DE3912506A1 - Partial discharge sensor for testing transformer or generator - has adaptor for each test object, complementary bipolar transistor input stage, and amplifies and stretches partial discharge signal - Google Patents

Abstract

The partial discharge sensor consists of a detector of partial discharge signals and a processing unit. The detector has an adapter for each test object connected via a signal line and two charge storage capacitors (Cs1,Cs2) to the interconnected bases of two complementary bipolar transistors (T1,T2). The transistor collectors are connected together and, via coupling capacitors (Ck1,Ck2), to complementary blocking emitter-base paths (T3,T5) and via charging capacitors (C11,C12) to operating voltages. Clamp resistors (Rk1,Rk2) and emitter followers are used. The amplified and stretched partial discharge signal is coupled out to a signal processing stage from load resistors (RA1,RA2) in the emitter paths by coupling capacitors (CR1,CR2). USE/ADVANTAGE - Esp. for in-situ diagnosis, early detection of anomalies and damage protection for electrotechnical operating equipment. Has low component count, can be integrated, uses low current, can be simply adapted to different test objects and responds to pulses and nanosecond durations.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Teilentladungsmes­ sung bei der Vor-Ort-Diagnose an elektrotechnischen Betriebsmit­ teln, wie Transformatoren, Generatoren, Motoren, Schaltanlagen einschließlich feststoffisolierte und SF₆-Schaltanlagen, Kabelnetze u. a., ohne Freischaltung dieser Objekte. Neben der zyklischen oder permanenten Zustandsdiagnose ergeben sich damit prinzipiell auch Möglichkeiten der Anomalie-Früherkennung und damit der Auslösung von Abschaltungen gefährdeter Objekte, bei Verhinderung eines zerstörenden Durchschlages.The invention relates to the field of Teilentladungsmes solution in the on-site diagnosis of electrical engineering resources, such as transformers, generators, motors, switchgear including solid-insulated and SF ₆ switchgear, cable networks, etc., without activation of these objects. In addition to the cyclical or permanent diagnosis of the state, there are also possibilities of early detection of anomalies and thus the triggering of shutdowns of endangered objects, while preventing a destructive breakdown.

Neben der klassischen und standardisierten Teilentladungsmeß­ technik ("Partial discharge measurement". IEC-Publication 270 (1981)) wird für die Vor-Ort-Diagnose eine kleine Sonde und ein günstigeres Nutz-Störsignalverhältnis angestrebt. Dazu ist es bekannt, die Störsignale in Brückenschaltungen zu kompensieren (Zaengl, W.; Klauss, A.: On-site surveillance of potential transformers by means of DP measurement. CIGRE-Symposium, Wien 1987, Section 700-01) oder die zeitlich begrenzten Störkomponen­ ten mit elektronischen Diskriminatorschaltungen auszublenden (Lemke, E.: Diagnose an elektrotechnischen Betriebsmitteln auf der Grundlage sehr breitbandiger Teilentladungsmessungen, ELEKTRIE, Berlin 38 (1984) 10, S. 387-398).In addition to the classic and standardized partial discharge measurement technology ("partial discharge measurement". IEC Publication 270 (1981)) uses a small probe and a for on-site diagnosis strived for more favorable useful interference signal ratio. It is for that known to compensate for the interference signals in bridge circuits (Zaengl, W .; Klauss, A .: On-site surveillance of potential transformers by means of DP measurement. CIGRE symposium, Vienna 1987, Section 700-01) or the temporary interference components with electronic discriminator circuits (Lemke, E .: Diagnosis on electrical equipment the basis of very broadband partial discharge measurements, ELEKTRIE, Berlin 38 (1984) 10, pp. 387-398).

Ein mit 50 Hz Prüfwechselspannung bassierendes Verfahren zur Erfassung von inneren TE-Impulsen wird in der DE-OS 27 21 353 vorgestellt. Störungen z. B. äußere Entladungen, welche im Bereich des Maximums der Prüfspannung auftreten, werden durch spezielle elektronische Kurzschließer unterdrückt und damit nicht zur Auswertung herangezogen. A method based on 50 Hz test alternating voltage for Detection of internal TE pulses is described in DE-OS 27 21 353 presented. Disorders z. B. external discharges in the area of the maximum of the test voltage occur by special electronic short circuit suppressed and therefore not for Evaluation used.  

WP 2 53 333 offenbart eine Anordnung zur Unterdrückung der den Teilentladungssignalen überlagerten HF-Störspannungen, die im wesentlichen aus einer Gegentakttransistorschaltung mit Dioden und einem steuerbaren Widerstand zwischen den beiden Basen zur Erzeugung eines Ruhestromes besteht. An die Steuerelektrode des steuerbaren Widerstandes ist über einen Trennkondensator und einer Gleichrichterschaltung mit optimalen Zeitverhalten und Grundpegeleinstellung der Ausgang eines das Nutz-Störsignalge­ misch verstärkenden Steuerverstärkers und über eine Entkopp­ lungsdiode der Steuerimpuls so gelegt, daß bei aktivem Steuer­ signal nur die elektrischen Teilentladungsimpulse über die Ge­ gentakttransistoren übertragen werden.WP 2 53 333 discloses an arrangement for suppressing the Partial discharge signals superimposed RF interference voltages in the essentially from a push-pull transistor circuit with diodes and a controllable resistor between the two bases Generation of a quiescent current exists. To the control electrode of the controllable resistance is via an isolating capacitor and a rectifier circuit with optimal timing and Basic level setting of the output of the useful interference signal mix amplifying control amplifier and via a decoupling lungsdiode the control pulse placed so that with active control signal only the electrical partial discharge pulses via the Ge gene clock transistors are transmitted.

DE-OS 36 30 026 offenbart einen Ultraschallsensor zur Indikation von TE aus einer teilweise flach ausgebildeten, in mehreren Krüm­ mungen fixierten und am Prüfling befestigten Lichtleiterschleife, die an einem Ende mit einer monochromen Lichtquelle und am anderen Ende mit einem Lichtsensor gekoppelt ist. Die durch TE hervorgeru­ fenen Ultraschallwellen bewirken elastische Veränderungen der Krümmungsradien des Lichtleiters, damit Auskopplung und Verlust bzw. Modulation des Lichtes, was zur Indikation und Auswertung benutzt wird.DE-OS 36 30 026 discloses an ultrasonic sensor for indication by TE from a partially flat, in several crumbs light guide loop fixed to the test specimen, the one end with a monochrome light source and the other End is coupled with a light sensor. The originated by TE Open ultrasonic waves cause elastic changes in the Radii of curvature of the light guide, thus decoupling and loss or modulation of the light, which is used for indication and evaluation is used.

Durch DE-PS 34 08 256 wird eine Meßsonde zur Erfassung des beim Zünden von TE entstehenden elektromagnetischen Strahlungsfeldes mit Frequenzanteilen weit über 100 MHz mittels einer Breitbandantenne bekannt gemacht, die aus einem über ein Kompensationsnetzwerk mit­ einander verbundenen Dreielektrodensystem besteht. An der dem Prüf­ ling zugewandten Seite ist zwischen einer Meßelektrode und einer, mit einer Öffnung versehenen, umfassenden gehäuseartig ausgestalte­ ten Bezugselektrode eine rahmenförmige Kompensationselektrode ange­ ordnet, und innerhalb der Bezugselektrode sind Differenzverstärker integriert, deren Anstiegszeit im Vergleich zur Dauer der TE- Impulse sehr klein ist und im Nanosekundenbereich liegt. Durch die Anordnung der Elektroden ergibt sich ein guter Richteffekt und durch ihre Zusammenschaltung eine erhöhte Störsignalreduzierung von Fernfeldern. DE-PS 34 08 256 a measuring probe for detecting the at Ignition of the resulting electromagnetic radiation field Frequency components well over 100 MHz using a broadband antenna made known by using a compensation network interconnected three-electrode system. At the test side facing is between a measuring electrode and a designed with an opening, comprehensive housing-like th reference electrode a frame-shaped compensation electrode arranges, and within the reference electrode are differential amplifiers integrated, whose rise time compared to the duration of the TE- Impulse is very small and is in the nanosecond range. Through the Arrangement of the electrodes results in a good straightening effect and through their interconnection, an increased interference signal reduction of Far fields.  

Die eingangs geschilderte Zustandsüberwachung erfordert die stän­ dige Betriebsbereitschaft der TE-Sonde. Da die problembehaftete Störsignalunterdrückung nur bei potentialfreiem Betrieb (ohne Netzanschluß) voll wirksam werden kann, ist bei permanenter Zu­ standsüberwachung eine zyklische Auswechselung der internen Batterien bzw. ihre Nachladung unumgänglich, so daß neben der aufwendigen Wartung zeitweise Betriebsunterbrechungen nicht auszuschließen sind. Demzufolge müßte für jeden Meßpunkt eine zweite Sonde zur Verfügung stehen, um die Redundanz zu gewähr­ leisten, fall ein kritischer Fehler im Augenblick der Wartung auftritt.The condition monitoring described at the beginning requires constant operational readiness of the TE probe. Because the problematic Interference signal suppression only with floating operation (without Mains connection) can be fully effective, is with permanent close status monitoring a cyclical replacement of the internal Batteries or their recharge unavoidable, so that in addition to the time-consuming interruptions to operation are not necessary are to be excluded. Accordingly, there should be one for each measuring point second probe are available to ensure redundancy afford a critical error at the moment of maintenance occurs.

Auch ist der Schaltungsaufwand für die bisher bekannte TE-Sonde (DD-WP 2 14 461) nicht unerheblich, wobei jedoch ihre Einsatz­ möglichkeiten über das o. g. Anwendungsgebiet des Havarie-Schut­ zes weit hinausgehen.The circuit complexity for the previously known TE probe is also (DD-WP 2 14 461) not insignificant, however, their use Possibilities about the above Area of application of the accident protection go far out.

