DE102014112350A1

DE102014112350A1 - Inspektionssystem zum bewerten von elektrischen teilen hinsichtlich einer ungewollten teilentladung

Info

Publication number: DE102014112350A1
Application number: DE102014112350.6A
Authority: DE
Inventors: John S. Agapiou; Thomas A. Perry; Jon Matthew Radlick
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2015-03-12
Also published as: US20150073733A1; CN104422862B; US9482710B2; CN104422862A

Abstract

Ein Testsystem für elektrische Teile zum Bewerten der Qualität eines isolierten elektrischen Teils umfasst eine computergesteuerte Schaltvorrichtung zum automatischen Liefern einer ursprünglichen Spannung an das elektrische Teil in Übereinstimmung mit dem vorab festgelegten Testschema, das von der Rechenvorrichtung empfangen wurde und das das Bereitstellen einer Spannung an jede Phase des Teils nacheinander fordert, während die anderen Phasen des Teils geerdet werden. Das System umfasst ferner ein Hochfrequenzfilter zum Empfangen der ursprünglichen Spannung, zum Empfangen einer Lastspannung, die aus dem elektrischen Teil in Ansprechen darauf ausgeht, dass das Teil die ursprüngliche Spannung empfängt, und zum Ausfiltern der ursprünglichen Spannung aus der Lastspannung, um eine beliebige Teilentladungsspannung zu isolieren, die von dem elektrischen Teil zu der ursprünglichen Spannung hinzugefügt wird, während das Teil durch die ursprüngliche Spannung elektrifiziert wird, was ein gefiltertes Signal liefert. Das System umfasst außerdem die Rechenvorrichtung, um das gefilterte Signal von dem Hochfrequenzfilter zu empfangen, welches eine beliebige Teilentladungsspannung anzeigt, das durch das Filter isoliert wurde, um eine Spitzenamplitude der Teilentladungsanfangsspannung mit einem Spannungsschwellenwert zu vergleichen und um die Qualität des elektrischen Teils, das getestet wird, beruhend auf dem Vergleich zu bestimmen. Ferner wird ein Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer zum Verarbeiten der Teilentladungsspannung bereitgestellt, vor dem Liefern an die Rechenvorrichtung zur Analyse.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Inspektionssystem zum Bewerten von elektrischen Teilen und insbesondere derartige Systeme, Computervorrichtungen, Verfahren und Algorithmen zum Bewerten jeder möglichen ungewollten Teilentladung, die von Teilen wie etwa Statoren für Elektromotoren ausgehen kann.
HINTERGRUND
Viele elektrische Teile umfassen eine Isolierung, etwa einen Decklack oder eine andere primäre Isolierung, die mit Drähten eng gekoppelt ist oder diese beschichtet. Viele umfassen außerdem eine sekundäre Isolierung, etwa einen Klarlack, der über der Beschichtung bereitgestellt wird.
Wenn die Isolierung vollständig ist, verhindert sie, dass ein elektrischer Strom in ungewünschter Weise von dem Draht ausgeht. Wenn in den beiden Schichten Defekte vorhanden sind, etwa dadurch, dass die primäre Isolierung in einem Bereich benachbart zu einer Luftblase in der sekundären Isolierung zu dünn ist, kann sich eine ungewollte Teilentladung (PD, PD von partial discharge) ergeben. Eine Teilentladung kann beispielsweise in einer derartigen Luftblase auftreten.
Beim Identifizieren problematischer Defekte auf effektive und effiziente Weise gibt es zahlreiche Herausforderungen. Eine Hauptherausforderung besteht darin, dass herkömmliche Techniken erhebliche manuelle Aktivitäten erfordern, wie zum Beispiel das manuelle Umschalten zwischen Phasen des elektrischen Teils, das gerade getestet wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein computergesteuertes Mehrkomponentensystem zum Bewerten von elektrischen Teilen, um festzustellen, ob jedes Teil eine ungewollte Teilentladung (PD) zeigt.
Das System umfasst eine Impulsspannungsquelle, einen automatisierten Schalter, ein Hochfrequenzfilter, einen Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer bzw. A/D-Umsetzer und einen Computer, der den Schalter steuert und eine Ausgabe des Filters verarbeitet.
Insbesondere stellt die Spannungsquelle in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Technologie eine Impulsspannung mit schneller Anstiegszeit für Eingabeanschlüsse des automatisierten Schalters sowie für Eingabeanschlüsse des Hochfrequenzteilers als Referenzsignal bereit. Unter der Steuerung des Computers leitet der Schalter die Impulsspannung selektiv an das elektrische Teil (z. B. einen Stator) weiter, das gerade getestet wird.
Eine Spannungsausgabe des Teils wird an das Filter weitergeleitet, welches ausgestaltet ist, um alle Frequenzen der Spannung von dem Teil, die sich von den Frequenzen des Referenzsignals unterscheiden, das von der Spannungsquelle empfangen wurde, weiterzuleiten. Alle erfassten Unterschiede sind Rauschen und Rauschen von einer Teilentladung würde eine sehr hohe Frequenz aufweisen. Das Vorhandensein einer Schwingung mit einer derartigen sehr hohen Frequenz, die von dem Filter separiert wird, zeigt ein ungewolltes Teilentladungsereignis an, und damit, dass das Teil defekt ist – z. B. über eine nicht ausreichende elektrische Isolierung verfügt.
Der Digitalisierer weist bei einer Ausführungsform zwei Kanäle auf, wobei einer verbunden ist, um das gefilterte Signal (z. B. Rauschen) zu empfangen. Der andere Kanal ist verbunden, um das ursprüngliche oder angelegte Signal (von der Spannungsquelle) zu empfangen, nachdem es durch einen Spannungsteiler oder einen Potentialteiler verringert wurde. Der Digitalisierer leitet die Spitzenamplitude des gefilterten Signals an den Computer zur Analyse weiter. Der Computer zeichnet die Signale auf, vergleich die Spitzenamplitude mit einem Schwellenwert und gibt beruhend auf dem Vergleich eine Bestanden- oder Nichtbestanden-Meldung aus, die dem Teil entspricht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht ein Verdrahtungsdiagramm eines Bewertungssystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
2 veranschaulicht auf schematische Weise eine beispielhafte Rechenvorrichtung für das System von 1 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
3 ist ein Diagramm, das eine Stoßspannung, die in ein Testteil eingegeben wird, und eine resultierende Teilentladungs-Anfangsspannung (PDIV, PDIV von partial discharge inception voltage) darstellt, die von dem Teil über die Zeit ausgeht oder ausgestrahlt wird.
4 ist eine andere Art von Diagramm, das eine PDIV darstellt, die von zahlreichen Teilen ausgeht, welche bei den verschiedenen gezeigten Stoß- oder Eingabespannungen getestet wurden.
5 ist ein zweites Diagramm wie 4, das eine PDIV darstellt, die von zahlreichen anderen Teilen ausgeht, welche bei den verschiedenen gezeigten Stoßspannungen getestet wurden.
6 ist ein drittes Diagramm wie 4 und 5, das eine PDIV darstellt, die von zahlreichen anderen Teilen ausgeht, welche bei den verschiedenen gezeigten Stoßspannungen getestet wurden.
7 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zum automatischen Bewerten einer Teilentladung in elektrischen Teilen einschließlich von relativ niedrigen Stoßspannungen.
GENAUE BESCHREIBUNG
Wie gefordert werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung offenbart. Die offenbarten Ausführungsformen sind nur Beispiele, die in verschiedenen und alternativen Formen und Kombinationen daraus ausgeführt werden können. Bei der Verwendung hierin beziehen sich die Begriffe zum Beispiel, beispielhaft und ähnliche Begriffe ausgiebig auf Ausführungsformen, die als Veranschaulichung, Vorlage, Modell oder Muster dienen. Beschreibungen müssen innerhalb des Geistes der Beschreibung weit gefasst aufgefasst werden. Zum Beispiel sollen hier Bezugnahmen auf Verbindungen zwischen zwei beliebigen Teilen umfassen, dass die zwei Teile miteinander direkt oder indirekt verbunden sind. Als weiteres Beispiel soll eine einzige Komponente, die hier beschrieben ist, etwa in Verbindung mit einer oder mehreren Funktionen, so interpretiert werden, dass Ausführungsformen abgedeckt sind, bei denen stattdessen mehr als eine Komponente verwendet wird, um die Funktion(en) auszuführen. Und umgekehrt – d. h. eine Beschreibung von mehreren Komponenten hierin in Verbindung mit einer oder mehreren Funktionen soll so interpretiert werden, dass sie Ausführungsformen abdeckt, bei denen eine einzige Komponente die Funktion(en) ausführt. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu und einige Merkmale können hervorgehoben oder minimiert sein, um Details von speziellen Komponenten zu zeigen. In einigen Fällen wurden gut bekannte Komponenten, Systeme, Materialien oder Verfahren nicht im Detail beschrieben, um ein Verschleiern der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden. Daher dürfen spezielle strukturelle und funktionelle Details, die hier offengelegt sind, nicht als Einschränkung interpretiert werden, sondern nur als Unterstützung für die Ansprüche und als repräsentative Grundlage für die Unterrichtung des Fachmanns, um die vorliegende Offenbarung anzuwenden.
I. Überblick über die Technologie
Bei verschiedenen Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Offenbarung ein Inspektionssystem zum Bewerten einer beliebigen Teilentladung, die von elektrischen Teilen ausgeht, etwa von Statoren von Elektromotoren, einer Verdrahtung und von Controllern, und Verfahren, um dieses auszuführen.
Im Betrieb kann das System, da es mehrere Vorrichtungen integriert, wobei jede von diesen ein Teilsystem sein kann, oder zumindest eine Eingabe von einer oder mehreren der Vorrichtungen empfängt, in einigen Fällen als integriertes System bezeichnet sein. Das integrierte System umfasst ein Hochfrequenzfilter (HF-Filter), eine Impulsstoßquelle, oder ein Instrument, eine computergesteuerte automatisierte Schaltvorrichtung, einen Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer und einen Computer, der den automatisierten Betrieb der Schaltvorrichtung steuert, oder empfängt eine Eingabe davon.
