EP2414851A1 - Device for diagnosing measurement objects using a measurement voltage - Google Patents

Device for diagnosing measurement objects using a measurement voltage

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EP2414851A1
EP2414851A1 EP10716470A EP10716470A EP2414851A1 EP 2414851 A1 EP2414851 A1 EP 2414851A1 EP 10716470 A EP10716470 A EP 10716470A EP 10716470 A EP10716470 A EP 10716470A EP 2414851 A1 EP2414851 A1 EP 2414851A1
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EP
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voltage
measurement
measuring
objects
diagnosis
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Withdrawn
Application number
EP10716470A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Rudolf Blank
Stefan Baldauf
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B2 Electronic GmbH
Original Assignee
B2 Electronic GmbH
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Publication date
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  • FIG. 3 is a perspective view of the device of FIG. 1.

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Abstract

A device for diagnosing measurement objects using a measurement voltage comprises a housing (2), in which at least one electric measurement circuit (3) is arranged for carrying out the diagnosis. To this end, the device is designed for the simultaneous diagnosis of a plurality of measurement objects using the same measurement voltage and comprises at least two separate connecting elements (5a, 5b, 5c) for connecting one measurement object each to the measurement voltage. The measurement circuit (2) in turn comprises at least two current detection units (20a, 20b, 20c) and a voltage detection unit (26), by means of which the current flowing through each measurement object and the measurement voltages present at all measurement objects can be measured at the same time.

Description

Vorrichtung zur Diagnose von Messobjekten unter Verwendung einer Messspannung Device for diagnosing measured objects using a measuring voltage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Diagnose von Messobjekten unter Verwendung einer Messspannung umfassend ein Gehäuse, in dem zumindest eine elektrische Messschaltung zur Durchführung der Diagnose angeordnet ist.The present invention relates to a device for the diagnosis of measuring objects using a measuring voltage comprising a housing, in which at least one electrical measuring circuit for carrying out the diagnosis is arranged.
Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der WO 2007/045004 Al bekannt. Bei den mit einer solchen Vorrichtung zu prüfenden Messobjekten handelt es sich insbesondere um (Hocnspannungs-) Kabel oder sonstige elektrische oder elektronische Bauteile, wie z.B. Kondensatoren, Spulen, etc., die durch Anlegen einer Messspannung und Auswertung des hierbei im Messobjekt erzeugten Stromflusses einer technischen Diagnose unterzogen werden können.A device of this kind is known, for example, from WO 2007/045004 A1. The test objects to be tested with such a device are in particular (Hocnspannungs-) cable or other electrical or electronic components, such. Capacitors, coils, etc., which can be subjected to a technical diagnosis by applying a measurement voltage and evaluation of the current flow generated in the measurement object.
Im Rahmen der Diagnose eines Kabels ist im Stand der Technik sowie im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere an die (zerstörungsfreie) Bestimmung des so genannten Verlustfaktors zu denken, der eine Aussage zur Güte bzw. der noch zu erwartenden Lebensdauer des Kabels erlaubt. Dabei fungiert als Messspannung bevorzugt eine sinusförmige Wechselspannung, wobei unter Auswertung des hierdurch im Kabel erzeugten Stroms, d.h. unter Auswertung von dessen Amplitude und Phase in Relation zur Amplitude und Phase der ebenfalls von der Vorrichtung erfassten Messspannung, der Verlustfaktor in üblicher Weise berechenbar ist. Auch die Verwendung einer Gleichspannung oder sonstiger Spannungsimpulse mit einem vorab definierten Verlauf der Spannungsamplitude kommt unter Auswertung der in einem Stromfluss bestehenden Antwort des Messobjekts zu üblichen Diagnosezwecken in Betracht.In the context of the diagnosis of a cable is in the prior art and in the context of the present invention, in particular to the (non-destructive) determination of the so-called loss factor to think that allows a statement on the quality or the expected life of the cable. In this case, the measuring voltage is preferably a sinusoidal alternating voltage, the loss factor being evaluated by evaluating the current generated in the cable, ie by evaluating its amplitude and phase in relation to the amplitude and phase of the measuring voltage also detected by the device is calculable in the usual way. The use of a DC voltage or other voltage pulses with a predefined course of the voltage amplitude comes under consideration of existing in a current flow response of the measurement object for common diagnostic purposes into consideration.