Schließlich müßte zwecks permanenter Zustandsüberwachung die TE- Sonde am zu schützenden Objekt fest installiert sein. Probleme ergeben sich hinsichtlich der Gewährleistung der Zugänglichkeit zwecks Batteriewechsel. Außerdem lassen Größe und Gewicht der bekannten TE-Sonde eine einfache Anbringung am Objekt nicht zu. Bei Freiluftobjekten kommt außerdem das Problem des Klimaschutzes hinzu. Schließlich wäre es im Hinblick auf eine selektive Fehler­ erkennung wünschenswert, Messungen an mehreren gefährdeten Stel­ len innerhalb elektrotechnischer Betriebsmittel (z. B. im Trans­ formator, d. h. unter Öl) vorzunehmen. Dazu ist die bisher be­ kannte TE-Sonde nicht geeignet, da sie nicht hermetisch abge­ dichtet werden kann.Finally, for permanent condition monitoring, the TE- Probe must be permanently installed on the object to be protected. Problems arise in terms of ensuring accessibility to change the battery. In addition, the size and weight of the known TE probe not easy to attach to the object. In the case of open-air objects, there is also the problem of climate protection added. After all, it would be selective in terms of mistakes Detection desirable, measurements at several vulnerable points len within electrical equipment (e.g. in the Trans formator, d. H. under oil). For this, the so far be Known TE probe was not suitable because it was not hermetically sealed can be sealed.

Die nach dem Stand der Technik üblichen Breitbandverstärker zur Verstärkung der hochfrequenten TE-Signale (<100 MHz) benötigen auf Grund der erforderlichen raschen Umladung parasitärer Streu­ kapazitäten bewußt klein gehaltene Arbeitswiderstände (<100 Ohm), bei Schaltzeiten im Nanosekundenbereich) und damit große Betriebsströme (ca. 10 mA je Transistor), was einem Batteriebe­ trieb über eine ausreichende Betriebsdauer hinderlich ist. The broadband amplifiers customary in the prior art for Need amplification of the high-frequency TE signals (<100 MHz) due to the required rapid transfer of parasitic litter capacities deliberately kept small working resistances (<100 Ohm), switching times in the nanosecond range) and thus large Operating currents (approx. 10 mA per transistor), which means a battery over a sufficient period of operation is a hindrance.  

Bei klassischen Gleichrichterschaltungen (einschließlich bei Avalanchedioden) beträgt die Ansprechschwelle etwa 2 bis 10% der Endaussteuerung, so daß nur Dynamikwerte von 1 : 50 bis 1 : 10 er­ reichbar sind. Die Notwendigkeit einer festen Arbeitspunktein­ stellung beim klassischen Gleichrichter mittels eines Spannungs­ teilers erhöht ebenfalls den Strombedarf.With classic rectifier circuits (including at Avalanche diodes) the response threshold is about 2 to 10% of the Final control, so that only dynamic values from 1:50 to 1:10 are reachable. The need for a fixed working point position in the classic rectifier by means of a voltage divider also increases power requirements.

Es ist Ziel der Erfindung, einen TE-Sensor für die TE-Diagnose einschließlich TE-Anomalie-Früherkennung, sowie den Havarie­ schutz hochwertiger elektrotechnischer Hochspannungs-Ausrü­ stungen zu realisieren. Dabei werden angestrebt:The aim of the invention is a TE sensor for TE diagnosis including TE anomaly early detection, as well as the accident protection of high-quality electrotechnical high-voltage equipment to realize. The aim is:

• - einfachster Schaltungsaufbau,- simplest circuit construction,
• - geringe Zahl von Bauelementen,- small number of components,
• - Realisierbarkeit als integrierte Schaltung,Feasibility as an integrated circuit,
• - geringer Stromverbrauch,- low energy consumption,
• - geringes Gewicht,- light weight,
• - geringe Abmessungen,- small dimensions,
• - Möglichkeit der hermetischen Kapselung,- possibility of hermetic encapsulation,
• - hohe Störfestigkeit,- high immunity to interference,
• - hohe Dynamik der Aussteuerung ohne Meßbereichsumschaltung,- high dynamic of the modulation without changing the measuring range,
• - einfache Adaptionsmöglichkeiten am Prüfobjekt (ggf. Implementierung)- Simple adaptation options on the test object (implementation if necessary)
• - Reaktionsfähigkeit nur auf Kurzzeitimpulse im Nanosekunden- Zeitbereich,- Responsiveness only to short-term impulses in the nanosecond Time range,
• - TE-Signalerkennung auf Metallflächen bei einem Abstand der Meßpunkte von nur 10 cm.- TE signal detection on metal surfaces at a distance the measuring points of only 10 cm.

Oben genannte Zielstellungen sind zum Teil unmittelbar mitein­ ander verknüpft und ergänzen sich einander.The objectives mentioned above are partly directly involved others link and complement each other.

Ausgehend von vorstehender Zielstellung besteht die Aufgabe, TE- Signale mittels eines Aufnehmers vom Prüfobjekt aufzunehmen bei gleichzeitiger Reduzierung des Störsignalpegels und in einer Verarbeitungseinheit so zu formen, daß die Ausgangssignale bei erhöhtem Pegel und damit verminderter Gefahr der weiteren Stör­ beeinflussung einer nachfolgenden Signalverarbeitung in der Zentrale (z. B. Schaltwarte) zugeführt werden können.Based on the above objective, the task is to Record signals from the test object using a sensor simultaneous reduction of the interference signal level and in one Form processing unit so that the output signals at increased level and thus reduced risk of further interference influencing a subsequent signal processing in the Central (e.g. control room) can be fed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Auf­ nehmer ein dem jeweiligen Prüfobjekt angepaßter Adapter dar­ stellt, welcher über eine Signalleitung und zwei Ladungsspei­ cherkondensatoren je mit den mittels Hochohmwiderstand unterein­ ander verbundenen Basen zweier komplementärer Bipolartransistoren verbunden ist, deren Emitter jeweils an einen Pol einer Betriebs­ spannung liegen und deren Kollektoren miteinander verbunden sind und über je einen Koppelkondensator und je einer zueinander komplementären in Sperrichtung gepolte Emitter-Basis-Strecke und je einen Ladekondensator zu jeweils einen Pol der Betriebsspannung geschaltet sind. Außerdem ist jeder Ladekondensatoranschluß vor­ zugsweise mit der Basis je zueinander komplementär aufgebauter Emitterfolger verschaltet, wobei jeweils der Verbindungspunkt von Koppelkondensator und der Emitter-Basis-Strecke, jeweils über Klemmwiderstände mit dem Pol der Betriebsspannung verbunden sind, an dem auch der Kollektor des zugehörigen Emitterfolgers liegt. Von den beiden in den Emitterzweigen liegenden Arbeitswiderständen werden mittels Reihenkondensatoren die verstärkten und gedehnten TE-Signale auf eine Ausgangsbuchse ausgekoppelt, an der die Si­ gnalverarbeitungsstufe, vorzugsweise über eine Ausgangssignallei­ tung angeschlossen ist.According to the invention the object is achieved in that the on is an adapter adapted to the respective test object , which uses a signal line and two charge devices Cher capacitors with each other by means of high resistance other connected bases of two complementary bipolar transistors is connected, the emitter of which is connected to one pole of an operating unit voltage and their collectors are connected and via a coupling capacitor and one to each other complementary reverse polarity emitter base path and one charging capacitor each to one pole of the operating voltage are switched. In addition, each charging capacitor connection is in front preferably with the base each complementary Emitter follower interconnected, with the connection point of Coupling capacitor and the emitter base path, each over Clamping resistors are connected to the pole of the operating voltage, where the collector of the associated emitter follower is also located. Of the two load resistances in the emitter branches are the reinforced and stretched by means of series capacitors TE signals coupled to an output socket on which the Si Signal processing stage, preferably via an output signal line device is connected.

Besitzt das Prüfobjekt ein metallisches Gefäß, so ist es vorteil­ haft Teilentladungssignale an exponierten Stellen der Wandung abzugreifen, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß der Adap­ ter aus zwei Kontaktspitzen mit einem die aktive Meßzone eines metallischen Prüflingsgefäß bestimmenden Abstand besteht. If the test object has a metallic vessel, it is advantageous Partial discharge signals at exposed parts of the wall to tap, it is provided according to the invention that the Adap ter from two contact tips with one the active measuring zone one metallic specimen vessel determining distance.  

Eine weitere Möglichkeit der TE-Signalerfassung besteht darin, daß der Adapter in einer einpoligen Kontaktierung zum Prüfobjekt besteht und das leitende Gehäuse des Sensors eine Antenne bildet.Another way of TE signal acquisition is to that the adapter in a single-pole contact to the test object exists and the conductive housing of the sensor forms an antenna.

Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht erfindungsgemäß vor, daß die einpolige Kontaktierung bei ferromagnetischen Prüflingsge­ fäßen mittels Haftmagnet erfolgt.An expedient embodiment provides according to the invention that the single-pole contact with ferromagnetic test specimen seized by means of a holding magnet.

Es ist jedoch in einigen Anwendungsfällen zweckmäßig, daß das elektrisch leitende Gehäuse des Sensors elektrisch und mechanisch mit dem Gehäuse des Prüfobjektes verbunden ist und als Gegenpol eine vorzugsweise scheibenförmig ausgeführte Antenne angeordnet ist.However, it is appropriate in some applications that the electrically conductive housing of the sensor electrically and mechanically is connected to the housing of the test object and as the opposite pole a preferably disc-shaped antenna is arranged is.

Insbesondere für die letztgenannte Anordnung ist zur Vergrößerung des Nutz-Störsignalverhältnisses erfindungsgemäß vorgesehen, daß von der Signalleitung zum Sensorgehäuse ein kurzgeschlossener Wellenleiter mit einer Wellenlaufzeit von weniger als 100 ns geschaltet ist.Especially for the latter arrangement is for enlargement of the useful interference signal ratio according to the invention provided that a short-circuited from the signal line to the sensor housing Waveguide with a wave propagation time of less than 100 ns is switched.

Dabei ist es möglich, daß der Wellenleiter aus einem Koaxial­ kabel besteht, dessen Innenleiter eingangsseitig mit der Signal­ leitung und ausgangsseitig mit dem metallischen Gehäuse des Sen­ sors verbunden ist oder daß eine Parallel-Streifenleitung ent­ sprechend geschaltet ist. Auch mittels eines Impulsübertragers lassen sich Störimpulse von über 100 ns Dauer von den kurzen TE- Signalen trennen und somit den Störabstand verbessern.It is possible that the waveguide from a coaxial cable exists, the inner conductor on the input side with the signal line and output side with the metallic housing of the Sen sors is connected or that a parallel strip line ent is switched speaking. Also by means of a pulse transmitter interference pulses lasting over 100 ns can be generated by the short TE Separate signals and thus improve the signal-to-noise ratio.

