DE69119729T2

DE69119729T2 - Überwachung von Teilentladungen

Info

Publication number: DE69119729T2
Application number: DE69119729T
Authority: DE
Inventors: Christopher Graham Jenkinson
Original assignee: PATENTED DEVICES Pty Ltd
Current assignee: PATENTED DEVICES Pty Ltd
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: ATE138480T1; US6078180A; EP0491554B1; EP0491554A1; DE69119729D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Überwachung einer Teilentladungsaktivität in einem Isoliermedium.
Teilentladungen treten auf in Isoliermedien, wie in der Isolierung von elektrischen Kabeln, wo ein umschlossener Hohlraum mit einem anderen Material (üblicherweise Gas) in dem Medium vorhanden ist. Das Vorliegen des Hohlraums verursacht in dem Isolierstoff eine Störung in der elektrischen Feldverteilung mit der Wirkung, daß der elektrische Zusammenbruch in dem Hohlraum unabhängig von dem elektrischen Zusammenbruch in dem Isolierstoff als ganzes auftreten kann. Der resultierende lokale Überschlag oder die Entladung wird als Teilentladung bezeichnet. Diese Wirkung ist größtenteils kapazitiver Natur, und die Teilentladungen treten typischerweise in elektrischen Wechselstrom-Verteilungssystemen auf, wo die angelegten Spannungen hoch genug sind, so daß sie zu einem Problem führen.
Eine längere und/oder übermäßig große Teilentladungsaktivität in einem Isoliermedium führt leicht zu einer gelegentlichen Verschlechterung und zum Versagen der Isolierung. Somit ist es wünschenswert, eine Teilentladungsaktivität zu überwachen, um eine Frühwarnung für ein mögliches Versagen der Isolierung bereitzustellen. Die herkömmliche Apparatur zum Messen von Teilentladungen ist in Fig. 1 der Zeichnungen erläutert. Die Apparatur ist an eine Wechselstromquelle angeschlossen und umfaßt einen Variac 1, der die Eingangsspannung zu einem Aufwärtstransformator 2 steuert. Die Sekundärspule des Aufwärtstransformators 2 ist in Serie geschaltet mit einer zu messenden Probe 3, einer teilentladungsfreien Induktanz 4 und einer Meßimpedanz 5. Ein Standardkondensator 6 ist parallel zu der Probe 3 und der Meßimpedanz 5 geschaltet. Der Kondensator 6 stellt für Strom bei Pulsfrequenzen einen Rückkehrweg bereit, während die Induktanz die hohen Frequenzen blockiert.
Die Meßimpedanz 5 ist typischerweise ein Mittelfrequenz- RLC-Resonanzkreis, der die Wirkung einer Verlängerung der Dauer der Teilentladungswellenform besitzt und sie leichter meßbar macht. Ein Oszilloskop 7 wird mit einem Signal gespeist, das der niederfrequenten Anregungswellenform sowie einer phasenverschobenen Version davon entspricht, so daß auf seinem Bildschirm eine Lissajou-Figur erzeugt wird, wobei sich die über die Meßimpedanz gemessene Spannung mit ihr überlagert. Dies erlaubt, daß ein grober Eindruck von der Zeitsteuerung der Teilentladung relativ zu der Anre gungswellenform gewonnen wird. Die Höhe (Spannung) der Teilentladungspulse entspricht der übertragenen Ladung, was die Berechnung der Intensität der Pulse erlaubt.
In der Praxis ist eine genaue Messung solcher Teilentladungen aufgrund des sehr geringen Größenbetrages der Teilentladungen (typischerweise mehrere Picocoulomb) schwierig. Dies erzeugt Probleme hinsichtlich der Empfindlichkeit und Störfähigkeit der Meßapparatur. Außerdem ist die Zeitsteuerung der Teilentladungen leicht etwas statistisch. Dies bedeutet, daß die Zeitsteuerungsschwankung (Zeitsteuerungszittern) der aufeinanderfolgenden Teilentladungen der entsprechenden Hohlräume wahrscheinlich mehrere Größenordnungen größer ist als die Länge jedes Teilentladungsereignisses. Dies erschwert insbesondere die digitalen Autokorrelationstechniken sehr. Ein weiteres Problem ergibt sich aus den extrem hohen Frequenzen der Teilentladungspulse. Da es im allgemeinen wünschenswert ist, die Teilentladungswellenformen zur Analyse zu digitalisieren, erfordert die Kombination des Zeitsteuerungszitterns und des Vorliegens sehr hoher Frequenzkomponenten in den Teilentladungspulsen die Verwendung einer Digitalisierungsapparatur mit extrem hoher Geschwindigkeit, mit den damit einhergehenden Aufwandsproblemen und übermäßigen Speichererfordernissen. Je größer das Zeitsteuerungszittern der Teilentladungspulse ist, desto größer muß das Einfang-"Fenster" des Digitalisierungsgerätes sein, was eine proportionale Zunahme des Speichers erfordert.
Der Leser wird bezüglich der Natur des Standes der Technik weiter aufgeklärt unter Bezugnahme auf das Journal of Applied Physics, Bd. 62, 01/11/87, Ss. 3605-3615, "Breakdown Model of a Plane-Parallel Gap".