Die Messspannung wird dabei bevorzugt, wie dies in der WO 2007/045004 Al beschrieben ist, von einem separaten (Hoch-) Spannungsgenerator zur Verfügung gestellt, der über eine geeignete Schnittstelle, insbesondere über ein in das Gehäuse der Vorrichtung hinein geführtes Koaxialkabel, mit der elektrischen Messschaltung der Diagnose- bzw. Prüfvorrichtung verbunden ist. Auch eine Integration der (Hoch-) Spannungsquelle in die Vorrichtung kommt jedoch prinzipiell in Betracht.The measuring voltage is thereby preferably provided, as described in WO 2007/045004 A1, by a separate (high) voltage generator which, via a suitable interface, in particular via a coaxial cable routed into the housing of the device, with the electrical measuring circuit of the diagnostic or testing device is connected. However, an integration of the (high) voltage source in the device is in principle into consideration.
Die in der WO 2007/0450004 Al beschriebene Vorrichtung weist einen mit der Messspannung beaufschlagten Anschlussadapter auf, an welchem das zu prüfende Messobjekt direkt anzuschließen ist. Ferner umfasst die Messschaltung der Vorrichtung eine mit dem Anschlussadapter verbundene Stromerfassungseinrichtung sowie eine Spannungserfassungseinrichtung, deren Ausgangssignale an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden. Die Auswerteeinheit dient dabei der Speicherung und Aufbereitung der zu Diagnosezwecken gewonnen Daten, um diese an eine externe Datenverarbeitungseinheit weiterzugeben, und/oder zur unmittelbaren Auswertung der eingehenden Signale, z.B. im Sinne einer Bestimmung des Verlustfaktors eines als Messobjekt dienenden Kabels. Das Ergebnis dieser Messung bzw. Diagnose kann dann ggfs. über eine geeignete (Messwert- ) Anzeigeeinrichtung der Vorrichtung angezeigt werden.The device described in WO 2007/0450004 A1 has a connection adapter acted upon by the measuring voltage, to which the test object to be tested is to be connected directly. Furthermore, the measuring circuit of the device comprises a current detection device connected to the connection adapter and a voltage detection device whose output signals are forwarded to an evaluation unit. The evaluation unit serves for the storage and processing of the data obtained for diagnostic purposes, in order to pass them on to an external data processing unit, and / or for the immediate evaluation of the incoming signals, eg in the sense of a determination of the Loss factor of a cable serving as the object to be measured. The result of this measurement or diagnosis can then optionally be displayed via a suitable (measured value) display device of the device.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Mess- bzw. Diagnosevorrichtung der vorstehend erläuterten und in der WO 2007/045004 Al detailliert beschriebenen Art derart weiterzubilden, dass damit eine möglichst zeitsparende und in ihrer Aussagekraft verbesserte Diagnose mehrerer zu testender Messobjekte ermöglicht wird. Bei der Mehrzahl an Messobjekten ist insbesondere an die einzelnen Leiter eines mehradrigen Kabels gedacht.Against this background, it is the object of the present invention to develop a measuring or diagnostic device of the kind described above and described in detail in WO 2007/045004 A1 in such a way that a diagnosis of a plurality of test objects to be tested is made possible in the least time-consuming and more meaningful manner , In the case of the majority of test objects, particular consideration is given to the individual conductors of a multicore cable.