Eine Variante eines Impulsübertragers sieht vor, daß der Adapter zwei Eingänge aufweist, die mit Anfang und Ende des Innen- oder Außenleiters einer, vorzugsweise auf einem Manifer-Schalenkern gewickelten Koaxialleitung verbunden sind, dessen Außen- bzw. Innenleiter an einem Ende über die Signalleitung an die zwei Ladungsspeicherkondensatoren und am anderen Ende mit der Masse oder Schaltungsanordnung verbunden sind. A variant of a pulse transformer provides that the adapter has two entrances, the beginning and end of the interior or Outer conductor one, preferably on a Manifer shell core wound coaxial line are connected, the outer or Inner conductor at one end via the signal line to the two Charge storage capacitors and at the other end to ground or circuit arrangement are connected.  

Anstelle einer Batteriestromversorgung oder zur Pufferung dersel­ ben ist es auch möglich, über die Ausgangssignalleitung von der Schaltwarte einen Speisestrom einzuspeisen, wobei erfindungsge­ mäß ein Kontakt der Ausgangsbuchse über einen Widerstand mit der positiven und der andere Kontakt über einen Widerstand mit der negativen Betriebsspannungsleitung verbunden ist und am Ende der Ausgangssignalleitung in der Schaltwarte verdrosselt eine Strom­ versorgung angeschlossen ist.Instead of a battery power supply or to buffer the same ben, it is also possible to use the output signal line from the Control room to feed a feed current, whereby fiction according to a contact of the output socket via a resistor with the positive and the other contact via a resistance with the negative operating voltage line is connected and at the end of Output signal line in the control room throttles a current supply is connected.

Zur Vermeidung von Schwingneigungen sowie unsymmetrischen Aus­ steuerungen ist vorgesehen, daß ein induktivitätsarmer Glät­ tungskondensator über die Verbindungspunkte der Transistorenemit­ ter mit den Betriebsspannungspotentialen geschaltet ist.To avoid oscillation tendencies and asymmetrical off controls is provided that a low inductance smoothness via the connection points of the transistors with ter is connected to the operating voltage potentials.

Zur Erhöhung der Nachweisgrenze für den TE-Sensor ist es erfin­ dungsgemäß möglich, daß zwischen der Signalleitung und den Basen der zwei komplementären Bipolartransistoren eine glei­ chermaßen aufgebaute zweite Komplementärtransistoranordnung mit Ladespeicherkondensatoren als Vorstufe eingefügt ist.It was invented to increase the detection limit for the TE sensor According to the invention possible that between the signal line and Bases of the two complementary bipolar transistors are the same with a second complementary transistor arrangement Load storage capacitors is inserted as a preliminary stage.

Eine mögliche und in einigen Anwendungsfällen vorteilhafte Kon­ figuration der Erfindung sieht vor, daß der Aufnehmer aus einer aktiven Breitbandantenne, vorzugsweise aus dem an sich bekannten Dreielektrodensystem mit schnellen Differenzverstärkern besteht.A possible and advantageous in some applications Kon figuration of the invention provides that the transducer from a active broadband antenna, preferably from the known There is a three-electrode system with fast differential amplifiers.

Die Auswertung in der Zentrale erfolgt zweckmäßig mit Digital­ signalen, dazu ist es zweckmäßig, daß an Stelle der Emitterfolger als Spannungsfolger geschaltete OP-Verstärker angeordnet sind, deren Ausgänge auf eine unipolare Impulsfolge erzeugende An­ ordnung geschaltet sind.The evaluation in the head office is expediently carried out with digital signals, it is appropriate that instead of the emitter follower OP amplifiers connected as voltage followers are arranged, the outputs of which generate a unipolar pulse train order are switched.

Die Übertragung der TE-Signale eines auf Hochspannungspotential liegenden TE-Sensors zur Zentrale erfolgt vorzugsweise dadurch, daß die Ausgangsbuchse mit dem Modulationseingang eines nachgeschalteten Lichtsenders oder Laseranordnung verbunden ist, der über Lichtleitkabel oder über einen fokussierten Strahl mit einem der Signalverarbeitungsstufe vorgeschalteten Licht­ empfänger mit Demodulator gekoppelt ist. The transmission of the TE signals to a high voltage potential lying TE sensor to the center is preferably carried out by that the output socket with the modulation input of a downstream light transmitter or laser arrangement is connected, with a light guide cable or a focused beam a light upstream of the signal processing stage receiver is coupled to the demodulator.  

Eine einfache analoge Signalbewertung und Beurteilung kritischer Isolationsfehler sieht vor, daß in der Signalverarbeitungsstufe ein Meßwert gebildet ist, der dem Mittelwert des Quadrates der TE-Impulsladungen entspricht.A simple analog signal evaluation and assessment critical Isolation fault provides that in the signal processing stage a measured value is formed which is the mean of the square of the Corresponds to TE pulse charges.

Zweckmäßige kapazitive Ankopplung der Signalverarbeitungsstufe bedingt eine Nullpegelklammerung, in dem ein OP-Verstärker mit seinem nichtinvertierenden Eingang an Bezugspotential und mit seinem invertierenden Eingang über eine Hochpaßkapazität an dem Ausgang der Verarbeitungseinheit, über einen Hochpaßquerwider­ stand an Bezugspotential, über eine Diode parallel mit einem Widerstand an den Ausgang des OP-Verstärkers und auf den Ein­ gang eines Integrators geschaltet sind.Appropriate capacitive coupling of the signal processing stage requires zero level bracketing in which an OP amplifier with its non-inverting input at reference potential and with its inverting input via a high pass capacitance on the Output of the processing unit, via a high pass cross resistor was at reference potential, via a diode in parallel with one Resistance to the output of the op-amp and to the on gear of an integrator are switched.

Durch die Integration wird ein Signalpegel gebildet, der dem mittleren Quadratwert der TE-Impulsladung entspricht. Dabei sieht eine ökonomische Variante vor, daß der Integrator aus einer Widerstands-Kondensator-Widerstands-Reihenschaltung besteht, wo­ bei das Ausgangssignal über dem Kondensator abgegriffen ist, beziehungsweise, daß ein als aktiver Integrator geschalteter OP- Verstärker statt oder mit der Widerstands-Kondensator- Widerstands-Reihenschaltung angeordnet sind.A signal level is formed by the integration which corresponds to the corresponds to the mean square value of the TE pulse charge. Seeing an economical variant that the integrator from a Resistor-capacitor-resistor series connection exists where where the output signal is tapped across the capacitor, or that an OP connected as an active integrator Amplifier instead of or with the resistance capacitor Resistor series connection are arranged.

Die Kombination der Widerstands-Kondensator-Widerstands- Reihenschaltung verhindert außerdem aufgrund ihres von der Ausgangsbuchse her betrachteten Tiefpaßverhaltens eine Beein­ flussung des TE-Sensors durch externe hochfrequente Störsignale, die infolge der Antennenwirkung durch die Signalleitung aus der Umgebung aufgefangen werden können.The combination of the resistance-capacitor-resistance Series connection also prevents due to their from the Output socket considered low pass behavior leg flow of the TE sensor through external high-frequency interference signals, which due to the antenna effect through the signal line from the Environment can be caught.

Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird die Erfindung an Hand von sieben Figuren näher erläutert. Es zeigtIn the following exemplary embodiment, the invention is illustrated explained in more detail by seven figures. It shows

Fig. 1 das Grundprinzip der TE-Sensor-Technik, Fig. 1 illustrates the basic principle of the TE sensor technology,

Fig. 2 die Adaptierung mittels Haftmagnet und Verwendung des Sondengehäuses als Antenne, Fig. 2, the adaptation by means of holding magnets and use of the probe housing as the antenna,

Fig. 3 die Adaptierung bei mechanischer Befestigung und gleichzeitiger elektrischer Kontaktierung des Sonden­ gehäuses am Metallgehäuse des Prüfobjektes und An­ schluß eines scheibenförmigen Strahlers an der Signalleitung, Fig. 3, the adaptation in case of mechanical fastening and simultaneous electrical contacting of the probe housing on the metal housing of the test object and at the end of a disc-shaped reflector on the signal line,

Fig. 4 ein Gesamtstromlaufplan des TE-Sensors, Fig. 4 is a general circuit diagram of the TE sensor,

Fig. 5 ein Schaltungsbeispiel zur analogen Impulsaufbereitung, Fig. 5 is a circuit example for analog pulse processing,

Fig. 6 zwei Varianten eines Impulsübertragers, Fig. 6 shows two variants of a pulse transformer,

Fig. 7 ein Schaltungsbeispiel zur Mittelwertbildung des Quadrates der TE-Impulsladungen. Fig. 7 is a circuit example for averaging the square of the TE-pulse charges.

Fig. 1 zeigt das Grundprinzip der Teilentladungs-Sensor-Tech­ nik. Die von den verschiedenen Meßobjekten MO abgestrahlten Teilentladungen TE können auf unterschiedlichste Weise an den verschiedensten Stellen u. a. auch an deren metallisch leitenden Gefäßen MG mittels Adapter AD abgenommen, in der Verarbeitungs­ einheit VE verstärkt und geformt und nach Übertragung zur Zen­ trale SV ausgewertet werden. Fig. 1 shows the basic principle of partial discharge sensor technology. The partial discharges TE emitted by the various measurement objects MO can be removed in a wide variety of ways at the most varied locations, including at their metallic conducting vessels MG by means of adapter AD , reinforced and shaped in the processing unit VE and evaluated after transmission to the central SV .

Im einfachsten Fall wird der Adapter AD vom metallischen Gefäß MG des Prüfobjektes PO zum Teil selbst realisiert, wobei als aktive Meßzone das Gebiet zwischen den metallisch kontaktierten Abgriff­ punkten MP ₁; MP ₂ dient. Der Abstand MP ₁ - MP ₂ bestimmt die Ansprechschwelle. Er kann bis auf weniger als 10 cm reduziert werden.In the simplest case, the adapter AD is partly implemented by the metallic vessel MG of the test object PO , the area between the metal-contacted pickup points MP ₁ ; MP ₂ serves. The distance MP ₁ - MP ₂ determines the response threshold. It can be reduced to less than 10 cm.