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß stellt die Erfindung ein Verfahren zur Auslösung einer Teilentladung nach Anspruch 1 bereit.
Die Anregungswellenform ist vorzugsweise eine relativ niederfrequente Wellenform.
Vorzugsweise ist der Triggerpuls relativ zu der Zeitdauer der Anregungswellenform von sehr kurzer Dauer.
Typischerweise liegt die Frequenz der Anregungswellenform im Bereich von 0,1 bis 100 Hz, während die Dauer des Triggerpulses vorzugsweise kleiner ist als 5 µs.
Der Triggerpuls kann eine Stufen- oder Pulswellenform mit einer Steigungszeit von weniger als 500 ns sein.
Vorzugsweise ist die Amplitude der Anregungswellenform groß genug, damit sich in der Probe unabhängig von dem Triggerpuls eine Teilentladungsaktivität abzeichnet, wobei der Triggerpuls ausgelöst wird, wenn sich die Größe der Anregungswellenform der nominalen Durchschlagspannung einer Teilentladungsstelle annähert.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Teilentladungsaktivität, welches die Auslösung einer Teilentladung nach dem vorstehend definierten Verfahren und die Überwachung wenigstens eines Parameters der Teilentladung umfaßt.
Das Verfahren zur Überwachung der Teilentladungsaktivität kann die Erzeugung eines Triggersignals, das mit dem Triggerpuls synchronisiert ist und das vor dem Triggerpuls auftritt, das Anwenden des Triggersignals an einem Triggereingang eines Oszilloskop und die Überwachung der Teilentladungswellenform auf dem Oszilloskop umfassen.
Außerdem wird erfindungsgemäß ein Gerät zur Auslösung einer Teilentladung in einem Isoliermedium nach Anspruch 11 bereitgestellt.
Das Wellenform-Generatormittel kann einen mit einer Wechselstromquelle verbundenen Transformator oder einen Generator für Signale mit variabler Frequenz umfassen.
Das Gerät kann ein zweites Wellenform-Generatormittel zur Erzeugung eines Triggerpulses und ein Kopplungsmittel zur Überlagerung des Triggerpulses mit der Anregungswellenform einschließen.
Das zweite Wellenform-Generatormittel ist vorzugsweise zur Erzeugung eines Triggerpulses geeignet, der eine Dauer von weniger als 5 µs aufweist.
Der Triggerpuls kann eine Stufen- oder Pulswellenform sein und besitzt vorzugsweise eine Anstiegszeit von weniger als 500 ns.
Die Amplitude des Triggerpulses liegt vorzugsweise zwischen % und 25 % der Amplitude der Anregungswellenform.
Das zweite Wellenform-Generatormittel kann einstellbar sein, um den Triggerpuls eine zuvor festgelegte Zeit nach einem Nulldurchgang der Anregungswellenform zu erzeugen.
Die Anregungswellenform kann sinusförmig sein, wobei der Triggerpuls bei einer Zeit erzeugt wird, die einem Phasenwinkel der Anregungswellenform zwischen 40º und 90º entspricht.
Das Gerät kann ein Synchronisationsmittel zur Erzeugung eines Triggersignals umfassen, das mit dem Triggerpuls synchronisiert ist und das vor dem Triggerpuls auftritt, zum Anwenden an einem Triggereingang eines Oszilloskopes, das zur Überwachung der Teilentladung angebracht ist.
Das Gerät kann auch ein einstellbares Verzögerungsmittel zum Einstellen der Zeitsteuerung zwischen Triggerpuls und dem Triggersignal umfassen.
Das Gerät kann einstellbar sein, um die Amplitude des Triggerpulses zu variieren.
Vorzugsweise ist der Stromkreis ebenfalls einstellbar, um die Anstiegszeit des Triggerpulses zu variieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Gerätes vom Stand der Technik zur Überwachung einer Teilentladungsaktivität.
Figur 2 ist ein vereinfachtes schematisches Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Gerätes.
Figur 3 ist eine schematische Erläuterung einer typischen Testwellenform des Gerätes von Figur 2.
Figur 4 ist ein ausführliches schematisches Diagramm eines Triggerpulskreises des Gerätes von Figur 2, und
Figuren 5 und 6 sind Wellenformdiagramme, die die Betriebsweise des Gerätes der Figuren 2 und 4 erläutert.

BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM

Figur 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm, das das erfindungsgemäße Gerät erläutert. Ein Variac 10, der an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, stellt eine variable Eingangsspannung für die Primärspule eines Aufwärtstransformators 12 bereit. Die Sekundärspule des Transformators ist in Serie geschaltet mit einer zu testenden Probe 14, einer Meßimpedanz Zm und einem teilentladungsfreien Induktor L. Parallel geschaltet mit der Probe 14 und der Meßim pedanz Zm sind ein Standardkondensator Cs, eine Hilfsimpedanz ZA und ein Kopplungskondensator Cc. Ein Stromkreis 16 zur Erzeugung eines einstellbaren Triggerpulses, wird über die Kopplungsimpedanz und den Kopplungskondensator zugeschaltet, und der Kopplungskondensator angeordnet, um die Triggerpulse in den Meßkreis einzuspeisen. Der Induktor L verhindert eine Rückkopplung der hochfrequenten Triggerpulse in das Wechselstromnetz.
Obschon Figur 2 eine spezielle Ausführungsform zeigt, sollte beachtet werden, daß andere Schaltkreisanordnungen möglich sind. Die folgenden Gesichtspunkte sollten von einem solchen Schaltkreis bereitgestellt werden:
ein hochfrequenter Überbrückungsweg parallel mit dem Serienschaltung von Meßimpedanz und Probe;
ein Einspeiseweg für den Triggerpuls, der bei relativ hoher Frequenz koppelt;
Filtern der verschiedenen Anregungsgfrequenzen zu den unterschiedlichen Wegen; und
eine Schutzimpedanz oder -komponente, um die angelegte Spannung zu begrenzen, die gegenläufig an den Triggerpuls-Erzeugungskreis angelegt worden ist.
Der Triggerpuls-Erzeugungskreis 16 besitzt einen Eingang, der an das Wechselstromnetz angeschlossen ist und die Wechselstromwellenform überwacht, und er ist einstellbar, um Triggerpulse von varuerbarer Höhe bei einer zuvor festgelegten Zeit nach den Nulldurchgängen der Stromwellenform zu erzeugen. Diese Impulse werden einer niederfrequenten Hochspannungsanregungswellenform, die durch den Meßstrom an die Probe 14 angelegt wird, überlagert. Ein Oszilloskop 18 ist angeschlossen, um über die Meßimpedanz Zm die Spannungswellenform aufgrund der Teilentladungsaktivität zu messen und wird durch ein Synchronisationssignal aus dem Triggerpuls- Erzeugungskreis 16 angesteuert.
Die Wirkung des Stromkreises 16 besteht in der Überlagerung einer Stufen- oder Pulswellenform aus der Triggerpuls- Erzeugungseinheit 16 mit der relativ niederfrequenten sinusförmigen (oder anderweitig zeitlich schwankenden) Anregungswellenform, die auf die Probe 14 angewendet wird. Im Falle einer von der Wechselstromquelle stammenden Anregungswellenform besitzt die Anregungswellenform eine Frequenz von 50 oder 60 Hz mit einer Amplitude von mehreren kV (typischerweise bis zu etwa 4 000 V an kleinen Proben), in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Aufwärtstransformators 12 und der Einstellung des Variac 10. Natürlich kann, damit die niederfrequente Anregungswellenform aus dem Wechselstromnetz erhalten wird, statt dessen ein Generator für Signale mit variabler Frequenz verwendet werden. Ein solcher Signalgenerator kann verwendet werden, um eine Anregungswellenform von noch niedrigerer Frequenz, typischerweise im Bereich von 0,1 Hz bis 100 Hz, bereitzustellen. Die niederfrequente Anregungswellenform mit einem überlagerten Triggerpuls ist schematisch in Figur 3 gezeigt, die nicht maßstabsgetreu gezeichnet ist. Die Anregungswellenform wird durch die Bezugsziffer 20 angegeben, wobei der überlagerte Triggerpuls durch die Bezugsziffer 22 angegeben ist.