Die vorstehende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst, die sich neben den bereits eingangs genannten Merkmalen dadurch auszeichnet, dass sie zur gleichzeitigen Diagnose mehrerer Messobjekte mit derselben Messspannung eingerichtet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist dabei wenigstens zwei getrennte Anschlusselemente zum Anschluss je eines Messobjekts an die Messspannung auf, wobei die Messschaltung der Vorrichtung wenigstens zwei Stromerfassungseinrichtungen und (wenigstens) eine Spannungserfassungseinrichtung umfasst, mittels derer der durch jedes Messobjekt fließende Strom sowie die an allen Messobjekten gleichermaßen anliegende Messspannung gleichzeitig gemessen werden können. Die vorliegende Erfindung erzielt gegenüber dem vorbe- kannten Stand der Technik eine Mehrzahl an Vorteilen. Zum einen müssen verschiedene Messobjekte, die einer gleichen Messspannung ausgesetzt werden sollen, nicht mehr nacheinander an die Vorrichtung angeschlossen und einer jeweils separaten Diagnose unterzogen werden, was eine deutliche Zeitersparnis mit sich bringt. Ferner ergibt sich in Anbetracht des Umstands, dass alle im erfindungsgemäßen Sinne simultan geprüften Messobjekte der gleichen Messspannung ausgesetzt werden, der weitere Vorteil, dass die dabei erzielten Mess- bzw. Diagnoseergebnisse besser vergleichbar sind, da alle Messobjekte im Rahmen eines Messvorgangs mit der absolut identischen Messspannung beaufschlagt wurden. Bei separaten und nacheinander erfolgenden Messungen bzw. Diagnosen einzelner Messobjekte, wie dies im Stand der Technik erfolgt, ist eine solche Vergleichbarkeit der gewonnenen Daten nicht gegeben. Ferner bedarf es im Rahmen der vorliegenden Erfindung nur einer (Hoch-) Spannungsquelle für die gleichzeitige Diagnose verschiedener Messobjekte, wobei im Falle einer externen (Hoch-) Spannungsquelle auch nur eine Zuleitung zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein muss.The above object is achieved with a device according to claim 1, which in addition to the features already mentioned above is characterized in that it is set up for the simultaneous diagnosis of several measurement objects with the same measurement voltage. In this case, the device according to the invention has at least two separate connection elements for connecting one measurement object to the measurement voltage, wherein the measurement circuit of the device comprises at least two current detection devices and (at least) one voltage detection device, by means of which the current flowing through each measurement object and the equally applied to all measurement objects Measuring voltage can be measured simultaneously. The present invention achieves a plurality of advantages over the known prior art. On the one hand, different measuring objects which are to be exposed to the same measuring voltage no longer have to be connected one after the other to the device and subjected to a separate diagnosis in each case, which results in a considerable saving of time. Furthermore, in view of the fact that all measured in the sense of the invention simultaneously tested objects are exposed to the same measurement voltage, the further advantage that the achieved measurement or diagnostic results are better comparable, since all the measurement objects in a measurement process with the absolutely identical Measuring voltage were applied. In separate and successive measurements or diagnoses of individual measurement objects, as is done in the prior art, such comparability of the data obtained is not given. Furthermore, in the context of the present invention, only one (high) voltage source is required for the simultaneous diagnosis of different measurement objects, wherein in the case of an external (high) voltage source, only one supply line to the device according to the invention has to be provided.
Die Hochspannungsquelle ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung, insbesondere zu Zwecken der Kabelprüfung, bevorzugt zur Erzeugung einer sinusförmigen Wechselspannung mit Effektivwerten im Bereich von 1 kV bis 100 kV bei einer Frequenz von ca. 0,1 Hz eingerichtet. In einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung genau drei getrennte Anschlusselemente zum Anschluss je eines Messobjekts an die Messspannung und genau drei Stromerfassungserfassungseinrichtungen um- fasst, so dass eine gleichzeitige Diagnose aller drei Adern eines dreiadrigen Kabels ermöglicht wird.In the context of the present invention, in particular for purposes of cable testing, the high-voltage source is preferably designed to generate a sinusoidal alternating voltage with effective values in the range from 1 kV to 100 kV at a frequency of approximately 0.1 Hz. In a first particularly preferred embodiment of the present invention, it is provided that the device comprises exactly three separate connection elements for connecting one measurement object to the measurement voltage and exactly three current detection detection devices, so that a simultaneous diagnosis of all three cores of a three-core cable is made possible.
Bisher wurde im Rahmen der (zerstörungsfreien) Diagnose von 3-phasigen- (Hoch- ) Spannungskabeln stets eine separate Messung der einzelnen Adern des Kabels durchgeführt. Mit der vorstehend beschriebenen Messvorrichtung kann eine vollständige Kabelprüfung in sehr viel kürzerer Zeit durchgeführt werden; man erhält als Resultat zudem ein Messprotokoll, welches auf Basis einer für alle Adern des Kabels identischen Messspannung die unabhängige Berechnung des Verlustfaktors für alle drei Leiter des dreiadrigen Kabels gestattet. Diesbezüglich sei angemerkt, dass sich der Verlustfaktor bzw. die Güte der einzelnen Adern eines 3-adrigen Kabels durchaus unterscheiden können, was mit einer erfindungsgemä- ßen Vorrichtung auch besser erkennbar ist.Previously, a separate measurement of the individual wires of the cable was always carried out as part of the (non-destructive) diagnosis of 3-phase (high) voltage cables. With the measuring device described above, a complete cable test can be carried out in a much shorter time; As a result, a measuring protocol is also obtained which, on the basis of a measuring voltage identical for all wires of the cable, permits independent calculation of the loss factor for all three conductors of the three-wire cable. In this regard, it should be noted that the dissipation factor or the quality of the individual wires of a 3-core cable may well differ, which is also better recognizable with a device according to the invention.