Eine weitere Möglichkeit der TE-Signalerfassung besteht in der einpoligen Kontaktierung zum Prüfobjekt, wobei dann der Gegenpol durch das Gehäuse des Sensors selbst realisiert wird, das für die raschen elektromagnetischen Ausgleichsvorgänge bei TE-Signalen als Strahler (Antenne) wirkt. Zur einpoligen Kontaktierung ist bei Eisengefäßen MG auch die Verwendung von Haftmagneten HM zweckmäßig (Fig. 2).Another possibility of TE signal detection is single-pole contacting with the test object, in which case the opposite pole is realized by the housing of the sensor itself, which acts as a radiator (antenna) for the rapid electromagnetic compensation processes for TE signals. For single-pole contacting, the use of holding magnets HM is also expedient in iron vessels MG ( FIG. 2).

Andererseits ist es auch möglich, eine inverse Anordnung zu ver­ wenden, d. h. das metallische Gehäuse SG des Sensors ist elek­ trisch und mechanisch mit dem Prüfobjektgehäuse MG verbunden, und der Gegenpol ist durch einen zusätzlichen Strahler SR (Antenne), der z. B. scheibenförmig ausgeführt ist, realisiert (Fig. 3).On the other hand, it is also possible to use an inverse arrangement, ie the metallic housing SG of the sensor is electrically and mechanically connected to the test object housing MG , and the opposite pole is connected by an additional radiator SR (antenna), the z. B. is disc-shaped, realized ( Fig. 3).

Vorzugsweise für die letztgenannte Anordung wird in Verbindung mit dem Adapter zur Nachbildung eines fiktiven Kurzschlusses für Signale mit einer Dauer von mehr als einigen 10 ns, ein Koaxialkabel KL verwendet. Dessen Innenleiter ist eingangsseitig mit der Signalleitung SL und ausgangsseitig mit dem metallischen Gehäuse SG des Sensors verbunden (Fig. 4). Der Außenleiter des Kabels KL ist beidseitig mit dem Sensorgehäuse SG verbunden. Die optimale Länge des Kabels KL liegt zwischen 10 und 50 cm. Im Hinblick auf den universellen Einsatz ist es zweckmäßig, dieses HF-Kabel KL als Bestandteil des Adapters in die Schaltung voll­ ständig zu integrieren (Fig. 4). Prinzipiell sind anstelle des Koaxialkabels KL auch modifizierte Wellenleiter einsetzbar, wie z. B. Impulsübertrager oder Parallel-Streifenleiter.A coaxial cable KL is preferably used for the latter arrangement in connection with the adapter for emulating a fictitious short circuit for signals with a duration of more than a few 10 ns. Its inner conductor is connected on the input side to the signal line SL and on the output side to the metallic housing SG of the sensor ( FIG. 4). The outer conductor of the cable KL is connected on both sides to the sensor housing SG . The optimal length of the KL cable is between 10 and 50 cm. With regard to universal use, it is expedient to fully integrate this HF cable KL as part of the adapter into the circuit ( FIG. 4). In principle, instead of the coaxial cable KL , modified waveguides can also be used, e.g. B. pulse transformer or parallel stripline.

Fig. 6 zeigt schematisch die Möglichkeit, eine Koaxialleitung KL auf einen Manifer-Schalenkern oder durch einen -Ringkern MK zu wickeln und als Impulsübertrager zu verschalten. Fig. 6 shows schematically the possibility of winding a coaxial line KL on a Manifer shell core or through a ring core MK and interconnecting it as a pulse transformer.

Bei der Variante A sind die zwei Eingänge MP 1; MP 2 mit dem Anfang und Ende des Innenleiters IL 1 der Koaxialleitung KL verbunden, während Anfang oder Ende des Außenleiters AL 1 über die Signal­ leitung SL mit den Ladungsspeicherkondensatoren C _{S 1}; C _{S 2}) und Ende bzw. Anfang des Außenleiters AL 1 mit der Masse der Schal­ tungsanordnung verbunden ist.In variant A , the two inputs are MP 1 ; MP 2 connected to the beginning and end of the inner conductor IL 1 of the coaxial line KL , while the beginning or end of the outer conductor AL 1 via the signal line SL with the charge storage capacitors C _{S 1} ; C _{S 2} ) and the end or beginning of the outer conductor AL 1 is connected to the ground of the circuit arrangement.

Bei der Variante B sind dagegen die zwei Eingänge MP 1; MP 2 mit dem Außenleiter AL 2 des Anfangs und Endes der Koaxialleitung KL verbunden, während der Innenleiter IL 2 an der Signalleitung SL und an Masse liegen.In variant B , however, the two inputs are MP 1 ; MP 2 is connected to the outer conductor AL 2 of the beginning and end of the coaxial line KL , while the inner conductor IL 2 is connected to the signal line SL and to ground.

Dieser Impulsübertrager mit einem Manifer-Schalenkern MK und wenigen Windungen der Koaxialleitung KL stellt eine platzsparende Anordnung dar, die abstimmbar eine scharfe Abtrennung störender Impulse bewirkt.This pulse transformer with a Manifer shell core MK and a few turns of the coaxial line KL represents a space-saving arrangement which can be tuned to sharply separate disruptive pulses.

Zur Signalverstärkung im Nanosekunden-Zeitbereich werden in der klassischen Schaltungstechnik Konzepte verwendet, deren Strom­ verbrauch aufgrund der erforderlichen raschen Umladung parasi­ tärer Streukapazitäten im Bereich einiger 10 mA liegt (Betriebs­ spannung ca. 10 V). Außerdem sind zur Gleichrichtung von Nano­ sekunden-Impulsen geringer Amplitude (Ansprechschwelle z. B. 10 mV) bei gleichzeitig großer Dynamik (Aussteuerung z. B. bis 5 V) in der klassischen Schaltungstechnik erhebliche Aufwen­ dungen erforderlich, wodurch auch der Stromverbrauch erheblich ansteigt.For signal amplification in the nanosecond time range, the classic circuitry uses concepts whose current consumption parasi due to the required rapid reloading stray capacities is in the range of some 10 mA (operating voltage approx. 10 V). In addition, to rectify nano second pulses of low amplitude (response threshold e.g. 10 mV) with high dynamic range (modulation e.g. up to 5 V) considerable expense in classic circuit technology required, which also significantly reduces electricity consumption increases.

Ein im Bereich der Nanosekunden-Impulstechnik unerwarteter Effekt bezüglich geringstem Stromverbrauch (<1 mA) und hoher Dynamik wird durch die erfindungsgemäße Anordnung erzielt, in dem eine Gegenschaltung eines Bipolar-Transistors T ₂ vom n-p-n-Typ mit einem p-n-p-Transistor T ₁ in der Weise erfolgt, daß die Kollek­ toren beider Transistoren direkt und die Basis eines jeden Tran­ sistors T ₁; T ₂ über einen Hochohm-Widerstand R _B im MOhm-Bereich verbunden sind (Fig. 4). Der Emitter des p-n-p-Transistors T ₁ ist mit dem positiven Betriebsspannungspol (+) und der Emitter des n-p-n-Transistors T ₂ mit dem negativen Betriebsspannungspol (-) verbunden. Die Eingangs-Signalleitung SL ist über die Ladungsspei­ cherkondensatoren C _{S 1} und C _{S 2}, deren Kapazität im Bereich einiger 10 pF liegt, je mit der Basis der Transistoren T ₁; T ₂ verbunden. Der Verbindungspunkt der Kollektoren beider Transistoren T ₁; T ₂ ist einerseits über einen Koppelkondensator C _{K 1} im Bereich von weniger als 10 nF mit einen Klemmwiderstand R _{K 1} in der Größen­ ordnung von 50 kOhm verbunden, der mit seinem anderen Anschluß an der negativen Betriebsspannung (-) anliegt. Der Verbindungspunkt von Koppelkondensator C _{K 1} und Widerstand R _{K 1} ist an den Emitter eines p-n-p-Transistors T ₃ angeschlossen, dessen Basis über einen Ladekondensator C _{L 1} der Kapazität in der Größenordnung von 100 pF mit der positiven Betriebsspannung (+) verbunden ist. Am Verbin­ dungspunkt von Ladekondensator C _{L 1} und der Basis von T ₃ ist die Basis eines p-n-p-Transistors T ₄ in Kollektorschaltung mit dem Arbeitswiderstand R _{A 1} angeschlossen.An unexpected effect in the field of nanosecond pulse technology with regard to the lowest power consumption (<1 mA) and high dynamics is achieved by the arrangement according to the invention in which a bipolar transistor T _{2 of} the npn type is counter-connected with a pnp transistor T ₁ in the Way is that the collectors of both transistors directly and the base of each Tran sistor T ₁ ; T _{2 are} connected via a high-resistance resistor R _B in the MOhm range ( FIG. 4). The emitter of the pnp transistor T ₁ is connected to the positive operating voltage pole (+) and the emitter of the npn transistor T _{2 is} connected to the negative operating voltage pole (-). The input signal line SL is via the Ladungsspei cherkondensatoren C _{S 1} and C _{S 2} , whose capacitance is in the range of some 10 pF, each with the base of the transistors T ₁ ; T ₂ connected. The connection point of the collectors of both transistors T ₁ ; T ₂ is connected on the one hand via a coupling capacitor C _{K 1} in the range of less than 10 nF with a clamping resistor R _{K 1} in the order of 50 kOhm, which is connected to the negative operating voltage (-) with its other connection. The connection point of coupling capacitor C _{K 1} and resistor R _{K 1} is connected to the emitter of a pnp transistor T ₃ , the base of which is connected to the positive operating voltage (+) via a charging capacitor C _{L 1} of capacitance in the order of 100 pF. At the connec tion point of the charging capacitor C _{L 1} and the base of T ₃ , the base of a pnp transistor T _{4 is connected} in a collector circuit with the load resistor R _{A 1} .