Die Impulsdauer liegt vorzugsweise in der Größenordnung von mehreren 100 ns. Die Amplitude des Impulses 22 kann in Abhängigkeit von der Anwendung stark schwanken. Bei einigen Anwendungen kann der Impuls 22 eine Amplitude von 40 % oder mehr der Amplitude der Anregungswellenform besitzen. Die Amplitude des Impulses 22 relativ zu derjenigen der Wellenform 20 ist oft recht klein und kann typischerweise im Bereich von 2 bis 25 % und typischerweise im Bereich von 5 bis 10 % der Amplitude der Wellenform 20 liegen. Der Impuls 22 wird nach einer zuvor festgelegten Zeit t nach dem Nulldurchgang der Anregungswellenform 20 erzeugt, typischerweise bei einem Phasenwinkel der Anregungswellenform zwischen etwa 40º und 90º nach einem Nulldurchgang. Die Zeitsteuerung des Impulses 22 hängt natürlich ab von der Amplitude der Anregungswellenform, die eingestellt werden kann, so daß Teilentladungen in Richtung des Peaks für die Anregungswellenform erfolgen. Dies verhindert Mehrfachentladungen, die anderweitig die Messungen behindern könnten. Der Triggerpuls legt effektiv eine relativ hohe temporäre Überspannung an die Hohlräume in der Probe 14 an, die Teilentladungen unterworfen werden, und beschleunigt so den elektrischen Zusammenbruch in den Hohlräumen. Die Charakteristik von Hohlraumspannung/zeitlicher Zusammenbruch folgt dem Gesetz einer gegenläufigen Hochspannung, so daß die schnelle, durch den Triggerpuls erzeugte Überspannung zu einem Zusammenbruch in den Hohlräumen führt. Dies verringert das zeitliche Zittern der Teilentladungen drastisch bis zu einem Ausmaß, daß die Teilentladungen praktisch gleichzeitig mit dem Anwendung des Triggerpulses auftreten.
In dem Meßkreis vom Stand der Technik in Figur 1 treten die Teilentladungen bei einer unvorhersagbaren Zeit auf, wenn die Anregungswellenform in der Amplitude schwankt, da der Zusammenbruchmechanismus der Teilentladungen statistischer Natur ist. Dieses Zittern der zeitlichen Steuerung kann typischerweise in der Größenordnung von mehreren 100 µs liegen, während das Teilentladungsereignis innerhalb von einigen ns auftreten kann. Der erfindungsgemäße Stromkreis jedoch verringert dieses Zittern deutlich.
Der Triggerpuls-Erzeugungskreis 16 von Figur 2 wird nun ausführlicher unter Bezugnahme auf Figur 4 der Zeichnungen diskutiert. Die in Figur 4 erläuterte Ausführungsform der Erfindung ist zur Verwendung mit einem Meßkreis ausgelegt, der eine Anregungswellenform anwendet, die aus einem 50-Hz- Wechselstromnetz stammt. Selbstverständlich kann der Stromkreis zur Verwendung mit einem Generator für Signale mit variabler Frequenz ausgelegt sein.