Die Anschlusselemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können prinzipiell auf verschiedene Art und Weise realisiert sein, z.B. durch Klemm-, Steck- oder Schraubkontakte. Besonders bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung dabei vorgesehen, dass das Gehäuse einen elektrisch leitfähigen und die Anschlusselemente ausbildenden Gehäuseteil aufweist, an welchem die Messspannung zum direkten oder indirekten Anschluss der Messobjekte anliegt, wobei der leitfähige Gehäuseteil in mehrere untereinander isolierte Segmente zum Anschluss je eines Messobjekts aufgeteilt ist. Mithin ist hierbei in jedem Segment des leitfähigen Gehäuseteils ein Anschlusselement ausgebildet, an welchem genau ein Messobjekt zu den erfindungsgemäßen Diagnosezwecken anschließbar ist.The connecting elements of a device according to the invention can be realized in principle in various ways, for example by clamping, plug or screw. In the context of the present invention, it is particularly preferred that the housing has an electrically conductive housing part which forms the connection elements and on which the measuring voltage for direct or indirect connection of the measuring objects is applied, wherein the conductive housing part is divided into a plurality of mutually insulated segments for connection of each measuring object. Thus, in this case, in each segment of the conductive housing part, a connection element is formed, on which exactly one object to be measured can be connected to the diagnostic purposes according to the invention.
Das Gehäuse weist bevorzugt einen zylindrischen Gehäuseabschnitt auf, der zur Ausbildung des leitfähigen Gehäuseteils mit einer leitfähigen Kappe versehen ist, die ihrerseits in einzelne - gegeneinander isolierte - Segmente unterteilt ist. Die Anzahl der Segmente entspricht dann der maximalen Anzahl an gleichzeitig prüfbaren Messobjekten, wobei innerhalb des Gehäuses für jedes Segment des leitfähigen Gehäuseteils eine separate Stromerfassungseinrichtung vorzusehen ist. Die an allen Segmenten gleichermaßen anliegende Messspannung kann mit einer einzigen Spannungserfassungseinheit, z.B. in Form eines Spannungsteilers, gemessen werden.The housing preferably has a cylindrical housing section, which is provided to form the conductive housing part with a conductive cap, which in turn is divided into individual - mutually insulated - segments. The number of segments then corresponds to the maximum number of test objects which can be tested simultaneously, wherein a separate current detection device is to be provided within the housing for each segment of the conductive housing part. The measurement voltage applied equally to all segments can be measured with a single voltage detection unit, e.g. in the form of a voltage divider, are measured.
Zur Erhöhung der Messgenauigkeit bietet es sich zudem an, jedem einzelnen (Hoch-) Spannungsausgang noch eine Ableitstromerfassung zuzuordnen, mit der eventuelle Leckströme der Vorrichtung messbar sind. Diese Leckströme können dann im Rahmen der Auswertung des Messergebnisses für die verschiedenen Messobjekte Berücksichtigung finden, d.h. sie werden aus den insoweit verfälschten Messergebnissen für den jeweiligen Stromfluss herausgerechnet. Dies ist insbesondere im Hochspannungsbereich bei (Effektiv-) Spannungen größer 1 kV oder größer 20 kV besonders zweckmäßig, denn hiermit wird - neben der Messgenauigkeit als solcher - auch die Vergleichbarkeit der Auswertung der Messergebnisse zu den verschiedenen simultan geprüften Messobjekten nochmals erhöht.In order to increase the measuring accuracy, it is also possible to assign a separate leakage current detection to each individual (high) voltage output with which any leakage currents of the device can be measured. These leakage currents can then be taken into account as part of the evaluation of the measurement result for the different measurement objects, ie they are from the extent falsified measurement results for the respective Electricity flow out. This is particularly useful in the high-voltage range for (effective) voltages greater than 1 kV or greater than 20 kV, because this - in addition to the accuracy of measurement as such - also increases the comparability of the evaluation of the measurement results to the various simultaneously tested DUTs.