In analoger Weise wird ein zweiter Meßzweig realisiert, bestehend aus den dazu korrespondierenden Bauelementen C _{K 2}, R _{K 2}, C _{L 2}, R _{A 2} und den n-p-n-Transistoren T ₅ und T ₆. Die Werte der Widerstände R _{A 1} und R _{A 2} liegen in der Größenordnung von 10 kOhm. Die Über­ gangsfrequenz sämtlicher Transistoren liegt oberhalb 500 MHz.In an analogous manner, a second measuring branch is realized, consisting of the corresponding components C _{K 2} , R _{K 2} , C _{L 2} , R _{A 2} and the npn transistors T ₅ and T ₆ . The values of the resistors R _{A 1} and R _{A 2} are of the order of 10 kOhm. The transition frequency of all transistors is above 500 MHz.

Am Verbindungspunkt von Transistor T ₄ und Widerstand R _{A 1} sowie von Transistor T ₆ und Widerstand R _{A 2} ist jeweils ein Reihenkon­ densator C _{R 1} und C _{R 2} angeschlossen, dessen Gegenanschlüsse mit­ einander verbunden sind. Am Verbindungspunkt der Bauelemente C _{R 1}, C _{R 2} ist die koaxiale Ausgangsbuchse K ₃ angeschlossen, über die einer­ seits die Signalfortleitung zur nachfolgenden Signalverarbei­ tungsstufe SV erfolgt und gegebenenfalls eine Zuführung der Betriebs­ spannung von etwa 8 bis 10 V gewährleistet wird, indem sie dann mit einem Kontakt über einen Widerstand R _R , der Größe von etwa 1 kOhm, an die positive (+), und mit dem anderen Kontakt über den Trennwiderstand R _T an die negative (-) Betriebsspannungsleitung angeschlossen ist. At the junction of transistor T ₄ and resistor R _{A 1} and transistor T ₆ and resistor R _{A 2} , a series capacitor C _{R 1} and C _{R 2 is} connected, the mating connections of which are connected to one another. At the connection point of the components C _{R 1} , C _{R 2} , the coaxial output socket K _{3 is} connected, via which the signal is forwarded to the subsequent signal processing stage SV and, if necessary, a supply of the operating voltage of approximately 8 to 10 V is ensured by then with one contact via a resistor R _R , the size of about 1 kOhm, to the positive (+), and with the other contact via the isolating resistor R _T to the negative (-) operating voltage line.

Am Ende der an der Ausgangssignalbuchse K 3 angeschlossenen Ausgangssignalleitung in der Schaltwarte ist die Signalverarbei­ tungsstufe SV über einen Kondensator und die Stromversorgung über eine Drossel angeschlossen. Der Außenleiter der Ausgangs­ signalleitung ist dort auf Bezugspotential (Masse) geklemmt.At the end of the output signal line connected to the output signal socket K 3 in the control room, the signal processing stage SV is connected via a capacitor and the power supply via a choke. The outer conductor of the output signal line is clamped to the reference potential (ground).

Der Glättungskondensator C _G ist als keramischer Scheibenkon­ densator ausgeführt und hat eine Kapazität von etwa 100 nF. Er wird zur Vermeidung von Schwingneigungen sowie unsymmetrischen Aussteuerungen bei Kurzzeitimpulsen unmittelbar an den Verbin­ dungspunkt des Emitters von Transistor T ₁ mit der negativen Betriebsspannung (-) und an den Verbindungspunkt des Emitters von Transistor T ₂ mit der positiven Betriebsspannung (+) angeschlos­ sen, wobei die Zuleitungslänge beidseitig des Kondensators C _G auf weniger als 2 cm zu begrenzen ist.The smoothing capacitor C _G is designed as a ceramic disc capacitor and has a capacitance of approximately 100 nF. It is to avoid oscillation tendencies and asymmetrical modulations in the event of short-term pulses directly to the connection point of the emitter of transistor T ₁ with the negative operating voltage (-) and to the connection point of the emitter of transistor T ₂ with the positive operating voltage (+), where the length of the supply line on both sides of the capacitor C _{G must be} limited to less than 2 cm.

Die prinzipielle Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. 4 ist folgende:The principle of operation of the circuit according to FIG. 4 is as follows:

Durch den Signal-Adapter AD in Verbindung mit dem Koaxialkabel KL wird die maximale Dauer der am Prüflingsgefäß MG detektierbaren TE-Signale in der Weise begrenzt, daß die höchste Meßempfindlich­ keit bei Impulsanstiegszeiten im Nanosekunden-Zeitbereich er­ reicht wird. Diesen Zweck erfüllt insbesondere die Kurzschluß­ leitung KL, falls nicht durch die Kontaktierung zum metallischen Gefäß MG des Prüfobjektes ein fiktiver Kurzschluß für langzeitige Signale bereits existiert. Im Ergebnis kann dadurch der Nutz- Störsignal-Abstand erheblich verbessert werden, da übliche Stör­ signale u. a. durch Anstiegszeiten im Bereich von einigen 100 bis 1000 ns gekennzeichnet sind und damit wesentlich länger sind, als der o. g. Wert von wenigen ns für eine maximale Meßempfindlichkeit.By the signal adapter AD in connection with the coaxial cable KL , the maximum duration of the TE signals detectable on the test specimen MG is limited in such a way that the highest measurement sensitivity with pulse rise times in the nanosecond time range is sufficient. This purpose is fulfilled in particular by the short-circuit line KL , unless a fictitious short-circuit for long-term signals already exists due to the contact to the metallic vessel MG of the test object. As a result, the useful-interference signal distance can be considerably improved, since usual interference signals are characterized, among other things, by rise times in the range from a few 100 to 1000 ns and are therefore considerably longer than the above-mentioned value of a few ns for maximum measurement sensitivity.

Durch die Gegenschaltung der Transistoren T ₁ und T ₂ bei gleich­ zeitiger Verbindung der Basen dieser Transistoren über einen Hochohm-Widerstand (1 MOhm) befindet sich diese Transistor­ anordnung gewissermaßen im "Schlummer"-Zustand, d. h. der Strom­ verbrauch liegt weit unter 1 mA. Bei Auftreten eines Kurzzeit­ impulses von wenigen ns Dauer, dessen Spannungsamplitude etwa 1 mV übersteigt, wird bei positiver Polarität des Impulses ein Ladungsanteil vom Speicherkondensator C _{S 1} übernommen und in die Basis des Transistors T ₁ injiziert. Nach transienter Ladungs­ speicherung im Transistor T ₁ wird, nachdem der Eingangsimpuls nahezu abgeklungen ist, ein Kollektor-Stromstoß im Transistor T ₁ ausgelöst. Der Transistor T ₂ bleibt bei der betrachteten positi­ ven Polarität im "Schlummer"-Zustand, d. h. es wird kein zusätzlicher Stromfluß durch Transistor T ₂ angeregt. Demzufolge erscheint am Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren T ₁ und T ₂ eine Spannungsänderung, die maßgebend aus der Entladung des Speicher­ kondensators C _{L 1} resultiert, gegeben durch den Strompfad vom Kollektor des Transistors T ₁ über Koppelkondensator C _{K 1} und einem begrenzten Lawinendurchbruch der Emitter-Basis-Strecke des Tran­ sistors T ₃ zum Ladekondensator C _{L 1}. Dagegen verbleibt der in Sperrichtung vorgespannte Transistor T ₅ bei der betrachteten Polarität noch im Sperrzustand. Entsprechend der Stromverstärkung und damit auch der Ladungsverstärkung von Transistor T ₁ wird am Ladekondensator C _{L 1} eine Signalamplitude erreicht, die das Ein­ gangssignal übersteigt, wobei vor allem auch die Dauer des Signals am Ladekondensator C _{L 1} infolge der Beendigung des Lawi­ nendurchbruchs und wieder einsetzenden Sperrphase von Transistor T ₃ stark gedehnt wird. Dabei entsteht eine rasch ansteigende und nahezu linear abfallende Signalflanke, d. h. es wird ein Dreieck- Impuls gewonnen, der in seiner Fläche den Quadratwert der Impuls­ ladung beinhaltet. Diese Kenngröße eignet sich vorteilhaft zur Alarmierung einer kritischen TE-Intensität im Sinne der Anomalie- Früherkennung.By switching the transistors T ₁ and T ₂ with simultaneous connection of the bases of these transistors via a high-ohmic resistor (1 MOhm), this transistor arrangement is to a certain extent in the "slumber" state, ie the current consumption is far below 1 mA. If a short-term pulse of a duration of a few ns occurs, the voltage amplitude of which exceeds approximately 1 mV, a charge portion is taken over by the storage capacitor C _{S 1} when the pulse is positive and injected into the base of the transistor T ₁ . After transient charge storage in transistor T ₁ , after the input pulse has almost subsided, a collector surge in transistor T _{1 is} triggered. The transistor T ₂ remains in the "slumber" state at the considered polarity, ie no additional current flow through transistor T _{2 is} excited. Accordingly, a voltage change appears at the connection point of the collectors of the transistors T ₁ and T ₂ , which essentially results from the discharge of the storage capacitor C _{L 1} , given by the current path from the collector of the transistor T ₁ via coupling capacitor C _{K 1} and a limited avalanche breakdown of the emitters -Base route of the transistor T ₃ to the charging capacitor C _{L 1} . In contrast, the transistor T ₅ biased in the reverse direction remains in the blocked state at the polarity under consideration. According to the current gain and thus also the charge amplification of transistor T ₁ , a signal amplitude is reached at the charging capacitor C _{L 1} , which exceeds the input signal, and above all the duration of the signal at the charging capacitor C _{L 1} as a result of the termination of the avalanche breakdown and starting again Blocking phase of transistor T _{3 is} greatly expanded. This creates a rapidly rising and almost linearly falling signal edge, ie a triangular pulse is obtained, which contains the square value of the pulse charge in its area. This parameter is advantageously suitable for alarming a critical TE intensity in the sense of anomaly early detection.

Analoge Verhältnisse liegen bei entgegengesetzter Polarität des Eingangssignals vor. In diesem Falle wird der Transistor T ₂ aktiv und Transistor T ₅ erleidet den begrenzten Lawinendurchbruch, während Transistor T ₃ im Sperrzustand verbleibt.Analog conditions exist with opposite polarity of the input signal. In this case, transistor T ₂ becomes active and transistor T ₅ suffers the limited avalanche breakdown, while transistor T ₃ remains in the blocking state.

Bei Verwendung von Transistoren mit einer Übergangsfrequenz von über 500 MHz ist dieser dem Eingangssignal proportionale Spei­ chereffekt bis in den Sub-Nanosekunden-Zeitbereich nachweisbar. When using transistors with a crossover frequency of over 500 MHz, this is the signal proportional to the input signal Detectable in the sub-nanosecond time range.  