Eine 50-Hz-Referenzwellenform wird aus der Sekundärspule eines Transformators TX1 erhalten, der den Stromkreis 16 speist und sie an einen Stromkreis 24 anlegt, der einen Referenzimpuls erzeugt, der zur Synchronisation der 50-Hz- Anregungswellenform mit dem hochfrequenten Triggerpuls verwendet wird. Die 50-Hz-Wellenform wird in einen Rechteck- Umformungstransistor T1 eingespeist, der als Nulldurchgangskomparator dient. Der Ausgang des Transistors T1 wird durch einen Schmitt-Trigger U1a, dessen Ausgang einen Schalter SW1 zugeführt wird, umgekehrt. Der Schalter wählt direkt den Ausgang des Schmitt-Triggers oder einen invertierten Ausgang über einen Wechselrichter U2a, was es erlaubt, eine Flanke der gewünschten Polarität von einem der beiden Nulldurchgangspunkte pro Zyklus der Stromwellen form abzuleiten. Die gewählte Flanke wird durch ein monostabiles Kippglied, welches einen Kondensator C2 und einen Schmitt-Trigger U1b umfaßt, zu einem Kurzimpuls umgewandelt.
Der Ausgang des Referenzimpulskreises 24 wird in einen Zeitsteuerungskreis 26 eingespeist, der eine Reihe von in Kaskade geschalteten voreinstellbaren Abwärtszählern U3, U4, US und U6 umfaßt. Die Zähler sind typischerweise Vorrichtungen vom Typ 4522 CMOS. Der Ausgangsimpuls aus dem monostabilen Kippelement wird in den voreingestellten Eingang der Reihe von Abwärtszählern eingespeist. Ein Impuls auf den voreingestellten Eingang zwingt sämtliche Zähler zu einer Voreinstellung auf den Zählwert, der auf den angeschlossenen BCD-verschlüsselten Rollenschaltern SW2, SW3, SW4 und SW5 ausgewählt wird. Der Zählwert entspricht der Verzögerung in Mikrosekunden, die gewünscht ist, nach dem geeigneten Nulldurchgang in der Wechselstromwellenform, bis die den Triggerpuls erzeugende Schaltung aktiviert wird. Die Zähler sind so verbunden, daß ein Ausgang nur erhalten wird, wenn eine Anzahl der Taktgeber-Zyklen, die dem vorbestimmten Wert entspricht, beim Auftreten des voreingestellten Impulses verstrichen ist. Da die Zähler durch einen 1- MHz-Taktgeber gespeist werden und als BCD-Zähler konfiguriert sind, stellt der auf den Rollenschaltern gezeigte Wert den Dezimalwert der Verzögerung in Mikrosekunden dar. Das 1-MHz-Taktgebersignal wird aus einem quarzgesteuerten Rechteckwellen-Oszillatorkreis 28 erhalten.
Bei Beendigung des Abwärtszählens des Zeitsteuerungskreises 26 wird ein Ausgangsimpuls erzeugt, der in einem Pufferkreis 30 eingespeist wird, der an den Triggereingang des Oszilloskops 18 ein Synchronisationssignal abgibt. Der Ausgang des Zeitsteuerungskreises wird auch einem Verzögerungskreis 32 zugeführt, welcher ein einstellbares monostabiles Kippelement umfaßt, welches um einen Schmitt-Trigger U1c herum gebaut ist. Dieser Kreis hat die Wirkung, daß er eine "vorzeitige Trigger"-Anordnung für das Oszilloskop bereitstellt, indem die Erzeugung des Triggerpulses für einige 100 ns bis einige µs nach Anlegen des Synchronisationssignals an den Triggereingang des Oszilloskops über den Kreis 30 verzögert wird.
Der verzögerte Ausgang von dem Verzögerungskreis 32 wird an eine Pufferstufe 34 angelegt. Ein monostabiles Kippelement um einen Schmitt-Trigger U1d in dem Verzögerungskreis gewährleistet, daß der durch den Puffer 34 erzeugte Steuerpuls nur ungefähr 10 bis 20 µs andauert.
