HU189714B - Method and device for detecting faults in insulation of continuously advencing electric wires - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás és elrendezés folyamatosan haladó elektromos vezetékek szigetelésében előforduló hibák megállapítására. A találmány szerinti eljárásnál a vezetéket előjelellenálláson keresztül nagyfeszültséggel táplált, csillagalakűan és a vezetékhez képest sugárirányban elrendezett anódokból és katódokból álló elektródarendszeren vezetik át, és merik a vezeték és az elektróda közötti pcíenciálesés következtében folyó hibaáramot. A találmány szerinti elrendezés lényege, hogy nagy feszültséggel táplált elektródrendszerrel van ellátva, amelynek előnyösen három, előtételellenálláson keresztül táplált anódja (Aj, A2, A3) és előnyösen egy katódja (K) csillagalakúan és a vezetékhez viszonyítva sugárirányban van elrendezve. (1. ábra) ν.- ' -ο o---A- -r * ■ '- 4. ábra -1-

Description

A találmány tárgya eljárás és elrendezés folyamatosan haladó elektromos vezetékek szigetelésében előforduló hibák megállapítására. A találmány szerinti eljárás a kábelgyártásban és a lakkszigetelésű huzalok gyártásában, valamint a kábel és lakkszigetelésű huzalok feldolgozásában alkalmazható.

Az eljárás főleg a lakkszigetelésű huzalok gyártása során végzendő hibaszámvizsgálathoz alkalmazható.

Huzalok és kábelek szigetelésében levő hibahelyek megállapítására számos eljárás ismert. Ezek az eljárások három csoportba oszthatók.

1. Vizsgálati eljárás, amely a huzal és az elektród közötti mechanikus érintkezésen alapul.

2. Mechanikus érintkezés nélküli eljárások, a huzal és az elektród közötti tér ionizálásával.

3. Mechanikus érintkezés nélküli és előionizálás nélküli eljárások.

Az összes ismert eljárásoknál elvileg hibaáramot értékelnek, amely a szigetelésben előforduló hiba esetén a feszültség alatt álló elektród és a huzal között folyik.

A huzal és az elektród közötti mechanikus érintkezésen alapuló eljárás alkalmazásánál a huzal és/vagy elektród szennyezésének és/vagy sérülésének veszélye áll fenn.

A gyakran alkalmazott nagy feszültséget alkalmazó görgős elrendezés, például a DE-PS 1591962 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírásból ismert megoldás egyszerű, olcsó felépítést tesz lehetővé, de jelentős hátrányai vannak. így például nagyon vékony lakkrétegeknél, valamint részrétegekben lévő hibáknál (repedések, buborékok és hasonlók) problémák adódnak.

Határréteghatások léphetnek fel, amelyek az átütési térerősség csökkenéséhez, illetve az átütési térerősség növeléséhez vezethetnek. A vizsgálati feszültség meghatározására ezért a rendelkezésre álló tartomány nem megfelelően nagy, és hibák kerülnek kijelölésre, amelyeket a felhasználó szempontjából gyakran nem hibaként kell értékelni.

Golyókkal, grafitporial, fémspirálokkal, kefékkel és hasonlókkal történő érintkezésen alapuló eljárások lakkszigetelésű huzalok vizsgálatára nem alkalmasak.

Folyékony érintkezőanyagot alkalmazó eljárások - mint a 1 466 688 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírásból ismert eljárás - a folyamatos gyártásban csak feltételesen alkalmazhatók.

Az érintkező anyagnak a berendezésből való kivitele, valamint a huzal elszennyeződése nem kerülhető el, és ezért az érintkező anyag állandó utánpótlása, valamint a huzal utótisztítása szükséges.

A 2 826 528 számú Német Szövetségi Köztársaság-bcli közrebocsátási iratból ismert eljárásnál gyűrű- vagy csőalakú elektródokkal való közvetlen átütést alkalmaznak. Az eljárás hátránya, hogy vizsgálati feszültségként nagy feszültséget kell alkalmazni (6-10 kV). A huzal és az elektród közötti megfelelő nagy távolság esetén olyan vizsgálati feszültségek szükségesek, amelyek az említett vizsgálati feszültséget, például a hibaszámvizsgálathoz szükséges vizsgálati feszültséget messzemenően túllépik. Azonkívül az a veszély áll fenn, hogy olyan, a szigetelésben levő gyenge helyeket hibahelyekként értékelnek, amelyek még nem hibának számítanak. A huzal és elektród közötti távolság csökkenésével lehetőség van arra, hogy kis vizsgálati feszültséggel dolgozzunk, viszont a lakkréteg roncsolásának veszélye áll fenn a huzal mechanikus rezgése esetén.