Ferner ist gemäß einer nochmaligen Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise vorgesehen, dass innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung eine mit den wenigstens zwei Stromerfassungseinrichtungen und der einen Spannungser- fassungseinrichtung verbundene Auswerteeinheit angeordnet ist, die zur gleichzeitigen Auswertung aller die Strom- und Spannungsmessung für mehrere Messobjekte betreffenden Signale eingerichtet ist. Hierbei ist unter einer gleichzeitigen Auswertung insbesondere die simultane Erfassung und Speicherung der von den Strombzw. Spannungserfassungseinrichtungen ausgegebenen Signale zu verstehen. Dabei kann in der Auswerteeinheit insbesondere im Falle der Prüfung eines mehradrigen Kabels auch bereits eine Berechnung des Verlustfaktors für jeden simultan geprüften Leiter des betreffenden Kabels erfolgen.Furthermore, according to a further development of the invention, it is preferably provided that an evaluation unit connected to the at least two current detection devices and the one voltage detection device is arranged within the housing of the device and set up for the simultaneous evaluation of all signals relating to the current and voltage measurement for a plurality of measurement objects is. Here, under a simultaneous evaluation in particular the simultaneous detection and storage of the Strombzw. Voltage detecting devices output signals to understand. In this case, in the evaluation unit, in particular in the case of testing a multi-core cable, a calculation of the loss factor for each simultaneously tested conductor of the relevant cable can also be carried out.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft den Umstand, dass die Vorrichtung bevorzugt eine mit der Auswerteeinheit zusammenwirkende Datenübertragungseinrichtung umfasst, mittels derer die in der Auswerteeinheit vorliegenden Messdaten eines mehrere Messobjekte betreffenden Messvorgangs in einem einzigen Übertragungsvorgang an eine externe Datenverarbeitungseinheit übertragbar sind. Als externe Datenverarbeitungseinrichtung ist insbesondere an eine mobile Datenverarbeitungseinrichtung, z.B. an einen Laptop, zu denken, die dann über eine geeignete Schnittstelle kabelgebunden oder - bevorzugt - drahtlos mit der Datenübertragungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommuniziert. Damit erfolgt dann also nicht nur eine simultane Messung der zu prüfenden Messobjekte, sondern die den Diagnosevorgang für alle Messobjekte betreffenden Daten können zeitnah in nur einem Übertragungsvorgang an eine externe Station zur Weiterverarbeitung, Speicherung und/oder Anzeige der gemessenen Werte bzw. des Diagnoseergebnisses weitergeleitet werden .A further aspect of the present invention relates to the circumstance that the device preferably comprises a data transmission device cooperating with the evaluation unit, by means of which the measurement data present in the evaluation unit is one of several Measuring object concerned in a single transfer operation to an external data processing unit are transferable. An external data processing device is in particular a mobile data processing device, for example a laptop, to think of, which then wired via a suitable interface or - preferably - communicates wirelessly with the data transmission device of the device according to the invention. Thus, not only does a simultaneous measurement of the test objects to be tested take place, but the data relating to the diagnostic process for all the measured objects can be forwarded in a single transmission to an external station for further processing, storage and / or display of the measured values or the diagnosis result ,
Die drahtlose Datenübertragung erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn - wie dies vorliegend bevorzugt vorgesehen ist - die gesamte Elektronik der Messschaltung inkl. Batterie oder Akku zum Betrieb der Messschaltung, Auswerteeinheit und Datenübertragungseinrichtung hochspannungsseitig angeordnet sind, d.h. während eines Messvorgangs auf Hochspannungspotential liegen. Im Stand der Technik mit kabelgebundener Datenübertragung ist zumeist eine Signalmessung und Auswertung auf einer Niederspannungsseite vorgesehen, wozu separate Koppelkondensatoren vorgesehen werden müssen. Auch eine optische Datenübertragung lässt sich jedoch vorteilhaft im Rahmen der vorliegenden Erfindung hoch- spannungsseitig realisieren.The wireless data transmission proves to be particularly advantageous if - as is preferred in the present case - the entire electronics of the measuring circuit including battery or rechargeable battery for operating the measuring circuit, evaluation and data transmission device are arranged high voltage side, ie lie during a measuring operation at high voltage potential. In the prior art with wired data transmission is usually a signal measurement and evaluation provided on a low-voltage side, for which purpose separate coupling capacitors must be provided. However, an optical data transmission can be advantageously realized in the context of the present invention high-voltage side.