfahren zur Erfassung elektrischer Fehlstellen in der Isolierung von kunststoffisolierten elektrischen Leitern im Durchlaufverfahren, bei dem aufgrund einer elektrischen Prüfung der Isolierung und aufgrund einer Oberflächenprüfung der Isolierung jeweils ein Meßsignal erzeugt und diese Meßsignale ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal (10) der elektrischen Prüfung und das für denselben Oberflächenabschnitt der Isolierung erzeugte Meßsig­ nal (11) der Oberflächenprüfung einer Logikstufe (8) zugeführt werden, welche die beiden Meßsignale derart miteinander ver­ knüpft, daß im Falle des Vorhandenseins beider Meßsignale ein zusätzliches Ausgangssignal (14) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Logikstufe (8) das zusätzliche Ausgangssignal (14) in Abhängigkeit von der zeitlichen Länge des Meßsignals (11) der Oberflächenprüfung erzeugt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zusätzliche Ausgangssignal (13) zur Beeinflussung des Fertigungsablaufes dient.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die bei­ den Meßsignale (4, 5) infolge räumlicher Versetzung der beiden Meßeinrichtungen zeitlich versetzt erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Logikstufe (8) aufgrund einer zusätzlichen Messung des vom isolierten Leiter zurückgelegten Weges die zeitliche Versetzung der beiden Meßsignale (4, 5) aufgehoben wird.