A huzal és az elektród közötti tér ionizáló sugárzással történő izonizálását alkalmazó eljárások csak nagy eszköztechnikai ráfordítással és széleskörű munkavédelmi előírások betartása mellett valósíthatók meg. Ezek a berendezések nehezen telepíthetők át. A 2 801 649 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közrebocsátási iratból ismert műszer nagyfeszültség által történő lonizálással működik. Az ionizáláshoz szükséges villamos érintkezést csővel valósítják meg, amely a kábelt körülveszi és ionizált térrel van feltöltve, ahol az ionizáláshoz szükséges nagy feszültséget a mérőáramkörtől függően generátor szolgáltatja. A cső két vezető, hengeralakú, a kábellel egytengelyűén elrendezett, egymástól villamosán elszigetelt fallal van ellátva, amelyre nagy feszültséget kapcsolnak. A külső fal tüskékkel van ellátva, amelyek a belső falhoz viszonyítva sugárirányban vannak elhelyezve és a belső falon kiképzett nyílásokon oly módon hatolnak át, hogy a kábel és a belső fal közötti tér ionizálását lehetővé tegyék.

Ezt a berendezést gumi-, PVC-, PRC- és hasonló szigetelésű kábelek száraz-átütési szilárdságának vizsgálatára alkalmazzák. A vizsgálati feszültség fajtája és nagysága az ionizálás foka, a szerkezeti kivitelezés és a huzal és elektród közötti szükséges távolság miatt ez a berendezés lakkszigetelésű huzalok hibaszám vizsgálatára, különösen kis átmérő esetében (K 0,2 mm) nem alkalmazható.

A találmány célja olyan eljárás kidolgozása, amely a folyamatos gyártás során szigetelt huzalokban előforduló hibaszámot érintésmentes vizsgálattal állapítja meg. Ennek során a hibafelismerés érzékenysége, valamint a felismert hiba jellege a szabványos vizsgálati eljárásokkal összhangban kell hogy legyen,' mint például a fürdőn való átvezetési eljárással. Azonkívül az eljárás — állandó érzékenység mellett - a vizsgálandó vezetéknek nagy haladási sebességet biztosítson, és a mérőberendezés átépítése nélkül tegye lehetővé a vizsgálatot nagy átmérőtartományon belül.

A huzalok feszültséggel való terhelése a szokványos vizsgálati előírásokban foglalt határértékeket ne lépje túl. Az eljárás továbbá a hibafelismerés nagy felbontóképességét biztosítsa.

A találmány feladata szigetelt huzalok szigetelésében előforduló hibáknak a folyamatos gyártás során történő megállapítására szolgáló eljárás és elrendezés kidolgozása.

A találmány szerint a feladatot azzal oldjuk meg, hogy egyenirányítóit, a huzalpontenciáltóí függetlenül előállított nagy feszültséggel «ellátott és ionizált felületet előállító elektródarendszeren elektromos vezetéket vezetünk át, és az elektródok és a vezeték közötti érintkezést kizárólagosan az elektródok közötti ionizált felülettel állítjuk elő. A vezeték és a katód közötti potenciálesés esetén a hibahely áthaladásakor mérhető és regisztrálható hibaáram folyik. Az elektródrendszer előnyösen három anóddal és előnyösen egy katóddal van kialakítva, amelyek csillagalakúan vannak elrendezve és a vezeték irányába sugárirányúan vannak elhelyezve. Az anódokat előtételellenálásokon keresztül tápláljuk, amivel a teljes felületen egyenletes ionizálás és ezáltal a huzal vizsgálata a teljes kerületén lehetővé válik.

Ahhoz, hogy viszonylag kis vizsgálati feszültséget

189 714 (<500 V) alkalmazhassunk - ami különösen lakkszigetelésű huzalok hibaszámának megállapításánál szükséges - viszonylag nagy ionizálási fokot kell elérni. Ennek a követelménynek megfelelően a nagyfeszültség fonást, a külső áramkört, az elektródok állagát és a katód kivitelezését optimalizálni kell, hogy a megfelelő ionizálási karakterisztika kialakuljon, amely az ionizálás terében kis feszültségeséssel jellemezhető. A nagy feszültségfonás oly módon van méretezve, hogy tehermentes állapotban a nagy feszültségkisülés elsütésére elegendő nagy feszültséget szolgáltasson, és terhelt állapotban a feszültség olyan mértékben csökkenjen, ami elegendő a kisülés fenntartásához szükséges áram előállítására.

Nagy ionizálási fokot azzal lehet elérni, hogy a kisülés áramát olyan értékre növeljük, amely a katód izzítását saját felmelegedése által idézi elő. Az eközben a katódnál fellépő leégési jelenséget minimumra csökkentő, égésálló katód anyag (például kantái) alkalmazásával így nagy katódélettartam érhető el. A vezeték és az elektród közötti, a hibaáram előállítására szükséges feszültségesést a vizsgálat fajtájának megfelelően különböző módon lehet előállítani.