Wie erwähnt stellt die Spannungsquelle eine Impulsspannung mit schneller Anstiegszeit für Eingabeanschlüsse des automatisierten Schalters sowie für einen Eingabeanschluss des Hochfrequenzfilters als Referenzsignal bereit. Als Teil der automatisierten Beschaffenheit des integrierten Systems wird die Schaltvorrichtung von dem Computer gesteuert, um die Eingabeimpulsspannung ohne manuelle Intervention sequentiell in Übereinstimmung der Arbeitsweise von Phasen des Teils an das Teil zu liefern. Während jede Phase getestet wird, sind die anderen Phasen durch den Schalter geerdet.
Das Filter leitet jede Spannung von dem Teil, die eine höhere Frequenz als das Referenzsignal aufweist, das von der Spannungsquelle empfangen wurde, an den Digitalisierer weiter. Hochfrequenzschwingungen zeigen ein Teilentladungsereignis bei dem Teil an und damit, dass das Teil defekt ist – beispielsweise eine nicht ausreichende elektrische Isolierung aufweist.
Ein Konstrukteur des Systems kann gewünschte Systemeinstellungen vorab festlegen, etwa eine angelegte Spannung und die Schwellenwertamplitude für Rauschen, um zu definieren, welche Schwere des Defekts und der Teilentladung beim Testen als problematisch oder zumindest verdächtig angesehen wird.
Wenn sie geladen sind, neigen Drähte mit größeren Defekten in ihrer Isolierung – z. B. sowohl in einer Decklackbeschichtung als auch einer benachbarten Klarlackbeschichtung – dazu, eine größere Teilentladungs (PD) – oder Teilentladungs-Anfangsspannung (PDIV) zu zeigen. Und größere Defekte werden wahrscheinlicher beim Testen eine Spannung entladen, und mehr Spannung entladen, wenn sie einer größeren Eingabe oder Oberfläche ausgesetzt werden. Das vorliegende System ermöglicht die Identifikation dessen, was ein Konstrukteur als einen bedenklichen Defekt betrachtet, unter Verwendung einer im Vergleich mit herkömmlichen Techniken viel kleineren Stoßspannung. Außerdem identifiziert das System Defekte, die viel kleiner sind, obwohl sie möglicherweise dennoch problematisch oder potentiell problematisch sind, als diejenigen, die durch herkömmliche Techniken detektierbar sind. Die automatisierte computergesteuerte Beschaffenheit der Schaltvorrichtung ermöglicht eine effizientere und empfindlichere Bewertung von Teilen ohne manuellen Eingriff.
II. Integriertes Teilentladungsbewertungssystem – Fig. 1 und Fig. 2
Mit Bezug nun auf die Figuren und insbesondere auf die erste Figur, veranschaulicht 1 ein Verdrahtungsdiagramm des Systems 100. Das System ist ausgestaltet, um ein elektrisches Teil 101 zu bewerten. Ein beispielhaftes zu bewertendes elektrisches Teil 101 ist ein Stator zur Verwendung in einem Elektromotor, etwa einem Elektromotor mit Stabwicklungen. Teilentladungsereignisse treten in den Teilen auf, wenn eine Isolierung um Drähte des Teils herum beschädigt oder auf andere Weise ungenügend ist.
Wie erwähnt wurde, kann das System 100 als integriertes System bezeichnet werden, weil dessen Komponenten oder Teilsysteme integriert sind, um die hier beschriebenen Operationen auszuführen. Durch den Controller, z. B. einen Computer, der Verbindungen zwischen den Komponenten und die Arbeitsweise von mindestens einigen der Komponenten (z. B. dem automatisierten Schalter) steuert, um elektrische Teile in Verbindung mit jeder von mehreren Phasen des Teils sequentiell nacheinander zu bewerten, stehen Komponenten miteinander in Verbindung. Eine oder mehrere der Verbindungen, durch welche Daten weitergeleitet werden, sind in einigen Ausführungsformen drahtlos.
Die Komponenten können in einigen Ausführungsformen als Teilsysteme betrachtet werden, obwohl ein oder mehrere Teile mit dem System verbunden sein können. Bei einigen Implementierungen ist das System als ein oder mehrere Bausätze ausgeführt. Bei einer Implementierung umfasst ein Bausatz die automatisierte Schaltvorrichtung. Bei einer anderen Implementierung umfasst ein Bausatz den Schalter und ein Computerprogramm, das an dem Controller ausgeführt werden soll, um Systemfunktionen zu integrieren, welche das Steuern des Schaltens der automatisierten Schaltvorrichtung umfassen. Das System kann aus verschiedenen Bausätzen aufgebaut sein, die separat verpackt, verkauft oder auf andere Weise bereitgestellt werden können.
Mit weiterer Bezugnahme auf 1 umfassen die integrierten Komponenten das Impulsstoßinstrument 102, die Rechenvorrichtung 104, die automatisierte Schaltvorrichtung 106, das Hochfrequenzfilter 108 und den Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer 110. Beliebige Verbindungen, die in Übereinstimmung mit Ausführungsformen hier benötigt und nicht im Detail gezeigt sind, werden so aufgefasst, dass sie inhärent oder konstruktiv durch die Beschreibungen der Ausführungsformen gezeigt sind. Das System 100 wird nachstehend weiter beschrieben durch Bezugnahme nacheinander auf jede dieser Komponenten 102, 104, 106, 108 und 110.
II.A Impulsstoßinstrument
Das Impulsstoßinstrument ist in 1 durch Bezugszeichen 102 bezeichnet. Das Instrument 102 ist ausgestaltet, um eine Impulsspannung mit einem oder mehreren gewünschten Spannungspegeln zur Eingabe in das elektrische Teil 101, das gerade getestet wird, bereitzustellen. Das Instrument 102 kann durch andere Begriffe bezeichnet sein, wie etwa als Impulserzeuger, Pulsinstrument, Impulsstoß-Teilsystem, Quellenspannungs-Teilsystem, Impulsinstrument, Spannungsinstrument, Spannungsquelle, einfach als die Quelle oder dergleichen.
Das Stoßinstrument 102 ist konstruiert, um eine Impulsspannung mit einer sehr kurzen Anstiegszeit bereitzustellen. Obwohl der Impuls andere Anstiegszeiten aufweisen kann, ohne den Umfang der vorliegenden Technologie zu verlassen, beträgt die Anstiegszeit des Impulses bei einer Ausführungsform etwa 80 Nanosekunden (nsec) und kann einer Frequenz in der Größenordnung von etwa 10 MHz entsprechen. Bei einer anderen Ausführungsform liegt die Anstiegszeit in einem Bereich von etwa 100 nsec bis etwa 200 nsec. Die an das Testteil 101 angelegte Spannung mit sehr hoher Anstiegszeit kann eine Wellenform wie diejenige aufweisen, die von einem Antriebs-Gleichrichter/Wechselrichter mit variabler Geschwindigkeit (VSDI, VSDI von variable speed drive inverter) erzeugt wird, etwa von einem VSDI, der einen Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode umfasst (oder einem IGBT-basierten VSDI).
Das Impulsstoßinstrument 102 umfasst einen Masseanschluss 112. Wie in 1 gezeigt ist, ist die Masse 112 mit Masseanschlüssen von anderen Systemteilen, etwa dem Testteil 101, der automatisierten Schaltvorrichtung 106 und dem Hochfrequenzfilter 108 direkt oder indirekt verbunden.
Das Impulsstoßinstrument 102 enthält außerdem zwei oder mehr Spannungsausgabeanschlüsse oder Kanäle 114, 116, 118. Jeder Ausgabeanschluss entspricht einer der Phasen des Testteils 101. Wie in 1 gezeigt ist, sind die drei Anschlüsse 114, 116, 118 mit der automatisierten Schaltvorrichtung 106 direkt verbunden. Bei einer Ausführungsform entsprechen die Anschlüsse 114, 116, 118 drei Pfaden, welche das Impulsstoßinstrument 102 mit Modulen der automatisierten Schaltvorrichtung 106 verbinden, wie in 1 gezeigt ist. Die Zusammenarbeit von Systemkomponenten, welche die kritische computergesteuerte Operation des Schalters 106 umfasst, wird nachstehend in weiterem Detail beschrieben.
Das Impulsstoßinstrument 102 kann einkanalig oder mehrkanalig sein. Die mehrkanalige Version würde einen Kanal für jede Phase in dem Testteil 101 umfassen.
Die Einkanalversion würde eine Ausgabe für jede der Phasen des Testteils 101 nacheinander bereitstellen.
Bei einer betrachteten Ausführungsform wird das Impulsstoßinstrument 102 zumindest teilweise durch den Controller 104 gesteuert. Der Controller 104 kann mit dem Impulsstoßinstrument 102 direkt oder, wie in 1 gezeigt ist, indirekt verbunden sein. Der Controller 104 kann beispielsweise steuern, welche Spannungen das Impulsstoßinstrument 102 ausgibt, und zu welchem Zeitpunkt.
Ein beispielhaftes Impulsstoßinstrument 102 ist eine Analysevorrichtung aus der Advanced Winding Analyzer Serie, z. B. das Produkt AWA-IV, das von SKF Group aus Fort Collins, Colorado, früher Baker Instrument Company, entwickelt wurde.
II.B. Rechenstruktur und Wahlfunktionen – Fig. 1 und Fig. 2
Die Computervorrichtung oder der Controller 104 umfasst mindestens ein Softwareprogramm, das Operationen der vorliegenden Technologie unterstützt, welche beispielsweise umfassen, dass der Betrieb der mehreren Systemkomponenten 102, 106, 108, 110 integriert wird. Die Computervorrichtung 104 kann durch andere Begriffe bezeichnet sein, etwa als Controllerteilsystem, als Rechenteilsystem usw. Der Controller 104 kann beliebige der Merkmale enthalten, die nachstehend in Verbindung mit dem Computer von 2 beschrieben sind und er enthält bei einigen Ausführungsformen Merkmale wie etwa einen Mikrocontroller usw.