Es sei bemerkt, daß diese erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sich wesentlich vom "klassischen Breitbankverstärker" unterschei­ det, bei dem die Arbeitswiderstände im Gegensatz zur vorliegenden Schaltung bewußt klein gehalten werden (Größenordnung <100 Ohm bei Schaltzeiten im Nanosekundenbereich) und außerdem der Be­ triebsstrom jedes Transistors im Bereich von ca. 10 mA liegt.It should be noted that this circuit arrangement according to the invention differs significantly from the "classic wide bank amplifier" det, in which the working resistances in contrast to the present Circuitry deliberately kept small (order of magnitude <100 Ohm with switching times in the nanosecond range) and also the Be drive current of each transistor is in the range of about 10 mA.

Die erfindungsgemäße Spitzenwert-Speicherung mit Transistoren T ₃ und T ₅ unterscheidet sich ebenfalls von konventionellen Schal­ tungsanordnungen. So erfolgt ein Gleichrichtereffekt bereits bei einem Spannungshub von nur 10 mV, der bei den verwendeten Tran­ sistoren mit einer Übergangsfrequenz von über 500 MHz auch bei Schaltzeiten von wenigen ns erhalten bleibt, d. h. die Sperrver­ zögerungszeit ist außerordentlich gering. Bei klassischen Gleich­ richterschaltungen hingegen (einschl. bei Avalanche-Dioden) steigt die Ansprechschwelle auf das 10- bis 50fache an, so daß statt einer Dynamik der Aussteuerung von 1 : 500 nur Werte von 1 : 50 bis 1 : 10 bei der vorgegebenen Betriebsspannung von U _B 10 V er­ reichbar sind.The peak value storage according to the invention with transistors T ₃ and T _{5 also} differs from conventional circuit arrangements. So there is a rectifier effect even with a voltage swing of only 10 mV, which is retained in the transistors used with a crossover frequency of over 500 MHz even with switching times of a few ns, ie the blocking delay time is extremely short. In classic rectifier circuits, however (including avalanche diodes), the response threshold increases 10 to 50 times, so that instead of a dynamic range of 1: 500, only values of 1: 50 to 1: 10 at the specified operating voltage of U _B 10 V are reachable.

Der physikalische Effekt basiert auf dem Lawinendurchbruch der in Sperrichtung vorgespannten Emitter-Basis-Strecke der Transisto­ ren T ₃; T ₅. Von besonderem Vorteil ist, daß keine feste Vorspannung mittels eines Spannungsteilers eingestellt werden muß. Im Gegensatz dazu ist bei klassischen Gleichrichterschal­ tungen eine Arbeitspunkteinstellung einerseits nur durch Span­ nungsteiler möglich, wodurch sich der Strombedarf der Schaltung erhöht. Außerdem ist diese Maßnahme nur wirksam, wenn ein Dioden­ strom angeregt wird, so daß sich die Sperrcharakteristik ver­ schlechtert.The physical effect is based on the avalanche breakdown of the emitter-base section of the transistors T ₃ , which is biased in the reverse direction; M ₅ . It is particularly advantageous that no fixed pretension has to be set by means of a voltage divider. In contrast, in classic rectifier circuits, operating point setting is only possible on the one hand using voltage dividers, which increases the circuit's current requirement. In addition, this measure is only effective when a diode current is excited, so that the blocking characteristic deteriorates ver.

Aufgrund der Einfachheit der Schaltungsanordnung, insbesondere durch die geringe Zahl der Bauelemente, kann der Sensor auch in integrierter Schaltungstechnik ausgeführt werden. Damit ist zu­ sätzlich eine hermetische Kapselung gegeben, so daß der Sensor nicht nur außerhalb sondern auch im Inneren von elektrischen Betriebsmitteln (z. B. unter Öl) installiert werden kann. Dadurch ergibt sich eine weitere Verbesserung des Störabstandes, da ei­ nerseits die TE-Signale nicht mehr die metallische Kapselung bei entsprechender Dämpfung durchdringen müssen und andererseits diese Kapselung als Faraday'scher Käfig die Störsignale im Inneren erheblich dämpft. Durch Anbringen mehrerer Sensoren in hochwertigen Betriebsmitteln (z. B. Transformatoren) kann eine Mehrstellenmessung auch für eine Fehlerlokalisierung von Vorteil sein.Because of the simplicity of the circuit arrangement, in particular due to the small number of components, the sensor can also be used integrated circuit technology. That is too additionally given a hermetic encapsulation, so that the sensor not only outside but also inside of electrical Equipment (e.g. under oil) can be installed. Thereby there is a further improvement in the signal-to-noise ratio, since egg  on the other hand, the TE signals no longer contribute to the metallic encapsulation appropriate damping must penetrate and on the other hand this encapsulation as a Faraday cage the interference signals in the Inside dampens considerably. By attaching multiple sensors in high-quality equipment (e.g. transformers) can Multi-point measurement is also an advantage for fault localization be.

Die Kleinheit des Sensors ist außerdem vorteilhaft für die punktgenaue Lokalisierung TE-geschädigter Stabwicklungen großer Motoren und Generatoren, wie durch experimentelle Untersuchungen nachgewiesen werden konnte.The smallness of the sensor is also advantageous for that precise localization of TE-damaged large bar windings Motors and generators, such as through experimental studies could be demonstrated.

Es sei noch bemerkt, daß der Sensor natürlich auch mit interner Batterie betrieben werden kann, wobei eine Betriebsdauer von mindestens einem Monat durchaus erreicht werden kann. Diese Zeitdauer erscheint ausreichend, um ein geschädigtes Betriebs­ mittel noch für eine gewisse Zeit in Betrieb zu belassen, bis zur Beschaffung einer Austausch-Einheit. Durch permanente Zustands­ überwachung ist dann der totale Ausfall mit allen Folgeschäden vermeidbar.It should also be noted that the sensor with internal Battery can be operated, with an operating time of can be achieved at least a month. These Time seems sufficient to be a damaged operation to be left in operation for a certain time until Procurement of an exchange unit. Through permanent condition Monitoring is then total failure with all consequential damage avoidable.

Wird eine Erhöhung der Nachweisgrenze für die TE-Detektion ange­ strebt, empfiehlt sich eine Schaltungserweiterung durch eine Vorstufe, die analog der Eingangsschaltung gem. Fig. 4 mit den Bauelementen C _{S 1}, C _{S 2}, R _B , T ₁ und T ₂ relaisiert ist.If the detection limit for TE detection is to be increased, it is advisable to expand the circuit with a pre-stage, which is analogous to the input circuit in accordance with. Fig. 4 is relayed with the components C _{S 1} , C _{S 2} , R _B , T ₁ and T ₂ .

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann auch mit einer aktiven Breitbandantenne als Aufnehmer kombiniert werden. Als aktive Breitbandantenne bietet sich vorzugsweise das bekannte Dreielektrodensystem mit Differenzverstärkeranordnung an.The circuit arrangement according to the invention can also be used with a active broadband antenna can be combined as a transducer. As active broadband antenna is preferably the known Three-electrode system with differential amplifier arrangement.

Zur weiteren Signalverarbeitung in der Zentrale bietet sich die Digitaltechnik an. Dazu empfiehlt sich zunächst eine analoge Impulsaufbereitung bei Verwendung von Schaltungskomponenten des TE-Sensors an. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 5. Diese Schaltungsanordnung, bei der an Stelle der Emitterfolger T ₄; T ₆ als Spannungsfolger geschaltete Operationsverstärker verwendet sind, erzeugt aus bipolaren Nadelimpulsen unipolare Dreiecksim­ pulse, die mittels eines Schwellwert-Triggers in einfacher Weise eine Amplituden-Zeit-Umsetzung und damit eine Digitalisierung erlauben.Digital technology lends itself to further signal processing at the headquarters. For this purpose, an analog pulse processing is recommended when using circuit components of the TE sensor. An embodiment is shown in FIG. 5. This circuit arrangement, in which the emitter follower T ₄ ; T ₆ operational amplifiers connected as voltage followers are used to generate unipolar triangular pulses from bipolar needle pulses, which allow amplitude-time conversion and thus digitization in a simple manner by means of a threshold trigger.

Liegt der gesamte Teilentladungs-Sensor batteriegespeist auf Hochspannungspotential, ist die Übertragung der verstärkten und geformten TE-Signale zu den Auswerteeinrichtungen vorzugsweise mittels fokussiertem Licht oder Laserstrahl bzw. über hochspan­ nungsfestes Lichtleitkabel vorzunehmen. Dabei ist der Teilentla­ dungssensor gemäß Fig. 5 mit seinem Signalausgang K 1 an einen Modulationseingang eines nichtdargestellten Lichtsenders, der ebenfalls auf Hochspannungspotential liegt, geschaltet. Teil­ entladungs-Sensor und Lichtsender können dann vorzugsweise auch im Inneren gekapselter, öl- oder schutzgasgefüllter elektrischer Betriebsmittel auf Hochspannungspotential, unmittelbar am möglichen Entstehungsort von Teilentladungen angeordnet werden.If the entire partial discharge sensor is battery-fed at high voltage potential, the amplified and shaped TE signals should be transmitted to the evaluation devices preferably by means of focused light or laser beam or via high-voltage-resistant fiber optic cables. Here, the Teilentla is an electronic sensor of FIG. 5 with its output signal K 1 to a modulation input of an unillustrated light emitter, which is also at high-voltage potential, are connected. The partial discharge sensor and light transmitter can then preferably also be arranged in the interior of encapsulated, oil or inert gas-filled electrical equipment at high voltage potential, directly at the possible point of origin of partial discharges.