Der Steuerpuls wird an einen Triggerpuls-Generatorkreis 26 angelegt, der um eine Hochspannunganlage FET T4 aufgebaut ist, die als Hochgeschwindigkeitsschalter verwendet wird. Die FET T4 schaltet den Ausgang eines Hochspannungsstromkreises 38 um, der eine HT-Schiene von ungefähr 450 V erzeugt, die sodann durch eine Hochspannung FET T5 und die damit verbundenen Komponenten reguliert wird, um eine Ausgangsspannung bereitzustellen, die zwischen 0 und 450 V variiert werden kann.
In dem Triggerpuls-Generatorstromkreis 36 besitzt die Torschaltung des FET T4 eine Schwelle, die unmittelbar unter der Leitung liegt, und der Steuerpuls aus dem Puffer wird mit der Torschaltung über eine einstellbare Impedanz in Form eines Potentiometers VR2 gekoppelt. Wenn der Steuerpuls an die FET T4 angelegt, schaltet er sich mit einer Geschwindigkeit ein, die abhängt von der Einstellung des Potentiometers VR2, was die Einstellung der Steigung der ansteigenden Flanke des Ausgangstriggerpulses erlaubt. Wenn die FET T4 gesperrt ist, lädt ein Tankkondensator C8 von relativ großem Wert, der mit dem Ausgang des Hochspannungsstromversorgung 38 verbunden ist, einen Kondensator C9 über einen Resistor R31 bis zu der Ausgangsspannung der Stromversorgung auf. Wenn der Steuerpuls von dem Puffer 34 von der FET T4 empfangen wird, entlädt er in wirksamer Weise den Kondensator 9 in den Meßkreis. Wenn der Steuerpuls von dem Puffer 34 abgegeben wird, fällt die Drain- Spannung der FET T4 rapide und speist somit einen Puls der vorgewählten Spannung über den Kopplungskondensator CC in die Probe 14 ein. Die Größe des Ausgangspulses hängt ab von dem Spannungsteilungsverhältnis, das durch die Kondensatoren C9 und C10 in dem Ausgangsstromkreis des Triggerpuls- Generatorstromkreises festgelegt wird, zusammen mit jeder weiteren Teilung aus dem Rest der Meßkreiskomponente. Die Ausgangspulsspannung wird beibehalten, bis sich der Steuerpuls ausschaltet, was es erlaubt, daß der Triggerpuls-Generatorstromkreis auf seinen ursprünglichen Zustand zurückgestellt wird.
Figur 5 erläutert einen typischen Triggerpuls, der durch den Stromkreis von Figur 4 erzeugt wird. Der Puls besitzt eine Amplitude zwischen 100 und 450 V mit einer Anstiegszeit von 200 ns. Die Abklingperiode r des Pulses beträgt ungefähr 1 µs. Dieser Zeitraum hängt ab von dem Wert des Induktorstroms L in Figur 2 und von den anderen Stromkreiskondensatoren und -resistoren. Figur 6 erläutert eine typische DRT-Spur auf dem Oszilloskop 16. Der Puls von Figur 5 überlagert sich mit der niederfrequenten Anregungswellenform bei 45º nach dem Nulldurchgang mit einer Pretrigger- Verzögerung von ungefähr 200 ns. Die CRT-Spur zeigt eine Einbuchtung aufgrund einer Restkopplung des Triggerpulses und zeigt Hochfrequenzimpulse aufgrund einer Teilentladungsaktivität über mehrere Zyklen der Anregungswellenform, die sich über einen Zeitraum von weniger als 500 ns erstreckt. Aufgrund des relativ kleinen "Fensters", innerhalb dessen die Teilentladung auftritt, ist es viel leichter, die Teilentladungswellenformen einzufangen, zu digitalisieren und zu speichern. Ohne den Triggerpuls würde die Anwendung einer niederfrequenten Anregungswellenform von ausreichender Amplitude, um Teilentladungen ungefähr 45º nach einem Nulldurchgang zu verursachen, typischerweise zu einer Reihe von Teilentladungen führen, die sich über 1,5 ms erstrecken, mit einem deutlichen Grad an Zittern, welches so hoch sein kann wie 40º.