Bei einer Ausführungsform (a) steuert die Computervorrichtung 104 zumindest das Schalten der Schaltvorrichtung 106, um eine Impulsspannung von dem Impulsstoßinstrument 102 an das Testteil 101 in Übereinstimmung mit einer vordefinierten Sequenz zu liefern und (b) analysiert die Computervorrichtung 104 Signalkennlinien, die der Spannung zugeordnet sind, die von dem Testteil 101 ausgeht. Andere Funktionen können beispielsweise (c) das Bewirken des Lieferns der Impulsspannung von dem Impulsstoßinstrument 102 an die Schaltvorrichtung 106, etwa durch Steuern eines Spannungspegels und/oder eines Zeitpunkts für die Lieferung, umfassen.
2 veranschaulicht schematisch eine Ausgestaltung der Computervorrichtung 104, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie als ein Computer 102 (oder eine Rechenvorrichtung, eine Verarbeitungsvorrichtung usw.) implementiert ist.
Obwohl nur einer gezeigt ist, umfasst die Rechenvorrichtung 202 einen oder mehrere Speicher oder computerlesbare Medien 204, etwa ein flüchtiges Medium, ein nichtflüchtiges Medium, ein entfernbares Medium oder ein nicht entfernbares Medium. Der Begriff computerlesbares Medium und Varianten desselben bezeichnen, so wie sie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, ein konkretes Speichermedium. Das Medium kann eine Vorrichtung sein und es kann nicht vorübergehend sein.
Der Computer 202 umfasst außerdem einen Computerprozessor 206, der mit Hilfe einer Kommunikationskopplung 208, etwa eines Computerbusses, mit dem computerlesbaren Medium 204 verbunden ist oder verbunden werden kann.
Das computerlesbare Medium 204 umfasst von einem Computer ausführbare Anweisungen 210, die von dem Computerprozessor 206 ausgeführt werden können, um alle oder eine beliebige Kombination der hier beschriebenen Funktionen auszuführen.
Die von einem Computer ausführbaren Anweisungen 210 können in einem oder mehreren Softwaremodulen, Softwaremaschinen oder dergleichen angeordnet sein. Die Softwaremaschinen können durch die Operation oder die Operationen bezeichnet sein, deren Ausführung durch den Computerprozessor 206 sie bewirken. Beispielsweise kann eine Maschine, die Anweisungen enthält, welche, wenn sie von dem Prozessor 206 ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor eine Operation zum Steuern der Arbeitsweise der automatisierten Schaltvorrichtung 106 ausführt, als Schaltersteuerungsmaschine, -Modul oder dergleichen bezeichnet werden. Analog kann eine Softwaremaschine der Anweisungen 210, die bewirkt, dass der Prozessor 206 ein Diagramm der Ausgabespannung des Teils über der Eingabespannung erzeugt, als die Diagrammerzeugungsmaschine, Spannungsdiagrammmaschine, Teilentladungs-Amplituden-Diagrammmaschine oder -modul oder ähnlich bezeichnet werden. Und eine Softwaremaschine, die veranlasst, dass der Computerprozessor 206 eine Operation des Feststellens, ob eine Spitzenamplitude eines nach dem Teil gefilterten Signals innerhalb eines voreingestellten Schwellenwerts liegt, ausführt, kann als PDIV-Analyse- oder Teilentladungs-Amplituden-Analysemaschine, -Modul usw. bezeichnet werden.
Die Begriffe Softwaremaschine, Modul oder Varianten derselben werden hier ausgiebig verwendet, und sie umfassen Routinen, Programmmodule, Programme, Computercode, Komponenten, Datenstrukturen, Algorithmen und dergleichen. Softwaremaschinen können auf verschiedenen Systemkonfigurationen implementiert sein, welche Server, Netzwerksysteme, Einprozessor- oder Mehrprozessorsysteme, Minicomputer, Mainframe-Computer, Personalcomputer, Hand-Computervorrichtungen, mobile Vorrichtungen, auf Mikroprozessoren basierende programmierbare Unterhaltungselektronik, Kombinationen daraus und dergleichen umfassen.
Der Computerprozessor 206 ist mit mindestens einer Schnittstelle 212 verbunden oder verbindbar, um Kommunikationen zwischen der Computervorrichtung 202 und lokalen Komponenten 214 und/oder zwischen der Rechenvorrichtung 202 und entfernten Komponenten 216 zu ermöglichen. Die Schnittstelle 212 kann einen Sender, einen Empfänger oder einen Sender, der verdrahtet und/oder drahtlos ist, um jeweils verdrahtete und/oder drahtlose Protokollkommunikationen zu unterstützen, umfassen.
Zur Kommunikation mit den lokalen und/oder entfernten Komponenten 214, 216 kann die Schnittstelle 212 drahtgebundene Verbindungen und/oder drahtlose Komponenten enthalten – z. B. Sender/Empfänger, Sender und/oder Empfänger. Die lokalen Komponenten 214 können entfernbare Speicher oder Massenspeichervorrichtungen, lokale Prozessoren oder andere lokale Rechenkomponenten, etwa eine weitere lokale Recheneinheit, etwa einen lokalen Server, enthalten. Die entfernten Komponenten 216 können Datenbanken, entfernte Server, andere Prozessoren, andere Massenspeichermedien und/oder andere Rechenvorrichtungen umfassen.
Obwohl die Schnittstelle 212 so gezeigt ist, dass sie vollständig ein Teil der Computervorrichtung 202 ist, kann sie oder beliebige Aspekte derselben teilweise oder vollständig Teil der Vorrichtung 202 sein. Die Schnittstelle 212 kann oder beliebige Aspekte derselben können teilweise oder vollständig außerhalb der Rechenvorrichtung 202 liegen und mit dieser verbunden oder verbindbar sein.
Wie erwähnt, umfasst eine Funktion der Computervorrichtung 104 das Steuern des Schaltens der automatisierten Schaltvorrichtung 106. Und die automatisierte Schaltvorrichtung 106 steuert entsprechend das Anlegen der Eingabespannung von dem Impulsstoßinstrument 102 an das Testteil 101. Insbesondere weist die Computervorrichtung 104 die automatisierte Schaltvorrichtung 106 an, die Lieferung einer Stoßspannung an jede der mehreren Phasen des Teils 101 nacheinander in Übereinstimmung mit einer voreingestellten Testsequenz der Controllerlogik (z. B. des Codes 210) zu steuern. Für Teile beispielsweise, die in einem Motor verwendet werden sollen, der drei Betriebsphasen aufweist, weist die Computervorrichtung 104 die automatisierte Schaltvorrichtung 106 an, das Anlegen der Stoßspannung an das Testteil 101 in Übereinstimmung mit einer dreiphasigen Testsequenz zu steuern, bei der, während jede Phase getestet wird, die anderen Phasen geerdet sind.
In Übereinstimmung mit einer anderen erwähnten Ausführungsform umfasst eine Funktion der Computervorrichtung 104 das Steuern einer oder mehrer Funktionen des Impulsstoßinstruments 102 einschließlich eines gelieferten Spannungspegels und eines Zeitpunkts der Lieferung. Die Computervorrichtung 104 kann mit dem Stoßteilsystem 102 direkt oder, wie in 1 gezeigt ist, indirekt verbunden sein, um diese Steuerung zu erzielen.
II.C. Automatisierte Schaltvorrichtung
Wie beschrieben wird die automatisierte Schaltvorrichtung 106 von der Computervorrichtung 104 gesteuert, um eine Spannung mit einem beliebigen einer Vielfalt von Spannungspegeln selektiv an das Testteil 101 zu übertragen. Die Vorrichtung 106 kann durch verschiedene Begriffe bezeichnet werden, wie etwa Automatikschalter, automatisiertes Schalt-Teilsystem, computergesteuerter Schalter, einfach nur Schalter oder dergleichen.
Allgemein verbindet die automatisierte Schaltvorrichtung 106 das Impulsstoßinstrument 102 mit dem Testteil 101 und sie steuert unter der Kontrolle der Computervorrichtung 104 das Liefern einer Stoßspannung phasenweise an jede der verschiedenen Phasen des Teils nacheinander, so wie es für eine erfolgreiche Bewertung des Testteils 101 benötigt wird.
Der Controller 104 kann mit der automatisierten Schaltvorrichtung 106 direkt oder wie in 1 gezeigt ist indirekt verbunden sein. Der Controller 104 steuert beispielsweise den Zeitpunkt des Schaltens zwischen den Teilephasen in Übereinstimmung mit der geeigneten phasenweisen Sequenz.
Die automatisierte Schaltvorrichtung 106 liefert eine Impulsspannung von dem Impulsstoßinstrument an das Testteil 101 beruhend auf einer Steuerungseingabe von der Rechenvorrichtung 104. Die Steuerungseingabe umfasst eine Testsequenz, die mehrere Phasen des elektrischen Elements (z. B. des Elektromotors) umfasst, in welchem das Testteil 101 verwendet werden soll. Für Motoren mit drei Betriebsphasen beispielsweise würde die Rechenvorrichtung 104 die automatisierte Schaltvorrichtung 106 so steuern, dass nacheinander das Liefern der Impulsspannung an das Testteil 101 in Übereinstimmung mit einer Dreiphasensequenz gesteuert wird. Der Schalter 106 wird gesteuert, um die Impulsspannung an eine erste Phase des Testteils 101 zu liefern, während die zweite und dritte Phase des Testteils 101 geerdet sind, und um dies dann für die zweite Phase (während die erste und dritte Phase geerdet sind) und die dritte Phase (während die erste und zweite Phase geerdet sind) zu wiederholen.
Be einer Ausführungsform steuert die Schaltvorrichtung 106 unter der Kontrolle der Computervorrichtung 104 außerdem Verbindungen zwischen anderen Vorrichtungen als zwischen dem Impulsstoßinstrument 102 und dem Testteil 101 zum korrekten Testen des Teils. Die Schaltvorrichtung 106 wird bei einer Implementierung so gesteuert, dass sie die Impulsspannung nicht nur selektiv für das Testteil 101, sondern auch für das Hochfrequenzfilter 108 bereitstellt. Bei einer betrachteten Implementierung wird die Impulsspannung für das Filter automatisch bereitgestellt, ohne durch den Schalter 106 hindurch geleitet zu werden, oder durch den Schalter 106 hindurch geleitet zu werden, aber ohne gesteuert zu werden.