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtAn embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 eine erste schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur gleichzeitigen Diagnose von drei Messobjekten,1 shows a first schematic view of a device according to the invention for the simultaneous diagnosis of three measuring objects,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 1 undFig. 2 is a schematic section through the housing of the device according to the invention of Fig. 1 and
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 1.3 is a perspective view of the device of FIG. 1.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Durchführung einer elektrischen Diagnose mehrerer Messobjekte, die ein Gehäuse 2 und eine innerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Messschaltung 3 aufweist. Die dargestellte Vorrichtung 1 ist zur gleichzeitigen Diagnose von insgesamt drei Messobjekten 4a, 4b, 4c eingerichtet. Bei den drei Messobjekten 4a, 4b, 4c handelt es sich vorliegend um die drei (jeweils mit einer separaten Isolation versehene) Adern eines dreiadrigen Hochspannungskabels .FIGS. 1 and 2 show a schematic view of a device 1 according to the invention for carrying out an electrical diagnosis of a plurality of measuring objects, which has a housing 2 and a measuring circuit 3 arranged within the housing 2. The illustrated device 1 is set up for the simultaneous diagnosis of a total of three measuring objects 4a, 4b, 4c. In the present case, the three measuring objects 4a, 4b, 4c are the three cores (each provided with a separate insulation) of a three-wire high-voltage cable.
Die Vorrichtung weist insgesamt drei Anschlusselemente 5a, 5b, 5c auf, an die die drei genannten Messobjekte 4a, 4b, 4c über je einen kugelförmigen Hochspannungsan- Schlussadapter 6 angeschlossen sind. Auch ein direkter Anschluss der Messobjekte 4a, 4b, 4c an die Anschlusselemente 5a, 5b, 5c kann jedoch vorgesehen sein, z.B. indem die Anschlusselemente 5a, 5b, 5c einen geeigneten Klemm-, Steck- oder Schraubanschluss bilden.The device has a total of three connection elements 5a, 5b, 5c, to which the three measurement objects 4a, 4b, 4c are each connected via a spherical high-voltage connection. End adapter 6 are connected. However, a direct connection of the measuring objects 4a, 4b, 4c to the connection elements 5a, 5b, 5c can also be provided, for example by the connection elements 5a, 5b, 5c forming a suitable clamping, plug-in or screw connection.
Die Vorrichtung 1 ist über ein in das Gehäuse 2 hinein führendes Koaxialkabel 7 mit einer programmierbaren Hochspannungsquelle 8 verbunden, die - zusammen mit einer Anzeige-/Bedieneinrichtung 9 und einer ggfs. vorgesehenen Datenübertragungseinrichtung 10 (die z.B. zur drahtlosen Steuerung der Hochspannungsquelle durch eine externe Datenverarbeitungseinrichtung vorgesehen sein kann) - innerhalb eines geschirmten Gehäuses 11 des Hochspannungsgenerators angeordnet ist. Die Hochspannungsquelle 8 ist dabei in üblicher Weise über einen Schutzerdeanschluss 12 geerdet.The device 1 is connected via a leading into the housing 2 coaxial cable 7 with a programmable high voltage source 8, which - together with a display / control device 9 and a possibly. Provided data transmission device 10 (eg for wireless control of the high voltage source by an external data processing device can be provided) - is arranged within a shielded housing 11 of the high voltage generator. The high voltage source 8 is grounded in the usual way via a protective earth terminal 12.
Der an die Messschaltung 3 angeschlossene Schutzleiter 15 des Koaxialkabels 7 definiert auch für die Messschaltung 3 der Vorrichtung 1 das Erdpotential, wobei die Vorrichtung 1 hierfür über das Kabel 13 nochmals separat mit einer geeigneten Erdung 14 verbunden ist.The protective conductor 15 of the coaxial cable 7 connected to the measuring circuit 3 also defines the earth potential for the measuring circuit 3 of the device 1, the device 1 being separately connected to a suitable grounding 14 via the cable 13 for this purpose.