Bisher wurde die Erfindung in Verbindung mit der Überwachung der Teilentladungsaktivität beschrieben. Aus verschiedenen Gründen kann es erforderlich sein, daß die Teilentladungen zuverlässig ausgelöst werden, obwohl eine direkte Überwachung der Teilentladungsaktivität nicht erforderlich ist. Beispielsweise kann gewünscht werden, die Teilentladungsaktivität für einen zuvor bestimmten Zeitraum in einem Testkabel auszulösen, um den Widerstand der Kabelisolierung auf Verschlechterung unter bestimmten Umständen zu testen. Bei solchen Anwendungen garantiert die Erfindung die zuverlässige Auslösung der Teilentladungen.
Obwohl die beschriebene Erfindung relativ einfach in der Anwendung ist, stellt sie eine wertvolle Lösung für die Probleme beim Messen von Teilentladungen auf wirksame und wirtschaftliche Weise bereit.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung einer Teilentladungsaktivität in einem Isoliermedium, welches umfaßt Erzeugung einer zeitlich variierenden Anregungswellenform (20) und Überwachen wenigstens eines Parameters einer Teilentladung, gekennzeichnet durch die Stufen der Erzeugung eines Triggerpulses (22) und einer Überlagerung des Triggerpulses (22) mit der Anregungswellenform (20), wobei der Triggerpuls (22) eine ausreichend große Amplitude und eine ausreichend schnelle Anstiegszeit besitzt, um eine Teilentladung in dem Medium im wesentlichen gleichzeitig mit dem Auftreten des Triggerpulses (22) auszulösen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Triggerpuls (22) eine kurze Dauer relativ zu der Periode der Anregungswellenform (20) besitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Frequenz der Anregungswellenform (20) im Bereich von 0,1 bis 100 Hz liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem die Dauer des Triggerpulses (22) weniger als 5 µs beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Triggerpuls (22) eine Stufen- oder Pulswellenform ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Anstiegszeit des Triggerpulses (22) weniger als 15 ns beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Amplitude der Anregungswellenform (20) groß genug ist, um eine Teilentladungsaktivität in einer Probe (14) unabhängig von dem Triggerpuls (22) auszulösen, wobei der Triggerpuls (22) ausgelöst wird, wenn sich die Größe der Anregungswellenform der nominalen Durchschlagspannung der Teilentladungsstelle nähert.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 71 bei dem ein Triggersignal mit dem Triggerpuls (22) synchronisiert wird, welches vor dem Triggerpuls (22) auftritt und an einen Triggereingang eines Oszilloskops (18) angelegt wird, und bei dem die Teilentladungswellenform auf dem Oszilloskop (18) aufgezeichnet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Teilentladungswellenform digitalisiert und gespeichert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem wenigstens ein Parameter der Teilentladung, der gemessen wird, eine Amplitude ist.