Wie erwähnt kann das Impulsstoßinstrument 102 eine beliebige von verschiedenen Formen annehmen, die ein einkanaliges Stoßsystem und ein mehrkanaliges Stoßsystem umfassen. Die Hochgeschwindigkeitsschaltvorrichtung 106 ist bei verschiedenen Ausführungsformen so entworfen, dass sie mit einer oder beiden diesen Formen verwendet werden kann. Das einkanalige instrument 102 liefert über eine einzige Strecke eine Spannung an den Schalter 106, welcher unter der Steuerung des Computers 104 das Weiterleiten der Spannung an die Phasen des Testteils in Übereinstimmung mit der geeigneten Sequenz steuert (z. B. wird die Spannung an die Verbindungen für jede der Phasen nacheinander geliefert, während die Verbindungen für die anderen Phasen geerdet werden). Die mehrkanalige Version des Instruments 102 umfasst mehrere Ausgabekanäle, die jeweils einer Phase des Testteils 101 entsprechen. Für den mehrkanaligen Impulsgeber 102 ist der Schalter 106 dann so ausgestaltet, dass er eine Eingabeimpulsspannung von jedem der drei Kanäle des Impulsgebers empfängt und immer noch unter der Steuerung des Computers 104 das Weiterleiten der Spannung an die Phasen des Testteils in Übereinstimmung mit der geeigneten Sequenz steuert (z. B. wird die Spannung an die Verbindungen für jede der Phasen nacheinander geliefert, während die Verbindungen für die anderen Phasen geerdet sind). Bei einer betrachteten Ausführungsform sind die Struktur und die Funktionen des Impulsstoßinstruments 102 und der Schaltvorrichtung 106 kombiniert, so dass sie zu einem einzigen Spannungsquellen/Schaltteilsystem kombiniert sind.
Bei Implementierungen, bei denen die gelieferten Spannungen relativ hoch sind, kann die automatisierte Schaltvorrichtung 106 als eine automatisierte Hochspannungs-Schaltvorrichtung (HV-Schaltvorrichtung) bezeichnet werden. Beispielhafte Spannungen sind nachstehend in Verbindung mit den Diagrammen von 3–6 weiter beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die automatisierte Schaltvorrichtung 106 zahlreiche Module. Obwohl der Schalter 106 mehr oder weniger Module enthalten kann, umfasst der Schalter bei dem Beispiel von 1 vier Module 120, 122, 124, 126.
Jedes Modul enthält mehrere Anschlüsse oder Kanäle. Obwohl die Module andere Anschlüsse enthalten können, enthält bei dem Beispiel von 1 jedes Modul 120, 122, 124, 126 sechs Anschlüsse – die in Verbindung mit dem ersten Modul beispielsweise durch die Bezugszeichen 128, 130, 132, 134, 136 und 138 bezeichnet sind. Obwohl sie hier primär in Verbindung mit gemeinsamen Elementen, z. B. den Anschlüssen erörtert werden, müssen die Module der automatisierten Schaltvorrichtung 106 nicht identisch sein.
Die Anschlüsse 128, 130, 132, 134, 136 und 138 umfassen einen Masseanschluss. Zusätzlich dazu, dass er geerdet ist, kann der Masseanschluss beispielsweise mit der Masse 112 des Impulsstoßinstruments 102 und/oder anderen geerdeten Elementen verbunden sein. Analog kann die Masse jedes Moduls direkt oder indirekt mit der Masse des betreffenden elektrischen Testteils verbunden sein. Beispielsweise ist der Anschluss 128 so gezeigt, dass er mit einer Masse 140 des Testteils 101 indirekt verbunden ist.
Die Anschlüsse 128, 130, 132, 134, 136 und 138 von jedem der Schalter 106 umfassen außerdem einen oder mehrere Eingabe- und/oder Ausgabeanschlüsse, die das Modul direkt oder indirekt mit den Ausgabeanschlüssen 114, 116 und 118 des Impulsstoßinstruments 102 und mit Eingabeanschlüssen 142, 144 und 146 des Testteils 101 verbinden.
Die Anschlüsse jedes Moduls der Hochgeschwindigkeits-Schaltvorrichtung 106 können mit dem Impulsstoßinstrument 102 mit Hilfe von verschiedenen Modulen des Schalters 106 verbunden sein. Bei dem Beispiel von 1 sind drei Anschlüsse 132, 134 und 136 so gezeigt, dass sie mit den Anschlüssen 114, 116 und 118 des Impulsstoßinstruments 102 direkt verbunden sind und dass sie wie eine Übertragung für ein indirektes Liefern von Spannung an Anschlüsse der anderen Module wirken – zum Beispiel aus der Perspektive des ersten Moduls 120 an Anschlüsse der anderen drei veranschaulichten Module 122, 124 und 126.
Im Betrieb ist die automatisierte Schaltvorrichtung 106 direkt oder indirekt mit jeder Phase des Teils 101 über die Anschlüsse 142, 144, 146 des Testteils 101 verbunden. Bei dem Beispiel von 1 arbeitet das als Stator implementierte Teil 101 mit drei Phasen, die drei Phasen des Elektromotors (der nicht im Detail gezeigt ist) entsprechen, in dem der Stator verwendet werden wird, und es weist daher drei entsprechende Anschlüsse 142, 144 und 146 auf.
Die automatisierte Schaltvorrichtung 106 steuert die Stoßspannung in Übereinstimmung mit einer Testsequenz, die den mehreren Phasen der elektrischen Vorrichtung (z. B. des Elektromotors) entspricht, in welcher das Testteil verwendet werden soll. Wenn dann die Vorrichtung wiederum drei Betriebsphasen aufweist, würde die Computervorrichtung 104 die automatisierte Schaltvorrichtung 106 so steuern, dass das Anlegen der Stoßspannung an das Testteil in Übereinstimmung mit einer geeigneten dreiphasigen Sequenz steuert wird.
Bei einer Ausführungsform erledigt die automatisierte Schaltvorrichtung 106 dies, indem sie eine Verbindung zwischen sich und einer der Phasen des Testteils 101 (d. h. zwischen sich und einem der Anschlüsse 142, 144 und 146 des Testteils) schließt, während sie die anderen zwei Phasen des Testteils erdet, und dies für jede der Phasen des Testteils wiederholt.
II.D. Hochfrequenzfilter
Im Betrieb empfängt das Hochfrequenzfilter (HF-Filter) 108 eine Referenzspannung von der Impulsquelle 102 und eine Spannung nach dem Testteil und leitet nur diejenigen Frequenzen weiter, die es von dem Teil empfängt, welche ausreichend schneller als die Referenzspannung sind. Mit anderen Worten empfängt das Filter 108 beide Spannungen und weist den ursprünglichen Referenzimpuls ab, wodurch es die Referenzspannung aus der Ausgabespannung des Teils herausfiltert.
Bei einer Ausführungsform ist das Hochfrequenzfilter 108 ausgestaltet, um lokale Operationen auszuführen, die das folgende umfassen: (i) Empfangen einer ursprünglichen Impulsspannung, die mit derjenigen übereinstimmt, die an das Testteil 101 geliefert wird, oder anderweitiges Zugreifen auf Daten, die diese Spannung angeben (z. B. von einem Voltmeter oder Multimeter, das zwischen der Quelle 102 und dem Teil 101 positioniert ist); (ii) Empfangen einer resultierenden Lastspannung, die von dem Testteil ausgeht, oder anderweitiges Zugreifen auf Daten, die diese Spannung angeben (z. B. von einem Voltmeter oder einem Multimeter, das zwischen dem Teil 101 und dem Filter 108 positioniert ist); und (iii) Identifizieren einer beliebigen Teilentladungsspannung (PD-Spannung), die von dem Teil ausgeht, beruhend auf dem ursprünglichen Impuls und den resultierenden Lastspannungspegeln. Die Operationen umfassen ferner (iv) das Bereitstellen eines Signals an den Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer 110, das jede identifizierte Teilentladungsspannung enthält.
Weiter mit Hinblick auf die erste Operation (i) empfängt das Filter 108 bei einer betrachteten Ausführungsform, obwohl es bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen bevorzugt ist, dass das Hochfrequenzfilter 108 die ursprüngliche oder angelegte Spannung oder ein Signal, das diese anzeigt, von dem Impulsstoßinstrument 102 oder einer Messvorrichtung, die zwischen der Quelle 102 und dem Filter 108 positioniert ist, empfängt, die ursprüngliche Spannung oder ein Signal, das diese anzeigt, von der Schaltvorrichtung 106 oder einer Messvorrichtung (z. B. einem Voltmeter), die zwischen dem Schalter 106 und dem Filter 108 positioniert ist.
Hinsichtlich der dritten Operation (iii) wird jede Teilentladungs-Ausgabespannung identifiziert, indem die ursprüngliche Spannung (von der ersten Operation (i)) von der Lastspannung (von der zweiten Operation (ii)) subtrahiert oder ausgefiltert wird. Wenn es keine Teilentladung gibt, wird es kein wahrnehmbares Rauschen oder keine Differenz zwischen der Spannungseingabe in das und der Spannungsausgabe aus dem Teil 101 geben.
Mit anderen Worten leitet das Filter nur diejenigen Frequenzen weiter, die es von dem Teil empfangen hat, die ausreichend schneller als der ursprüngliche oder Referenzimpuls sind, der direkt von der Impulsstoßquelle empfangen wird, wodurch der ursprüngliche Impuls ausgefiltert oder abgewiesen wird. Tatsächlich wird jedes Teilentladungsereignis Hochfrequenzrauschen zu dem Impuls hinzufügen, der das Teil verlässt.