Demgegenüber liegt an dem Innenleiter 16 des Koaxialkabels 7 die von der Spannungsquelle 8 stammende Messspannung an, die dann über die Leiterstruktur 17, 18a- c, 19a-c zu den Anschlusselementen 5a-c verteilt wird. Dazwischen liegt jeweils eine Stromerfassungseinheit 20a, 20b, 20c zur Erfassung des während eines Messvor- gangs durch das jeweilige Messobjekte 4a-c fließenden Stroms .In contrast, the voltage originating from the voltage source 8 is applied to the inner conductor 16 of the coaxial cable 7, which is then distributed via the conductor pattern 17, 18a-c, 19a-c to the connection elements 5a-c. In each case, there is a current detection unit 20a, 20b, 20c for detecting the voltage during a measurement process. initially through the respective measurement objects 4a-c current flowing.
Jede Stromerfassungseinheit 18a, 18b, 18c ist über einen separaten Signalausgang und über einen (optionalen) Hochspannungsschutz 21a, 21b, 21 c sowie einen (optionalen) Signalfilter bzw. Verstärker 22a, 22b, 22c mit der Auswerteeinheit 23 der Vorrichtung 1 verbunden. Die Leiterabschnitte 18a-c sind jeweils um die Auswerteeinheit 23 herumgeführt, was durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist.Each current detection unit 18a, 18b, 18c is connected to the evaluation unit 23 of the device 1 via a separate signal output and via an (optional) high-voltage protection 21a, 21b, 21c and an (optional) signal filter or amplifier 22a, 22b, 22c. The conductor sections 18a-c are each guided around the evaluation unit 23, which is illustrated by dashed lines.
Ferner umfasst die Messschaltung 3 einen aus den Widerständen 24, 25 bestehenden Spannungsteiler, der eine Spannungserfassungseinrichtung 26 zur Erfassung der - zu jedem Zeitpunkt gleichermaßen an allen drei Anschlusselementen 5a, 5b, 5c anliegenden - Messspannung bildet und dessen Ausgangssignal über einen (optionalen) Hochspannungsschutz 21d und einen (optionalen) Signalfilter bzw. Verstärker 22d ebenfalls mit der Auswerteeinheit 23 verbunden ist.Furthermore, the measuring circuit 3 comprises a voltage divider consisting of the resistors 24, 25, which forms a voltage detection device 26 for detecting the measuring voltage applied at all times to all three connecting elements 5a, 5b, 5c and whose output signal is via an (optional) high-voltage protection 21d and an (optional) signal filter or amplifier 22d is also connected to the evaluation unit 23.
In der Auswerteeinheit 23 werden die während eines Mess- bzw. Diagnosevorgangs eingehenden Signale der Stromerfassungseinrichtungen 20a-c und der Spannungser- fassungseinrichtung 26 simultan ausgewertet, also insbesondere gespeichert und im Hinblick auf eine spätere oder ggfs. sofort erfolgende Datenübertragung an eine - nicht dargestellte - externe Datenverarbeitungseinrichtung aufbereitet. Insbesondere ist hierbei an eine A/D- Wandlung der an der Auswerteeinheit eingehenden Signale zu denken, wobei jedoch z.B. auch bereits die Stromerfassungseinrichtungen 20a-c einen A/D-Wandler aufweisen können. Zur Übertragung der in der Auswerteeinheit vorliegenden Daten verfügt die Vorrichtung 1 über eine geeignete und mit der Auswerteeinheit verbundene Datenübertragungseinrichtung 21a-c, mittels derer die gesamten Daten eines die Mehrzahl an Messobjekten 4a-c betreffenden Messvorgangs bevorzugt drahtlos übertragbar sind. Dabei kann es sich zum Beispiel um eine Bluetooth-Schnittstelle 27a, eine Infrarot-Schnittstelle 27b und/oder eine kabelgebundene (optische oder elektronische) Datenschnittstelle 27c handeln. Ferner ist eine optische Anzeigevorrichtung 27d vorgesehen, mittels derer bevorzugt für alle anschließbaren bzw. angeschlossenen Messobjekte 4a-c ein Mess- bzw. Diagnoseergebnis, z.B. ein von der Auswerteeinheit 23 berechneter Verlustfaktor der betreffenden Ader eines mehradrigen Kabels, anzeigbar ist. Die zum Betrieb der Messschaltung 3 erforderliche elektrische Leistung wird bevorzugt aus einem wieder aufladbaren Akku 28 gewonnen.In the evaluation unit 23, the signals of the current detection devices 20a-c and the voltage detection device 26 which are received during a measurement or diagnostic process are evaluated simultaneously, ie in particular stored and transmitted to a (not shown) with respect to a later or possibly immediate data transmission. processed external data processing device. In particular, this is due to an A / D Conversion of the signals arriving at the evaluation unit to think, but for example, even the current detection devices 20a-c may have an A / D converter. In order to transmit the data present in the evaluation unit, the device 1 has a suitable data transmission device 21a-c connected to the evaluation unit, by means of which the entire data of a measurement process concerning the plurality of measurement objects 4a-c is preferably wirelessly transferable. This may be, for example, a Bluetooth interface 27a, an infrared interface 27b and / or a wired (optical or electronic) data interface 27c. Further, an optical display device 27d is provided, by means of which preferably for all connectable or connected measurement objects 4a-c, a measurement or diagnostic result, eg a calculated by the evaluation unit 23 loss factor of the relevant wire of a multi-core cable, can be displayed. The electrical power required to operate the measuring circuit 3 is preferably obtained from a rechargeable battery 28.