11. Gerät zur Überwachung einer Teilentladung in einem Isoliermedium, welches umfaßt ein Wellenform-Generatormittel (10, 12, 16) zur Anwendung einer zeitlich variierenden Anregungswellenform (20) auf eine Probe (14) des Mediums, gekennzeichnet durch das Wellenform- Generatormittel (10, 12, 16), das außerdem einen Triggerpuls (22) erzeugt, der eine ausreichend große Amplitude und eine ausreichend schnelle Anstiegszeit besitzt, um eine Teilentladung in der Probe (14) auszulösen, und Kopplungsmittel (Cc) zur Überlagerung des Triggerpulses (22) auf die Anregungswellenform (20), so daß die Teilentladungsaktivität in dem Medium im wesentlichen gleichzeitig mit dem Auftreten des Triggerpulses (22) ausgelöst wird.

12. Gerät nach Anspruch 1, worin das Wellenform-Generatormittel (10, 12, 16) einen ersten Wellenformgenerator zur Erzeugung einer relativ niederfrequenten Anregungswellenform (20) und einen zweiten Anregungswellenformgenerator zur Erzeugung des Triggerpulses (22) umfaßt.

13. Gerät nach Anspruch 12, worin der erste Wellenformgenerator einen Transformator (12), der an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, umfaßt.

14. Gerät nach Anspruch 12, worin der erste Wellenformgenerator einen Generator für Signale mit variabler Frequenz umfaßt.

15. Gerät nach Anspruch 14, worin der Signalgenerator geeignet ist, um eine Anregungswellenform (20) zu erzeugen, die eine Frequenz im Bereich von 0,1 bis 100 Hz besitzt.

16. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 15, worin der zweite Wellenformgenerator geeignet ist, um einen Triggerpuls (22) zu erzeugen, der eine Dauer von weniger als 5 µs besitzt.

17. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 16, worin der Triggerpuls (22) eine Stufen- oder Pulswellenform ist.

18. Gerät nach Anspruch 17, worin die Anstiegszeit des Triggerpulses (22) geringer ist als 500 ns.

19. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 18, worin die Amplitude des Triggerpulses (22) zwischen 2 % und 40 % der Amplitude der existierenden Wellenform (20) beträgt.

20. Gerät nach Anspruch 19, worin die Amplitude des Triggerpulses (22) zwischen 5 % und 25 % der Amplitude der existierenden Wellenform (20) beträgt.

21. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 20, worin der zweiten Wellenformgenerator einstellbar ist, so daß er den Triggerpuls (22) eine zuvor bestimmte Zeit nach einem Nulldurchgang der existierenden Wellenform (20) erzeugt.

22. Gerät nach Anspruch 21, worin die existierende Wellen-20 form (20) sinusförmig ist und der Triggerpuls (22) zu einer Zeit erzeugt wird, die einem Phasenwinkel der existierenden Wellenform zwischen 40º und 90º entspricht.

23. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 22, worin es ein Synchronisationsmittel zur Erzeugung eines Triggersignals umfaßt, welches mit dem Triggerpuls (22) synchronisiert ist und das vor dem Triggerpuls (22) auftritt, zur Anwendung an einem Triggereingang eines Oszilloskops (18), das zur Überwachung der Teilentladung angebracht worden ist.

24. Gerät nach Anspruch 23, worin es einstellbare Verzögerungsmittel (32) zum Einstellen der Zeitkontrolle zwischen Triggerpuls (22) und Triggersignal umfaßt.

25. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 24, worin der zweite Wellenformgenerator einstellbar ist, um die Amplitude des Triggerpulses (22) zu variieren.

26. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 25, worin der zweite Wellenformgenerator einstellbar ist, um den Zeitanstieg des Triggerpulses (22) zu variieren.