Jede erfasste Differenz ist Rauschen und Rauschen von einer Teilentladung würde eine sehr hohe Frequenz aufweisen – z. B. ein Spannungsmuster mit sehr hoher Frequenz. Die Frequenz eines Teilentladungsrauschens kann beispielsweise jede Frequenz sein, die größer als etwa 50 MHz ist. Das Vorhandensein einer derartigen Schwingung mit sehr hoher Frequenz, die durch das Filter separiert wird, zeigt ein ungewolltes Teilentladungsereignis an, und damit, dass das Teil defekt ist – z. B. eine ungenügende elektrische Isolierung aufweist. Bei einigen Implementierungen stellt das Teilentladungssignal ein Spannungsmuster dar, das eine abfallende Schwingung und/oder eine abfallende Größe aufweist. Obwohl das Teilentladungssignal höhere oder niedrigere Frequenzen darstellen kann, liegt die Frequenz bei einer Ausführungsform bei in etwa 100 Megahertz (100 MHz).
Bei einer Ausführungsform umfasst das Hochfrequenzfilter 108 ein Iris Power PDA-IV, das bei Iris Power LP aus Missassauga, Ontario, Kanada oder der verwandten Firma Qualitrol Company LLC aus Fairport, New York erhältlich ist.
II.E Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer
Der Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer 110 kann durch andere Begriffe bezeichnet werden, wie etwa Digitalisierungsvorrichtung, Digitalisierungsteilsystem oder beispielsweise einfach Digitalisierer. Bei einigen Ausführungsformen weist der Digitalisierer eine relativ hohe Geschwindigkeit auf und kann daher als Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer bezeichnet werden. Da eine Hauptfunktion des Digitalisierers 110 darin besteht, Daten zu beschaffen und zu verarbeiten, kann er als eine Datenbeschaffungsvorrichtung oder -teilsystem, ein Datenbeschaffungs- und Hochgeschwindigkeits-Digitalisierungsteilsystem oder ähnlich bezeichnet werden. Da eine Hauptfunktion des Digitalisierers 110 darin besteht, die Daten zu analysieren, kann er als Hochgeschwindigkeits-Analysegerät, Analyseteilsystem oder dergleichen bezeichnet werden. Durch Kombinieren dieser Funktionen können einige Ausführungsformen des Digitalisierers als Digitalisierungs- und Analyse-Vorrichtung oder -Teilsystem, als Hochgeschwindigkeits-Digitalisierungs- und -Analysevorrichtung oder -Teilsystem usw. bezeichnet werden.
In einem ersten Schritt (I) der lokal für den Digitalisierer 110 ist, empfängt der Digitalisierer das Teilentladungs-Spannungssignal, das von dem Hochfrequenzfilter 108 gesendet wird. In einem zweiten Schritt (II) verarbeitet der Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer 110 die Teilentladungs-Spannungsdaten, die im ersten Schritt (I) empfangen wurden. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Verarbeitung eine Analog/Digital-Verarbeitung (ADC-Verarbeitung), das Umwandeln eines empfangenen Analogsignals in ein entsprechendes Digitalsignal, das im Wesentlichen die gleiche Datenbasis aufweist. In einem dritten Schritt (III) liefert der Digitalisierer 110 das verarbeitete Signal an den Controller 104.
Wie erwähnt wurde, weist der Digitalisierer 110 bei einer Ausführungsform zwei Kanäle auf. Einer ist verbunden, um das gefilterte Signal zu empfangen – d. h. das Teilentladungssignal, das ein beliebiges Rauschen in der Ausgabespannung des Teils anzeigt. Der andere Kanal ist verbunden, um das ursprüngliche oder angelegte Signal zu empfangen. Bei einer speziellen Ausführungsform wird das angelegte Signal bei dem Digitalisierer 110 empfangen, nachdem es durch einen Inline-Spannungsteiler (nicht im Detail gezeigt) verringert wurde. Der Digitalisierer 110 leitet die Spitzenamplitude des gefilterten Signals zur Analyse die Rechenvorrichtung 104 weiter.
Obwohl die vorstehend erwähnten Funktionen in diesem Teilabschnitt primär in Verbindung mit dem Ausführen durch das Hochfrequenzfilter 108 beschrieben sind, wird eine oder werden mehrere der Funktionen bei einer betrachteten Ausführungsform von der Rechenvorrichtung 104 durchgeführt.
II.F Andere Rechenfunktionen – 1 und 3–7 Wie erwähnt umfassen Funktionen der Rechenvorrichtung 104 bei verschiedenen Ausführungsformen das Anweisen oder anderweitige Steuern von Funktionen der automatisierten Schaltvorrichtung 106. Bei einigen Ausführungsformen umfassen Funktionen der Rechenvorrichtung 104 das Anweisen oder anderweitige Steuern von Funktionen des Impulsstoßinstruments 102, wie etwa einen Spannungspegel, der an den Schalter 106 geliefert werden soll, oder durch welchen Zeitablauf.
Operationen der Rechenvorrichtung 104 (z. B. eines Prozessors, der ein unterlagertes Programm oder von einem Computer ausführbare Anweisungen ausführt) umfassen außerdem das Empfangen des verarbeiteten (Teilentladungs-)Signals von dem Digitalisierungs-Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer 110, wie vorstehend beschrieben ist. Die Rechenvorrichtung 104 zeichnet das Signal auf, vergleicht die Spitzenamplitude mit einem Schwellenwert und gibt beruhend auf dem Vergleich eine Bestanden- oder Nichtbestanden-Meldung aus, die dem Teil entspricht. Die niedrigste Impulsspannung, bei welcher das Teilentladungssignal den vorbeschriebenen Schwellenwert überschreitet, wird als die Teilentladungsanfangsspannung oder PDIV betrachtet.
Bei einer betrachteten Ausführungsform ist die Vorrichtung 104 ausgestaltet, um die Qualität zu bestimmen, indem das verarbeitete digitale PDIV-Signal mit einem oder mehreren Schwellenwerten verglichen wird, welche zwei oder mehr Qualitäten anzeigen. Diese Schwellenwerte können vorab festgelegt sein, etwa von einem Konstrukteur des Systems 100 oder einem Bediener desselben. Die Rechenfunktionen umfassen bei einigen Implementierungen ferner das Aufzeichnen oder Speichern der empfangenen Daten und das Speichern von Daten einschließlich des einen oder der mehreren Schwellenwerte.
Bei einer Ausführungsform wird ein einzelner Schwellenwert voreingestellt, so dass Teilentladungssignale über dem Schwellenwert (oder bei oder über, in Abhängigkeit von der Schwellenwerteinstellung) so aufgefasst werden, dass sie eine schlechte oder zumindest verdächtige oder fragwürdige Qualität aufweisen, und Teilentladungssignale unter dem Schwellenwert (oder bei oder unter in Abhängigkeit von der genauen Einstellung) als gut aufgefasst werden.
Wie erwähnt kann der Schwellenwert so eingestellt sein, dass er einer beliebigen gewünschten Empfindlichkeit entspricht. Wenn ein Konstrukteur oder Betreiber des Systems 100 beispielsweise nur hochgradig beschädigte Teile 101 identifizieren möchte, kann der Schwellenwert relativ hoch eingestellt sein. Für eine strengere Überprüfung würde ein niedrigerer Schwellenwert verwendet werden.
Bei einer betrachteten Ausführungsform ist die Rechenvorrichtung 104 (z. B. das Computerprogramm oder der von einem Computer ausführbare Code) ausgestaltet, um das Einstellen eines variablen Schwellenwerts zu ermöglichen. Bei einer speziellen Ausführungsform kann der Schwellenwert so eingestellt werden, dass er beruhend auf einer Schwankung bei der Eingabestoßspannung variiert. Ein variierendes Schwellenwertschema kann beispielsweise mindestens einen höheren Schwellenwert in Verbindung mit mindestens einer höheren Eingabespannung und mindestens einen niedrigeren Schwellenwert in Verbindung mit mindestens einer niedrigeren Eingabespannung umfassen. Bei einer Ausführungsform weist das Schwellenwertschema einen effektiv gleitenden Maßstab auf, so dass jede Zunahme bei der Stoßspannung über einen bestimmten Betrag (z. B. jede Zunahme des Stoßes um 100 V) einer bestimmten Zunahme beim Schwellenwert entspricht, und jede Verringerung beim Stoß analog einer Verringerung beim Schwellenwert entspricht. Die Beziehung zwischen der Stoßzunahme und dem Schwellenwert muss nicht linear sein.
Bei einer Ausführungsform beträgt der Schwellenwert unabhängig davon, ob der Schwellenwert variabel oder statisch ist, etwa 0,3 V (oder 300 Millivolt (mV)) in Verbindung mit einer Stoßeingabespannung bis zu etwa 1600 V.
Die Rechenvorrichtung 104 ist ausgestaltet, um eine Benachrichtigungsfunktion in Verbindung mit jedem Teil 101, das einen Schwellenwert überschreitet, auszuführen, etwa durch Bereitstellen eines Signals, einer Meldung, einer Warnung oder eines Alarms oder einer anderen Kommunikation. Bei einigen Konfigurationen wird ein entsprechendes Signal, eine entsprechende Meldung, Warnung usw. auch für gute Teile bereitgestellt.
III. Beispielhafte Datendiagramme – Fig. 3–Fig. 6
3–6 veranschaulichen Ergebnisse eines beispielhaften Testens von Teilen (z. B. Statoren) und Betrachtungen zur Analyse in Übereinstimmung mit den Lehren hierin.
III.A Angelegte Spannung und Teilentladungsspannung über die Zeit – Fig. 3
3 zeigt ein Diagramm 300, das ein Teilentladungssignal mit einer Stoßspannung, die in das Teil 101 eingegeben wurde, in Übereinstimmung mit einem beispielhaften Testen der vorliegenden Technologie vergleicht.
Das Diagramm 300 enthält eine x-Achse 302, welche die in Sekunden gemessene Zeit darstellt. Die erste, linksseitige, y-Achse 304 und die zweite, rechtsseitige, y-Achse 306 stellen beide eine Spannung, die in Volt (V) gemessen ist, dar. Die linksseitige Achse 304 zeigt Inkremente mit einem Zehntel eines Volts an, während die rechtsseitige Achse 306 Inkremente von zweihundert Volt zeigt. Wie nachstehend weiter beschrieben ist, entspricht die linksseitige y-Achse 304 der Anzeige von Pegeln der Teilentladungssignalspannung – d. h. der Lastspannung, die von dem Testteil 101 ausgegeben wird. Die rechtsseitige Achse 306 wird verwendet, um angelegte Spannungspegel über die Zeit anzuzeigen – d. h. Pegel des ursprünglichen Stoßes oder Impulses, eine Spannung, die von dem Impulsstoßinstrument 102 und von der Hochfrequenz-Schaltvorrichtung 106 an das Testteil 101 geliefert wird.