Fig. 7 zeigt eine einfache analoge Schaltungsanordnung zur Gewin­ nung des Quadratmittelwertes aus den unipolaren Dreieckimpulsen, wie sie von der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 an die Ausgangs­ buchse K 1 geliefert werden. Die Auswertung dieses Quadratmittel­ wertes ist eine gute und billige Alternative zur digitalen Aus­ wertung und gestattet in Abweichung von den geltenden Normen (IEC 270) die bessere Beurteilung eines kritischen Isolations­ fehlers, da große TE-Impulse durch den Quadratwert besonders her­ vorgehoben werden und außerdem durch eine Mittelwertbildung eine dichte Folge von TE-Impulsen ebenfalls zu einem hohen Ausgangs­ signal führen. Fig. 7 shows a simple analog circuit arrangement for gaining the square mean value from the unipolar triangular pulses, as supplied by the circuit arrangement according to FIG. 5 to the output socket K 1 . The evaluation of this mean square value is a good and cheap alternative to digital evaluation and, in deviation from the applicable standards (IEC 270), allows a better assessment of a critical insulation fault, since large TE pulses are particularly emphasized by the square value and also by averaging a dense sequence of TE pulses also lead to a high output signal.

Die Schaltungsanordnung besteht vorzugsweise aus zwei OP-Verstärker­ stufen, die über einen Hochpaß C ₁; R ₁ an die Ausgangsbuchse K 1 der Fig. 5 angeschlossen sind. Die Entkopplung über den Hochpaß­ kondensator C ₁ verhindert, daß tieferfrequentes Rauschen oder Arbeitspunktverlagerungen der vorgeschalteten Stufe zur Verla­ gerung des Ausgangssignalpegels und damit zur Meßwertverfälschung führen. Die Zeitkonstante des Hochpasses C ₁ × R ₁ beträgt ca. 1 ms. The circuit arrangement preferably consists of two operational amplifier stages, which have a high-pass filter C ₁ ; R _{1 are connected} to the output socket K 1 of FIG. 5. The decoupling via the high-pass capacitor C ₁ prevents low-frequency noise or shifting the operating point of the upstream stage to shift the output signal level and thus lead to falsification of the measured values. The time constant of the high pass C ₁ × R ₁ is approximately 1 ms.

Die erste Stufe bewirkt mit der Diode D 1 und dem Ausgangswider­ stand R 2 im Rückkopplungszweig des OP-Verstärkers eine Klammerung des Nullpegels, der sich sonst in Abhängigkeit von der Impuls­ folge verschieben würde. Die zweite OP-Stufe stellt einen aktiven Integrator dar, dessen im Rückkopplungszweig liegender Inte­ grationskondensator C _i mitdem Reihenwiderstand R 3 eine Zeit­ konstante C _i × R ₃ ca. 10 ms und mit seinem einstellbaren Parallelwiderstand R ₄ eine Zeitkonstante C _i × R ₄ ca. 50 ms bildet.The first stage causes the diode D 1 and the output resistor R 2 in the feedback branch of the OP amplifier to compound the zero level, which would otherwise shift depending on the pulse sequence. The second OP stage represents an active integrator whose integration capacitor C _i in the feedback branch with the series resistor R 3 has a time constant C _i × R ₃ approx. 10 ms and with its adjustable parallel resistor R ₄ a time constant C _i × R ₄ approx 50 ms forms.

Der so gebildete Signalpegel entspricht dem mittleren Quadratwert der TE-Impulsladungen.The signal level thus formed corresponds to the mean square value of the TE pulse charges.

Die ausgangsseitige Widerstands-Kondensator-Widerstands-Reihen­ schaltung, bei der die Ausgangsbuchse K 2 über den Kondensator angeschlossen ist, stellt ein weiteres passives Integrationsglied dar, das bei geeigneter Dimensionierung auch die Funktion des aktiven Integrators übernehmen kann, so daß die zweite OP-Stufe in einer ökonomischen Variante entfallen kann.The output-side resistor-capacitor-resistor series circuit, in which the output socket K 2 is connected via the capacitor, represents a further passive integration element which, with suitable dimensions, can also take on the function of the active integrator, so that the second OP stage can be omitted in an economic variant.

Außerdem verhindert dieses passive Integrationsglied aufgrund des Tiefpaßverhaltens eine Beeinflussung des TE-Sensors durch externe hochfrequente Störsignale, die infolge der Antennen­ wirkung über die Ausgangssignalleitung aus der Umgebung in die Ausgangsbuchse K 2 eingekoppelt werden könnten. In addition, due to the low-pass behavior, this passive integration element prevents the TE sensor from being influenced by external high-frequency interference signals, which could be coupled into the output socket K 2 from the environment as a result of the antenna effect via the output signal line.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

PO Prüfobjekt
MG Metallgehäuse
SG Sensorgehäuse
AD Adapter
MP Meßpunkt
MP ₁; MP ₂ Meßpunkte
VE Verarbeitungseinheit
HM Haftmagnet
SL Signalleitung
SV Signalverarbeitungsstufe
SR Strahler, Antenne
KL Koaxialleitung
R _B  Basiswiderstand
CS 1; CS 2 Ladungsspeicherkondensatoren
T ₁; T ₃; T ₄ pnp-Transistoren
T ₂; T ₅; T ₆ npn-Transistoren
C _{K 1}; C _{K 2} Koppelkondensatoren
R _{K 1}; R _{K 2} Klemmwiderstand
R _{A 1}; R _{A 2} Arbeitswiderstand
C _{L 1}; C _{L 2} Ladekondensator
C _{R 1}; C _{R 2} Reihenkondensator
R _R  Reihenwiderstand
R _T  Trennwiderstand
R ₁ Hochspannungswiderstand
R ₂ Ausgangswiderstand
R ₃ Reihenwiderstand
R Parallelwiderstand
C _i  Integrationskondensator
D ₁ Diode
K ₁; K ₂; K ₃ Ausgangsbuchsen
C _G  Glättungskondensator
U _B  Betriebsspannung
IL 1; IL 2 Innenleiter
AL 1; AL 2 Außenleiter
MK Manifer-Kern PO test object
MG metal housing
SG sensor housing
AD adapter
MP measuring point
MP ₁ ; MP ₂ measuring points
VE processing unit
HM holding magnet
SL signal line
SV signal processing stage
SR radiator, antenna
KL coaxial line
R _B base resistance
CS 1 ; CS 2 charge storage capacitors
T ₁ ; T ₃ ; T ₄ pnp transistors
T ₂ ; T ₅ ; T ₆ npn transistors
C _{K 1} ; C _{K 2} coupling capacitors
R _{K 1} ; R _{K 2} clamping resistance
R _{A 1} ; R _{A 2} load resistance
C _{L 1} ; C _{L 2} charging capacitor
C _{R 1} ; C _{R 2} series capacitor
R _R series resistance
R _T separation resistance
R ₁ high voltage resistor
R ₂ output resistance
R ₃ series resistance
R parallel resistance
C _i integration capacitor
D ₁ diode
K ₁ ; K ₂ ; K ₃ output sockets
C _G smoothing capacitor
U _B operating voltage
IL 1 ; IL 2 inner conductor
AL 1 ; AL 2 outer conductor
MK Manifer core

Claims (20)

1. Teilentladungs-Sensor, insbesondere für die Vor-Ort-Diagnose, die Anomalie-Früherkennung und den Havarieschutz an elektro­ technischen Betriebsmitteln, ohne deren Freischaltung, beste­ hend aus einem Aufnehmer für Teilentladungssignale und einer Verarbeitungseinheit, gekennzeichnet dadurch,

• - daß der Aufnehmer eine dem jeweiligen Prüfobjekt angepaßten Adapter (AD) darstellt, welcher über eine Signalleitung (SL) und zwei Ladungsspeicherkondensatoren (C _{S 1}; C _{S 2}) je mit den mittels Hochohmwiderstand (R _B ) untereinander verbundenen Basen zweier komplementärer Bipolartransistoren (T 1; T 2) verbunden ist,
• - daß deren Emitter jeweils an einen Pol einer Betriebsspannung (+; -) liegen und deren Kollektoren miteinander verbunden sind und über je einen Koppelkondensator (C _{K 1}; C _{K 2}), je einer zueinander komplementären in Sperrichtung gepolte Emitter- Basis-Strecke (T 3; T 5) und je einen Ladekondensator (C _{L 1}; C _{L 2}) zu jeweils einem Pol der Betriebsspannung geschaltet sind,
• - daß außerdem jeder Ladekondensatoranschluß (C _{L 1}; C _{L 2}), vor­ zugsweise mit der Basis je zueinander komplementär aufgebauter Emitterfolger (T 4; T 6) verbunden ist,
• - daß jeweils der Verbindungspunkt von Koppelkondensator (C _{K 1}; C _{K 2}) und der Emitter-Basis-Strecke (T 3; T 5) jeweils über Klemmwiderstände (R _{K 1}; R _{K 2}) mit dem Pol der Betriebsspannung verbunden ist, an dem auch der Kollektor des zugehörigen Emit­ terfolgers (T 4; T 6) liegt und
• - daß von den beiden in den Emitterzweigen liegenden Arbeitswi­ derständen (R _{A 1}; R _{A 2}) jeweils Reihenkondensatoren (C _{R 1}; C _{R 2}) die verstärkten und gedehnten TE-Signale auf eine Ausgangs­ buchse (K 3) auskoppeln, an der die Signalverarbeitungsstufe (SV), vorzugsweise über eine Ausgangssignalleitung, angeschlos­ sen ist.

1. Partial discharge sensor, in particular for on-site diagnosis, early detection of anomalies and protection against accidents on electrical equipment, without their activation, consisting of a transducer for partial discharge signals and a processing unit, characterized in that

• - That the transducer represents an adapter (AD) which is adapted to the respective test object and which, via a signal line (SL) and two charge storage capacitors (C _{S 1} ; C _{S 2} ), each with the bases of two complementary bipolar transistors connected to one another by means of high-resistance resistors (R _B ) ( T 1 ; T 2 ) is connected,
• - That their emitters are each connected to a pole of an operating voltage (+; -) and that their collectors are connected to each other and via a coupling capacitor (C _{K 1} ; C _{K 2} ), each having a complementary reverse emitter-base path ( T 3 ; T 5 ) and a charging capacitor (C _{L 1} ; C _{L 2} ) are connected to one pole of the operating voltage,
• - That, moreover, each charging capacitor connection (C _{L 1} ; C _{L 2} ) is preferably connected to the base of each emitter follower (T 4 ; T 6 ) which is complementary to one another,
• that the connection point of the coupling capacitor (C _{K 1} ; C _{K 2} ) and the emitter-base path (T 3 ; T 5 ) is connected to the pole of the operating voltage via clamping resistors (R _{K 1} ; R _{K 2} ), on which is also the collector of the associated emitter (T 4 ; T 6 ) and
• - That of the two lying in the emitter branches Arbeitswi resistances (R _{A 1} ; R _{A 2} ) each series capacitors (C _{R 1} ; C _{R 2} ) couple the amplified and stretched TE signals to an output socket (K 3 ), at which the signal processing stage (SV) , preferably via an output signal line, is ruled out.

2. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Adapter (AD) aus zwei Kontaktspitzen (MP ₁; MP ₂) mit einem die aktive Meßzone eines metallischen Prüf­ lingsgefäßes (MG) bestimmenden Abstand besteht.2. Partial discharge sensor according to claim 1, characterized in that the adapter (AD) consists of two contact tips (MP ₁ ; MP ₂ ) with a distance determining the active measuring zone of a metallic test vessel (MG) . 3. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet da­ durch, daß der Adapter (AD) in einer einpoligen Kontaktierung zum Prüfobjekt (PO) besteht und das leitende Gehäuse (SG) des Sensors eine Antenne bildet.3. partial discharge sensor according to claim 1, characterized in that the adapter (AD) in a single-pole contact to the test object (PO) and the conductive housing (SG) of the sensor forms an antenna. 4. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet da­ durch, daß die einpolige Kontaktierung bei ferromagnetischen Prüflingsgefäßen (MG) mittels Haftmagnet (HM) erfolgt.4. partial discharge sensor according to claim 3, characterized in that the single-pole contacting in ferromagnetic test specimen vessels (MG) is carried out by means of a holding magnet (HM) . 5. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet da­ durch, daß das elektrisch leitende Gehäuse (SG) des Sensors elektrisch und mechanisch mit dem Gehäuse (MG) des Prüfobjek­ tes (PO) verbunden ist und als Gegenpol eine vorzugsweise scheibenförmig ausgeführte Antenne (SR) angeordnet ist.5. partial discharge sensor according to claim 1, characterized in that the electrically conductive housing (SG) of the sensor is electrically and mechanically connected to the housing (MG) of the test object (PO) and a preferably disc-shaped antenna (SR ) is arranged. 6. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß von der Signalleitung (SL) zum Sensorgehäuse (SG) ein kurzgeschlossener Wellenleiter mit einer Wellenlaufzeit von weniger als 100 ns geschaltet ist.6. partial discharge sensor according to claim 1 and 5, characterized in that from the signal line (SL) to the sensor housing (SG) a short-circuited waveguide is switched with a wave propagation time of less than 100 ns. 7. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet da­ durch, daß der Wellenleiter aus einem Koaxialkabel (KL) besteht, dessen Innenleiter eingangsseitig mit der Signal­ leitung (SL) und ausgangsseitig mit dem metallischen Gehäuse (SG) des Sensors verbunden ist.7. Partial discharge sensor according to claim 6, characterized in that the waveguide consists of a coaxial cable (KL) , the inner conductor of which is connected on the input side to the signal line (SL) and on the output side to the metallic housing (SG) of the sensor. 8. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet da­ durch, daß der Wellenleiter aus einer Parallel-Streifenlei­ tung besteht.8. Partial discharge sensor according to claim 6, characterized there through that the waveguide from a parallel strip line tion exists. 9. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet da­ durch, daß an Stelle des Wellenleiters ein Impulsübertrager verwendet ist. 9. partial discharge sensor according to claim 6, characterized there by that in place of the waveguide a pulse transmitter is used.   10. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, 2 und 9, gekennzeich­ net dadurch, daß der Adapter (AD) zwei Eingänge (MP 1; MP 2) aufweist, die mit Anfang und Ende des Innen- (IL 1) oder Außenleiters (AL 2) einer, vorzugsweise auf einem Manifer- Schalenkern (MK), gewickelten Koaxialleitung verbunden sind, dessen Außen- (AL 1) bzw. Innenleiter (IL 2) an einem Ende über die Signalleitung (SL) an die zwei Ladungsspeicherkondensa­ toren (C _{S 1}; C _{S 2}) und am anderen Ende mit der Masse der Schal­ tungsanordnung verbunden sind.10. partial discharge sensor according to claim 1, 2 and 9, characterized in that the adapter (AD) has two inputs (MP 1 ; MP 2 ), with the beginning and end of the inner (IL 1 ) or outer conductor (AL 2 ) one, preferably on a Manifer shell core (MK) , coaxial line are connected, the outer (AL 1 ) or inner conductor (IL 2 ) at one end of the signal line (SL) to the two charge storage capacitors (C _{S 1} ; C _{S 2} ) and at the other end connected to the ground of the circuit arrangement. 11. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet da­ durch, daß ein Kontakt der Ausgangsbuchse (K 3) der Verarbei­ tungseinheit (VE) über einen Widerstand (R _R) mit der positiven (+) und der andere Kontakt der Ausgangsbuchse (K 3) über einen Trennwiderstand (R _T ) mit der negativen (-) Betriebsspan­ nungsleitung verbunden ist, wobei am Ende der Ausgangssignal­ leitung in der Schaltwarte neben der Signalverarbeitungsstufe (SV) verdrosselt eine Stromversorgung angeschlossen ist.11. partial discharge sensor according to claim 1, characterized in that a contact of the output socket (K 3 ) of the processing unit (VE) via a resistor (R _R) with the positive (+) and the other contact of the output socket (K 3 ) is connected to the negative (-) operating voltage line via an isolating resistor (R _T ), a power supply being choked at the end of the output signal line in the control room next to the signal processing stage (SV) . 12. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet da­ durch, daß ein induktivitätsarmer Glättungskondensator (C _G ) über die Verbindungspunkte der Transistorenemitter (T 1; T 2) mit den Betriebsspanungspotentialen (+; -) geschaltet ist.12. Partial discharge sensor according to claim 1, characterized in that a low-inductance smoothing capacitor (C _G ) is connected to the operating voltage potentials (+; -) via the connection points of the transistor emitter (T 1 ; T 2 ). 13. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet da­ durch, daß zwischen der Signalleitung (SL) und den Basen der zwei komplementären Bipolartransistoren (T 1; T 2) eine glei­ chermaßen aufgebaute zweite Komplementärtransistoranordnung mit Ladespeicherkondensatoren als Vorstufe eingefügt ist.13. Partial discharge sensor according to claim 1, characterized in that between the signal line (SL) and the bases of the two complementary bipolar transistors (T 1 ; T 2 ) a similarly constructed second complementary transistor arrangement with charge storage capacitors is inserted as a preliminary stage. 14. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet da­ durch, daß der Aufnehmer aus einer aktiven Breitbandantenne, vorzugsweise aus dem ansich bekannten Dreielektrodensystem mit schnellen Differenzverstärkern besteht. 14. Partial discharge sensor according to claim 1, characterized there that the transducer from an active broadband antenna, preferably from the three-electrode system known per se with fast differential amplifiers.   15. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet da­ durch, daß an Stelle der Emitterfolger (T 4; T 6) als Span­ nungsfolger geschaltete OP-Verstärker angeordnet sind, deren Ausgänge auf eine unipolare Impulsfolge erzeugende Anordnung geschaltet sind.15. Partial discharge sensor according to claim 1, characterized in that, in place of the emitter follower (T 4 ; T 6 ) as a voltage follower switched OP amplifier are arranged, the outputs of which are connected to a unipolar pulse train generating arrangement. 16. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1 und 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangsbuchse (K 1) mit dem Modulationsein­ gang eines nachgeschalteten Lichtsenders oder Lageranordnung verbunden ist, der über Lichtleitkabel oder über einen fokus­ sierten Strahl mit einem der Signalverarbeitungsstufe (SV) vorgeschalteten Lichtempfänger mit Demodulator gekoppelt ist.16. Partial discharge sensor according to claim 1 and 15, characterized in that the output socket (K 1 ) is connected to the modulation input of a downstream light transmitter or storage arrangement which is connected upstream via a light guide cable or a focused beam with one of the signal processing stages (SV) Light receiver is coupled to the demodulator. 17. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1 und 15, gekennzeichnet dadurch, daß in der Signalverarbeitungsstufe (SV) ein Meßwert gebildet ist, der dem Mittelwert des Quadrates der TE-Impuls­ ladungen entspricht.17. Partial discharge sensor according to claim 1 and 15, characterized in that a measurement value is formed in the signal processing stage (SV) which corresponds to the mean value of the square of the TE pulse charges. 18. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 1, 15 und 17, gekenn­ zeichnet dadurch, daß ein OP-Verstärker mit seinem nichtinver­ tierenden Eingang (+) an Bezugspotential (U _{B 0}) und mit seinem invertierenden Eingang (-) über eine Hochpaßkapazität (C ₁) an dem Ausgang (K 1) der Verarbeitungseinheit (VE), über einen Hochpaßquerwiderstand an Bezugspotential (U _B-), über eine Diode (D 1) parallel mit einem Widerstand (R 2) an den Ausgang des OP-Verstärkers und auf den Eingang eines Integrators geschaltet sind.18. Partial discharge sensor according to claim 1, 15 and 17, characterized in that an OP amplifier with its non-inverting input (+) at reference potential (U _{B 0} ) and with its inverting input (-) via a high-pass capacitance (C ₁ ) at the output (K 1 ) of the processing unit (VE) , via a high-pass cross resistor at reference potential (U _{B -} ), via a diode (D 1 ) in parallel with a resistor (R 2 ) to the output of the OP amplifier and on the input of an integrator are switched. 19. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 18, gekennzeichnet dadurch, daß der Integrator aus einer Widerstands-Kondensator- Widerstands-Reihenschaltung besteht, wobei das Ausgangssignal (K 2) über dem Kondensator abgegriffen ist.19. Partial discharge sensor according to claim 18, characterized in that the integrator consists of a resistor-capacitor-resistor series circuit, the output signal (K 2 ) being tapped across the capacitor. 20. Teilentladungs-Sensor gemäß Anspruch 18 und 19, gekennzeichnet dadurch, daß ein als aktiver Integrator geschalteter OP- Verstärker statt oder mit der Widerstands-Kondensator- Widerstands-Reihenschaltung angeordnet sind.20. Partial discharge sensor according to claim 18 and 19, characterized in that an OP- connected as an active integrator Amplifier instead of or with the resistance capacitor Resistor series connection are arranged.