A találmányt részletesen rajz segítségével· ismertetjük, ahol a rajzon az 1, ábra a vizsgálati váltófeszültség, valamint a vizsgálati egyenfeszültség szuperpozíciójának lehetőségét, valamint a huzalpotenciállal történő nagy ellenállású összeköttetés által létrehozott potenciálesés előállítását mutatja.

A találmány szerinti elrendezésnek az 1. ábrán bemutatott kiviteli alakja elektródrendszerrel van ellátva, amely előnyösen három Aj, A₂, A₃ anóddal és egy K katóddal van kialakítva, amelyek csillagalakúan és D vezeték felé sugárirányban vannak elrendezve.

Az Aj, A₂, A₃ anód elé egy-egy Rj, R₂, R₃ előtét ellenállás van kapcsolva. Az elektródrendszer a D vezeték potenciáljától függetlenül előállított egyirányított U nagyfeszültséggel van táplálva.

A D vezeték és a K katód közötti potenciálesést azzal állíthatjuk elő, hogy a K katód és a D vezeték közé például sorbakapcsolt váltakozó feszültségű U mérőfeszültségforrást, R,,n ellenállást és C csatoiókoncenzátort vagy sorbaKapcsolt egyenfeszültségű Up méröfeszültségforrást és ellenállást, vagy nagyohmos R*., ellenállást kapcsolunk.

A K katód égésaJió anyagból van, míg az Aj, A₂, A₃ anódok tűalakúan vannak kiképezve.

Üzemi állapotban az elrendezés következőképpen működik:

Az Aj, A₂, A₃ anódok és a K katód csillagalakú, a D vezeték felé sugárirányban való elrendezésének, valamint az Aj, A₂, A₃ anódoknak az R₁₍ R₂, R₃ előtét ellenálláson keresztül történő táplálásának eredményeképpen az elektródok között egyenletesen ionizált felület keletkezik, amelyen a D vezetéket merőlegesen átvezetjük. Ezáltal a D vezeték és az Aj, A₂, Aj anódok és K katód közötti érintésmentes elektromos kapcsolatot hozunk létre. Amenynyiben a D vezeték szigetelésében levő hiba az ioni10 db rajz

Kiadja; Országos Találmányi Hivatal Felelős kiadó: Himer Zoltán KÓDEX zált felületen áthalad, a D vezeték és az elektródok — az Aj, A₂, A₃ anódok és a K katód között keletkező potenciálesés következtében a rendszerben mérhető hibaáram folyik. Amennyiben a K katód potenciálja az _l ^RM1 ellenálláson keresztül kerül a D vezetékre, abban az esetben az ionizált felület előállítására szolgáló U nagyfeszültség egyben vizsgáló feszültségként is szolgál és az Ry₂ ellenálláson a hibaárammal arányos feszültség vehető le. Ha a K katód és a D vezeték között egyenfeszültségű U_pmérőfeszültségforrás által szolgáltatott feszültséget kapcsolunk, akkor az R_M2 ellenálláson a hibáiéi vehető le.

Ha a váltakozó feszültségű U ~ mérőfonással szolgáltatott feszültséget csatofékondenzátor segítségével - amely az egyenáramú és váltóáramú áramkörök szétválasztására szolgál - bekapcsoljuk a rendszerbe, az R^₃ ellenálláson a hibajel vehető le.

A mérőáramkörben, elhelyezett Ry. vagy R^ ellenállás olymódon van méretezve, nogy a meroáramot a vizsgálandó D vezetéket nem károsító értékre korlátozza.

Claims (4)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás folyamatosan haladó elektromos vezetékek szigeti 'ésében előforduló hibák megállapítására, amelynek során elektródok közötti ionizált felülettel érintkezést állítunk elő az elektródok és a szigetelés között, mérjük a vezeték és az elektróda közötti potenciálesés következtében folyó hibaáramot, azzal jellemezve,, hogy a vezetéket előtétellenálláson keresztül nagyfeszültséggel táplált, csillagalakúan és a vezetékhez képest sugárirányban elrendezett anódokból és katódokból álló elektródarendszeren vezetjük keresztül.
2. 2. Elrendezés az 1. igénypont szerinti eljárás megvalósítására, amely elrendezés vezetékből és azt körülvevő nagyfeszültségű elektródarendszerből áll, azzal jel le mezve, hogy a nagyfeszültségű elektródarendszer anódokkal (Aj, A₂, A₃) és katóddal (K) van ellátva, amelyek csillagalakúan és a vezetékhez képest sugárirányban vannak elrendezve, ahol az anódok (Aj, A₂, A₃) előtét ellenálláson (Rj, R₂, R₃) keresztül nagy feszültségre (U ) vannak kapcsolva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az elektródrendszer három anóddal (Aj, A₂, A₃) és egy katóddal (K) van kialakítva.
4. 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti elrendezés, azzal j ellemezve, hogy a katód ÍK) égésálló anyagból, míg az anódok (Aj, A₂ A₃) tűalakúan vannak kialakítva.