Eine erste Datenlinie 308 stellt Amplituden des bei der Rechenvorrichtung 104 von dem Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer 110 empfangenen Teilentladungssignals dar. Die Datenwerte der ersten Linie 308 werden daher in Verbindung mit der ersten, linksseitigen, y-Achse 304 dargestellt und müssen damit interpretiert werden. Folglich ist zu sehen, dass die Werte 308 zwischen etwa +/–0,33 Volt variieren können.
Die zweite Datenlinie 310 stellt Werte des Stoßimpulses dar, der in das Testteil 101 von dem Impulsstoßinstrument 102 und der Hochfrequenz-Schaltvorrichtung 106 eingegeben wurde. Die Datenwerte der zweiten Linie 310 werden daher in Verbindung mit der zweiten, rechtsseitigen, y-Achse 306 dargestellt und müssen damit interpretiert werden. Es ist folglich zu sehen, dass die Werte 310 zwischen 0 Volt und etwa 1650 Volt variieren können.
Die Stoßspannung 310 wird beginnend bei etwa einer Markierung 312 für null Sekunden von null Volt aus rampenförmig nach unten gefahren. Wenn die Stoßspannung 310 rampenförmig nach unten gefahren wird, verbleibt die PDIV 308 anfänglich innerhalb eines relativ kleinen Bereichs einer relativ geringen Spannung, zwischen etwa +/–0,1 mV. Wenn etwa bei der zweiten Markierung 314 mit 2,5 E-7 die Größe der Stoßspannung signifikant ansteigt und 1500 Volt überschreitet, bildet das Teilentladungssignal 308 eine Spitze, die 0,3 Volt überschreitet. Die Größe der Stoßspannung wird kurz nach diesem Punkt 314 abgesenkt und die PDIV 308 fällt wieder in den relativ niedrigen Bereich ab – z. B. zwischen etwa +/–0,1 mV.
Bei einer zweiten Stoßaufwärtsrampe etwa bei einem nachfolgenden Zeitpunkt 316 während des Tests wird die Stoßspannung wieder erhöht, etwa auf 1650 Volt. In Ansprechen darauf bildet das Teilentladungssignal 308 wieder eine Spitze, dieses Mal deutlich über +/–0,3 Volt, fast bis auf etwa +/–0,5 Volt.
3 zeigt ein Beispiel für einen ersten Schwellenwert 318, der auf etwa +/–0,3 mV voreingestellt ist. Nur die negative Darstellung des ersten Schwellenwerts 318 ist explizit dargestellt – es ist festzustellen, dass das positive Gegenstück an der ganz oberen Kante des Diagramms 300 liegt. Wie außerdem gezeigt ist, durchbricht das Teilentladungssignal für das Teil 101, das getestet wird, den Schwellenwert 318 zweimal – etwa bei den zwei letzten markierten Zeitpunkten 314, 316, die den zwei primären rampenförmigen Hochfahrvorgängen der angelegten Spannung 310 entsprechen.
Unabhängig davon, ob der flache oder variable Schwellenwert verwendet wird, durchbricht das elektrische Teil 101, das bei den beispielhaften Implementierungen getestet wird, die in dem Diagramm 300 veranschaulicht sind, den Schwellenwert zweimal. In diesem Fall würde die Rechenvorrichtung 104 folglich das Teil als fehlerhaft oder zumindest verdächtig markieren.
III.B. Teilentladung gegenüber angelegter Spannung für Phasen von verschiedenen Teilen – 4–6
4–6 umfassen Diagramme 400, 500 und 600, die anders als 3 formatiert sind, aber ebenfalls Testergebnisse zeigen. Die Ergebnisse zeigen in Verbindung mit verschiedenen angelegten Spannungen, die für Testteile bereitgestellt werden, Pegel einer Teilentladungsspannung, die von den Teilen ausgeht, wobei die Pegel verwendet werden, um die Teilentladungsanfangsspannung (PDIV) zu bestimmen.
Die Diagramme 400, 500 und 600 von 4–6 zeigen gleichzeitig Daten, die mit dem Testen verschiedener Phasen von zahlreichen Teilen 101 verbunden sind. Jedes der Diagramme 400, 500 und 600 umfasst eine jeweilige x-Achse 402, 502 und 602, die eine Stoßspannung darstellt. Und jedes der Diagramme 400, 500 und 600 umfasst eine y-Achse 404, 504, 604, die ein Teilentladungs-Spitzensignal darstellt, das von den Teilen ausgeht, welche die Stoßspannung empfangen. Jedes Diagramm 400, 500 und 600 enthält außerdem einen Teilentladungsschwellenwert 406, 506 und 606. Als Beispiel ist jeder Teilentladungsschwellenwert auf etwa 0,3 Volt eingestellt. Obwohl ein statischer Schwellenwert gezeigt ist, kann der Schwellenwert wie erwähnt variierend sein.
Insbesondere enthält jedes Diagramm 400, 500, 600 Datenpunkte, die eine Teilentladungs-Stoßspannung darstellen, welche aus dem Testen der verschiedenen Betriebsphasen von verschiedenen Teilen 101 resultiert. Jedes Symbol (z. B. Raute, erster Dreieckstyp, zweiter Dreieckstyp usw.) entspricht Ergebnissen des Testens einer speziellen Phase eines von verschiedenen elektrischen Teilen. In 4 beispielsweise repräsentiert das Plus-Symbol (+) eine erste von drei Phasen für ein erstes beispielhaftes Testteil, das Dreieck repräsentiert eine erste von drei Phasen für ein zweites beispielhaftes Testteil und das x-Symbol repräsentiert eine zweite Phase für das zweite beispielhafte Testteil (Daten für jede Phase von diesen beiden beispielhaften Teilen sind in 4 nicht gezeigt).
Wie in dem Diagramm 400 von 4 zu sehen ist, bleibt eine große Mehrheit der Teilentladungs-Spitzensignale bei relativ niedrigen Pegeln deutlich unterhalb des Schwellenwerts 406, wenn die Stoßspannung rampenförmig von Null auf einen sehr hohen Wert über 1500 Volt hochgefahren wird. Diese Datenpunkte sind durch Bezugszeichen 408 in 4 angezeigt.
Erst nachdem die Stoßspannung auf etwa 1600 Volt erhöht wurde, zeigt nur eines der Teile, die für das Diagramm 400 getestet wurden, eine PDIV über dem Schwellenwert 406, wie durch das Bezugszeichen 410 angezeigt ist. Und bei diesem Fall entspricht der hohe Datenpunkt 410 nur einer Phase für das eine Teil – Datenpunkte für andere Phasen des gleichen Teils 101 sind ebenfalls gezeigt und bleiben auch überhalb des Stoßes mit 1500 V bei den niedrigeren Teilentladungspegeln.
Das Diagramm 400 offenbart, dass in Übereinstimmung mit dem Schwellenwert 406, der für den Test eingestellt wurde, alle Teile/Phasen-Paare zufriedenstellend waren, außer vielleicht dem einen, das dem Ausreißerpunkt 410 entspricht. Die PDIV dieses Teils würde als 1600 Volt klassifiziert werden. Hinsichtlich des Teils/der Phase, welche die Ausreißer-PDIV 410 ausgibt, kann ein Bediener des Systems 100 beim Erkennen, dass das Teil/die Phase den Schwellenwert durchbrochen hat, etwa in Ansprechen auf eine der vorstehend beschriebenen Warnungen (z. B. Licht, Ton, Text), eine beliebige einer Vielfalt von Aktionen ergreifen.
Der Bediener kann beispielsweise feststellen, dass dieses Teil ausreichend isoliert ist, da das Teilentladungs-Spitzensignal den Schwellenwert erst durchbrochen hat, nachdem die Stoßspannung sehr weit hochgefahren war, z. B. über einen bestimmten Pegel hinaus (z. B. 1400 oder 1500 V).
Einer der Vorteile der vorliegenden Technologie besteht darin, dass Teile 101 bei Entladungen bei relativ niedrigen Stoßspannungen genau bewertet werden können. Beispielsweise kann nur beruhend darauf, wie das Teil auf eine Testspannung weit überhalb der Spannung reagiert, welcher das Teil bei Verwendung ausgesetzt werden wird, nicht festgestellt werden, ob sich ein Teil 101 im tatsächlichen Betrieb wahrscheinlich gut verhalten wird.
Wie in dem nächsten Diagramm 500 von 5 zu sehen ist, bleibt das Teilentladungs-Spitzensignal bei relativ niedrigen Pegeln, wenn die Stoßspannung von Null auf über 1000 V rampenförmig hochgefahren wird. Diese Datenpunkte sind durch das Bezugszeichen 508 angezeigt.
Einige der Teile/Phasen-Datenpunkte beginnen, den Schwellenwert zu überschreiten, wenn die Spannung etwa 1200 V erreicht, und eine große Anzahl der Teile/Phasen-Datenpunkte überschreitet den Schwellenwert 506, wenn die Spannung etwa 1400 V und darüber erreicht. Diese Datenpunkte sind in 5 durch das Bezugszeichen 510 markiert.
Die Behandlung der Testteile 101 durch den Bediener kann wieder auf einer gewünschten Empfindlichkeit beruhen, die zu einem Kontext des Testens in Beziehung stehen kann – z. B. der Teiletyp, die Spannungen, denen das Teil im Betrieb ausgesetzt werden wird, der Betrag einer Teilentladung mit niedrigem Pegel, der als zufriedenstellend betrachtet wird, oder dass die Teilentladung zufriedenstellend ist, sofern sie nur auftritt, wenn die Spannung über einen bestimmten Pegel (z. B. 1000 mV) hochgefahren ist, usw. Wenn erwartet wird, dass die in dem Beispiel von 5 gezeigten Teile den Schwellenwert 506 für alle gezeigten Stoßspannungen nicht überschreiten, dann würden die meisten getesteten Teile durchfallen.
Die Ergebnisse, die in dem letzten Diagramm 600 von 6 gezeigt sind, sind ähnlich wie diejenigen, die vorstehend für das vorherige Diagramm 500 beschrieben wurden.
IV. Algorithmen und Betriebsverfahren – Fig. 7
7 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 700 zum automatischen Bewerten einer Teilentladung in einem elektrischen Teil 101, etwa einem Stator, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Bei bestimmten Ausführungsformen werden einige oder alle Schritte dieses Prozesses und/oder im Wesentlichen äquivalente Schritte von einem Prozessor z. B. einem Computerprozessor ausgeführt, der von einem Computer ausführbare Anweisungen ausführt, die in einem computerlesbaren Medium gespeichert oder enthalten sind, etwa in dem Speicher 204 des vorstehend beschriebenen Systems 100 (z. B. des Controllers 104). Die Anweisungen können in einem Programm angeordnet sein, das in Übereinstimmung mit vorab festgelegten Algorithmus ausgestaltet ist. Hier in Verbindung mit einer Komponente beschriebene Funktionen können von einer anderen Komponente ausgeführt werden, die eine entsprechende Struktur zum Durchführen der Funktionen aufweist. Beispielsweise kann, wie vorstehend erwähnt wurde, der Controller eine Struktur zum Ausführen der Digitalisierungsfunktionen enthalten, obwohl die Digitalisierungsfunktionen hier primär in Verbindung mit dem Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer beschrieben sind.
Das veranschaulichte Verfahren 700 ist als eine Kurzzusammenfassung der vorstehend beschriebenen Operationen dargestellt. Der Kürze halber wird nicht jede Operation beschrieben. Obwohl in einigen Fällen Details bereitgestellt werden, werden beschriebene Operationen nachstehend allgemein zusammengefasst – d. h. nicht jedes Detail der beschriebenen Operationen wird beschrieben. Beliebige der vorstehend erwähnten Operationen und damit verbundener Details können in den Algorithmus aufgenommen sein, der durch das Flussdiagramm 700 dargestellt ist.
Es ist festzustellen, dass die Schritte des Verfahrens 700 nicht unbedingt in einer beliebigen speziellen Reihenfolge dargestellt sind, und dass das Durchführen einiger oder aller der Schritte in einer alternativen Reihenfolge möglich ist und in Betracht gezogen wird. Die Schritte wurden in der gezeigten Reihenfolge zur Erleichterung der Beschreibung und Darstellung präsentiert. Schritte können hinzugefügt, weggelassen und/oder gleichzeitig ausgeführt werden, ohne den Umfang der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Und es sollte verstanden sein, dass das dargestellte Verfahren 700 jederzeit beendet werden kann.
Bei bestimmten Ausführungsformen werden einige oder alle Schritte dieses Prozesses und/oder im Wesentlichen äquivalente Schritte von einer Rechenvorrichtung ausgeführt oder zumindest eingeleitet, etwa von einem Prozessor, der von einem Computer ausführbare Anweisungen ausführt, die in einem computerlesbaren Medium gespeichert oder enthalten sind. Und ein beliebiger oder mehrere beliebige Schritte des Prozesses können durch eine automatisierte Maschinerie wie etwa Roboter ausgeführt, eingeleitet oder anderweitig ermöglicht werden.
Mit fortgesetzter Bezugnahme auf die Figuren und insbesondere auf die siebte Figur, beginnt das Verfahren 700 von 7 bei 701 und der Ablauf geht zu Block 702 weiter, bei dem die Rechenvorrichtung 104 eine Anweisung an das Impulsstoßinstrument 102 sendet. Bei Block 704 wird diese von dem Impulsstoßinstrument 102 empfangen. Die Anweisung ist ausgestaltet, zu bewirken, dass das Impulsstoßinstrument 102 eine Impulsspannung mit einem gewünschten Pegel bereitstellt (d. h. einem oder mehreren gewünschten Testspannungspegeln).
Bei betrachteten Ausführungsformen wird das Impulsstoßinstrument 102 dazu veranlasst, die Impulsspannung oder eine Anweisung von der Rechenvorrichtung bereitzustellen – z. B. stattdessen in Ansprechen darauf, dass ein Bediener die Quelle 102 einschaltet, der Bedienereinen Spannungsbereitstellungsauslöser (Schalter, Taster usw.) auslöst oder die Quelle 102 anderweitig erfasst, dass es Zeit ist, die Spannung bereitzustellen, etwa in Ansprechen auf einen Sensor, der die Quelle 102 darauf hinweist, dass das Teil mit der automatisierten Schaltvorrichtung 106 verbunden worden ist.
Bei Block 706 sendet die Rechenvorrichtung 104 eine Anweisung an die automatisierte Schaltvorrichtung 106, die angibt, wie der Strom an das Testteil 101 geliefert werden soll. Insbesondere kann die Anweisung eine Testsequenz an die automatisierte Schaltvorrichtung liefern, mit welcher der Strom an das Testteil geliefert werden soll. Die Testsequenz kann mehrere Phasen einer elektrischen Vorrichtung (z. B. eines Elektromotors) betreffen, in welcher das Testteil (z. B. ein Stator) verwendet werden soll – z. B. eine dreiphasige Sequenz für ein dreiphasiges Teil.
Bei Block 708 liefert die automatisierte Schaltvorrichtung 106 die Spannung an das Testteil 101 in Übereinstimmung mit der Anweisung, die sie von der Rechenvorrichtung 104 empfangen hat, etwa durch Liefern der Spannung an eine (z. B. eine erste) von mehreren Phasen (z. B. drei Phasen) des Teils 101, während die anderen (z. B. die zweite und die dritte Phase) der mehreren Phasen eine Zeitspanne lang geerdet werden, und dies dann mit Bezug auf jede der anderen (die zweite und dritte) der mehreren Phasen wiederholt wird. Das Liefern einer Spannung an das Teil 101 (z. B. die Schritte 702–708) kann mit verschiedenen Stoßspannungen wiederholt werden, etwa in separaten Testläufen oder beim rampenförmigen Hochfahren der Stoßspannung bei einem Testlauf.
Bei Block 710 empfängt das Hochfrequenzfilter 108 die Lastspannung, die von dem Testteil 101 ausgegeben wird, oder ein Signal, das die Spannung anzeigt, etwa von einem Voltmeter. Bei Block 712 empfängt das Hochfrequenzfilter 108 die Stoßspannung, etwa von dem Impulsstoßinstrument 102. Bei Block 714 kann das Hochfrequenzfilter 108 Daten speichern, welche die empfangenen Spannungsdaten darstellen.
Wie erwähnt wurde, können, obwohl die Operationen des vorliegenden Verfahrens 700 in einer gezeigte Reihenfolge zur Erleichterung der Beschreibung und Veranschaulichung dargestellt sind, Operationen hinzugefügt, weggelassen und/oder gleichzeitig ausgeführt werden, ohne den Umfang der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Obwohl beispielsweise einige Schritte seriell gezeigt sind, können beliebige von diesen daher parallel ausgeführt werden und/oder deren Ausführungsreihenfolge anders als diejenige sein, die bei dem Beispiel von 7 gezeigt ist.
Bei Block 716 bestimmt das Hochfrequenzfilter 108, ob es irgendein wahrnehmbares Rauschen in der Lastspannung gibt, die von dem Teil 101 ausgegeben wurde. Wie vorstehend beschrieben wurde, erledigt das Filter 108 dies, indem es den ursprünglichen Impuls aus der Lastspannung herausfiltert. Auf diese Weise wird nur Rauschen übrig bleiben. Rauschen, das einem bestimmten Schwellenwert entspricht oder diesen überschreitet, wird als Teilentladungsanfangsspannung (PDIV) betrachtet, die mit einem Teilentladungsereignis bei dem Teil 101 verbunden ist.
Bei Block 718 liefert das Filter 108 das Teilentladungssignal an den Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer 110. Bei Block 720 verarbeitet der Digitalisierer 110 das empfangene Signal, was eine Analog/Digital-Verarbeitung (ADC-Verarbeitung) umfasst, bei der ein empfangenes analoges Signal in ein entsprechendes digitales Signal umgesetzt wird, das allgemein die gleiche Datenbasis aufweist.
Bei Block 722 leitet der Digitalisierer 110 ein Signal an die Rechenvorrichtung 104 zur Analyse weiter, welches eine Spitzenamplitude des gefilterten Signals anzeigt.
Bei Block 724 empfängt die Rechenvorrichtung 104 das verarbeitete Signal von den Digitalisierer. Bei Block 726 kann der Schritt das Aufzeichnen oder Speichern der Daten umfassen. Bei Block 728 vergleicht die Rechenvorrichtung 104 den bzw. die Spitzenwerte des verarbeiteten Teilentladungssignals mit einem oder mehreren Schwellenwerten, die wie vorstehend beschrieben zwei oder mehr Qualitäten anzeigen. Bei Block 730 bestimmt die Rechenvorrichtung 104 beruhend auf dem Vergleich 728 eine Qualität des Teils 101. Die Bestimmung umfasst, dass festgestellt wird, ob der bzw. die Spitzenwerte des verarbeiteten Teilentladungssignals einen oder mehrere Schwellenwerte, welche zwei oder mehr Qualitäten wie vorstehend beschrieben anzeigen, erreicht (oder in Abhängigkeit von den eingestellten Schwellenwerten überschreitet).
Die Rechenvorrichtung 104 gibt bei Block 730 entsprechend eine Bestanden-Meldung oder eine Nichtbestanden-Meldung aus. Bei Block 732 bestimmt die Rechenvorrichtung 104 eine Benachrichtigung oder Warnung entsprechend den Ergebnissen (728, 730). Die Benachrichtigung kann ein Signal oder eine Meldung zur Interpretation durch einen anderen Teil des Systems 100 oder durch eine andere automatisierte Struktur wie etwa einen Roboter umfassen, welcher das Teil in einen Behälter oder einen Förderer entsprechend der bestimmten Teilqualität bewegt – z. B. Bestanden-Behälter oder -Band oder Verdächtig-Behälter oder -Band usw. Die Benachrichtigung kann auch umfassen, dass eine Warnung oder ein Alarm bereitgestellt wird, wenn das Teil 101 einen Schwellenwert überschreitet. Und der Alarm kann beispielsweise ein Signal umfassen, das bewirkt, dass eine Lampe erleuchtet wird, ein akustischer Alarm ertönt, eine Textmeldung angezeigt oder anderweitig übertragen wird usw. Die Aktionen können außerdem für Teile, die als beschädigt oder wahrscheinlich beschädigt bestimmt sind, eine Reparatur, einen Neuaufbau oder ein Recycling umfassen. Die Rechenvorrichtung 104 stellt bei Block 734 die Benachrichtigung oder den Alarm, welche(r) bei Block 732 bestimmt wurde, bereit oder leitet die Bereitstellung der/desselben ein. Bei dem Oval 735 kann das Verfahren 700 enden oder wiederholt werden.
V. Ausgewählte Vorteile und Nutzen
Ein wichtiger Nutzen der vorliegenden Technologie besteht darin, dass das System durch die Verwendung einer computergesteuerten automatisierten Schaltvorrichtung und eines Hochfrequenzfilters eine im Vergleich mit herkömmlichen Techniken empfindlichere Bewertung einer Teilentladung (PD) ermöglicht.
Außerdem beseitigt der automatisierte Schalter den Bedarf für ein mühsames, kostspieliges und unpraktisches manuelles Schalten.
Als weiterer Nutzen kann die Technologie relativ leicht zur Verwendung beim Bewerten einer großen Vielfalt von elektrischen Teilen eingebaut werden, welche isolierte Drähte aufweisen, etwa für Statoren für Elektromotoren mit Stabwicklung.
VI. Schlussfolgerung
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden hier offenbart. Die offenbarten Ausführungsformen sind nur Beispiele, die in verschiedenen und alternativen Formen und Kombinationen daraus ausgeführt sein können. Das Gesetz fordert es nicht und es ist aus wirtschaftlichen Gründen nicht vertretbar, jede mögliche Ausführungsform der vorliegenden Technologie zu veranschaulichen und zu lehren. Daher sind die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nur beispielhafte Veranschaulichungen von Implementierungen, die für ein klares Verständnis der Prinzipien der Offenbarung offengelegt wurden. Variationen, Modifikationen und Kombinationen können an den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden, ohne den Umfang der Ansprüche zu verlassen. Ale derartigen Variationen, Modifikationen und Kombinationen sind hier durch den Umfang dieser Offenbarung und der folgenden Ansprüche umfasst.

Claims

Testsystem für elektrische Teile zum Bewerten der Qualität eines isolierten elektrischen Teils, umfassend: eine computergesteuerte Schaltvorrichtung, die ausgestaltet und angeordnet ist, um: von einer Rechenvorrichtung ein Testschema zu empfangen, das dem elektrischen Teil entspricht; von einer Spannungsquelle eine ursprüngliche Spannung mit einem vorbestimmten Spannungspegel zu empfangen; und in Übereinstimmung mit dem vorab festgelegten Testschema die ursprüngliche Spannung automatisch an das elektrische Teil zu liefern; ein Hochfrequenzfilter, das ausgestaltet und angeordnet ist, um: die ursprüngliche Spannung zu empfangen; eine Lastspannung zu empfangen, die von dem elektrischen Teil in Ansprechen darauf ausgeht, dass das Teil die ursprüngliche Spannung empfängt; die ursprüngliche Spannung aus der Lastspannung auszufiltern, um eine beliebige Teilentladungsanfangsspannung zu isolieren, die durch das elektrische Teil zu der ursprünglichen Spannung hinzugefügt wird, während das Teil durch die ursprüngliche Spannung elektrifiziert wird, was ein gefiltertes Signal liefert; und wobei die Rechenvorrichtung ausgestaltet und angeordnet ist, um: von dem Hochfrequenzfilter das gefilterte Signal zu empfangen; eine Spitzenamplitude des gefilterten Signals mit einem Spannungsschwellenwert in einem Vergleich zu vergleichen; und beruhend auf dem Vergleich die Qualität des elektrischen Teils, das gerade getestet wird, zu bestimmen.
System nach Anspruch 1, wobei: das System ferner einen Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer umfasst, der ausgestaltet ist, um: von dem Hochfrequenzfilter das gefilterte Signal zu empfangen, das eine beliebige Teilentladungsspannung angibt, die von dem Filter isoliert wurde; und das gefilterte Signal in ein digitales Format umzusetzen, das ein gefiltertes und verarbeitetes Signal liefert; und wobei die Rechenvorrichtung dadurch, dass sie ausgestaltet und angeordnet ist, um das gefilterte Signal zu empfangen, ausgestaltet und angeordnet ist, um das gefilterte und verarbeitete Signal zu empfangen, das durch das Filter gefiltert wurde und durch den Digitalisierer verarbeitet wurde.
System nach Anspruch 1, wobei: das elektrische Teil entweder drei Phasen oder fünf Phasen aufweist; das von der computergesteuerten Schaltvorrichtung empfangene Testschema dem elektrischen Teil zumindest dadurch entspricht, dass es ein dreiphasiges Testschema ist, wenn das Teil drei Phasen aufweist, und ein fünfphasiges Testschema ist, wenn das Teil fünf Phasen aufweist.
Verfahren zum Bewerten der Qualität eines isolierten elektrischen Teils, wobei das Verfahren umfasst, dass: von einer Schaltvorrichtung eine ursprüngliche Spannung empfangen wird, die an das elektrische Teil geliefert werden soll, das gerade getestet wird; und von der Schaltvorrichtung in Übereinstimmung mit einem vorab bestimmten Testschema, das dem Teil entspricht, die ursprüngliche Spannung an das elektrische Teil geliefert wird, das gerade getestet wird, das ferner umfasst, dass durch die Schaltvorrichtung von einer Rechenvorrichtung ein Anweisungssignal empfangen wird, welches das vorab bestimmte Testschema anzeigt, das dem elektrischen Teil entspricht.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner umfasst, dass: von der Rechenvorrichtung eine Anweisung bereitgestellt wird, die das vorab bestimmte Testschema anzeigt, das dem Teil entspricht; durch die Rechenvorrichtung von einem Hochfrequenzfilter ein Teilentladungs-Anfangsspannungssignal empfangen wird, das eine Spitzenamplitude angibt; und von der Rechenvorrichtung festgestellt wird, ob das Teil gut ist, indem die Spitzenamplitude mit einem Schwellenwert verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass: durch das Hochfrequenzfilter von der Spannungsquelle, die ein Impulsstoßinstrument ist, die ursprüngliche Spannung empfangen wird; durch das Hochfrequenzfilter eine Lastspannung empfangen wird, die von dem elektrischen Teil in Ansprechen darauf ausgeht, dass das Teil die ursprüngliche Spannung von der Schaltvorrichtung empfängt; durch das Hochfrequenzfilter die ursprüngliche Spannung aus der Lastspannung ausgefiltert wird, um eine beliebige Teilentladungsanfangsspannung zu isolieren, die von dem elektrischen Teil zu der ursprünglichen Spannung hinzugefügt wird, während das Teil durch die ursprüngliche Spannung elektrifiziert wird, was ein gefiltertes Signal liefert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei: das elektrische Teil mehrere Phasen umfasst; das Testschema eine mehrphasige Prozedur umfasst, die mehrere Phasen des elektrischen Teils betrifft, durch welche die ursprüngliche Spannung von der Schaltvorrichtung an einen ersten Anschluss von mehreren Teileanschlüssen, die mehreren Phasen des Teils entsprechen, angelegt werden soll, während jeder andere Anschluss der mehreren Anschlüsse des Teils geerdet wird, und dies für jede der Phasen wiederholt wird; das Bestimmen durch die Rechenvorrichtung, ob das Teil gut ist, umfasst, dass Spitzenamplituden, die in Verbindung mit jeder Phase der Prozedur empfangen wurden, mit dem Schwellenwert verglichen werden; und die Rechenvorrichtung feststellt, dass das Teil eine niedrige Qualität aufweist, wenn die Spitzenamplitude, die mit einer beliebigen Phase des Teils verbunden ist, den Spannungsschwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei: das elektrische Teil in Übereinstimmung mit einer dreiphasigen Betriebsbasis ausgestaltet ist; das Testschema dem elektrischen Teil zumindest dahingehend entspricht, dass es ein dreiphasiges Testschema ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schwellenwert über die Zeit während einer Testperiode variiert, während welcher das elektrische Teil bewertet wird.
Von einem Computer lesbare Speichervorrichtung, die ein computerlesbares Medium umfasst, das von einem Computer ausführbare Anweisungen aufweist, welche, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor Operationen ausführt, um eine Qualität eines isolierten elektrischen Teils zu bewerten, was umfasst, dass: ein Anweisungssignal an eine automatisierte Schaltvorrichtung geliefert wird, welches ein Testschema enthält, wobei das Schema: mehreren Phasen des elektrischen Teils, das gerade bewertet wird, entspricht; und die Schaltvorrichtung über eine Weise informiert, auf welche eine ursprüngliche Spannung selektiv an das Teil geliefert werden soll, was umfasst, dass die ursprüngliche Spannung an eine erste Phase der mehreren Phasen des Teils geliefert wird, während andere Phasen der mehreren Phasen des Teils geerdet werden, und dies für jede Phase wiederholt wird; von einem Hochgeschwindigkeits-Digitalisierer ein gefiltertes und verarbeitetes Signal empfangen wird, das eine Spitzenamplitude eines Teilentladungsanfangssignals angibt, die von dem Teil ausgeht, während das Teil durch die ursprüngliche Spannung elektrifiziert wird; und festgestellt wird, ob das Teil gut ist, indem die Spitzenamplitude, die in Verbindung mit jeder Phase des Teils empfangen wurde, mit einem Schwellenwert verglichen wird.