Das Gehäuse 2 der Vorrichtung 1 besteht aus einem vorzugsweise aus Kunststoff oder einem sonstigen Nichtleiter gefertigten zylindrischen Grundkörper 29 und ist an einem - in Fig. 2 rechts und in Fig. 3 oben dargestellten - Ende durch eine leitfähige Endkappe 30 aus einem geeigneten Metall begrenzt. Dieser leitfähige Gehäuseteil 30 ist mittels geeigneter Isolatoren 31 in insge- samt drei vom übrigen Gehäuse und untereinander isolierte Segmente 30a, 30b, 30c aufgeteilt, in denen jeweils ein Anschlusselement 5a, 5b, 5c für die anzuschließenden Messobjekte 4a, 4b, 4c ausgebildet ist .The housing 2 of the device 1 consists of a preferably made of plastic or other non-conductive cylindrical base body 29 and is limited to a - in Fig. 2 right and in Fig. 3 above - - end by a conductive end cap 30 made of a suitable metal. This conductive housing part 30 is provided by means of suitable insulators 31 in total together with three segments 30a, 30b, 30c insulated from the rest of the housing and with each other, in each of which a connecting element 5a, 5b, 5c is formed for the measuring objects 4a, 4b, 4c to be connected.
Fig. 3 zeigt schließlich noch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in perspektivischer Ansicht. Die Vorrichtung 1 ist über ein Koaxialkabel 7 mit einem - in Fig. 3 nicht dargestellten - programmierbaren Hochspannungsgenerator verbunden. Die Vorrichtung 1 ist mit einem unteren Ende des Gehäuses 2 fest in einem Ständer 32 aufgenommen und weist an seinem oberen Ende ein leitfähiges Gehäuseteil 30 in Form der in drei Segmente 30a, 30b, 30c unterteilten Endkappe aus einem Metall auf. Die einzelnen Segmente 30a-c sind, wie dies in Fig. 3 gut zu erkennen ist, über geeignete Isoliermittel 31 untereinander und gegen das restliche Gehäuse 29 isoliert und dienen zum Anschluss der insgesamt drei Messobjekte. Ferner ist auf der Gehäuseaußenseite die Datenübertragungs- und Anzeigevorrichtung 27 zu erkennen. Finally, FIG. 3 also shows the device 1 according to the invention in a perspective view. The device 1 is connected via a coaxial cable 7 with a - not shown in FIG. 3 - programmable high voltage generator. The device 1 is fixedly received with a lower end of the housing 2 in a stand 32 and has at its upper end a conductive housing part 30 in the form of the divided into three segments 30a, 30b, 30c end cap made of a metal. The individual segments 30a-c, as can be clearly seen in FIG. 3, are insulated from one another and from the remaining housing 29 by means of suitable insulating means 31 and serve to connect the total of three measuring objects. Furthermore, the data transmission and display device 27 can be seen on the outside of the housing.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (1) zur Diagnose von Messobj ekten (4a, 4b, 4c) unter Verwendung einer Messspannung umfassend ein Gehäuse (2), in dem zumindest eine elektrische Messschaltung (3) zur Durchführung der Diagnose angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zur gleichzeitigen Diagnose mehrerer Messobjekte (4a, 4b, 4c) mit derselben Messspannung eingerichtet ist und wenigstens zwei getrennte Anschlusselemente (5a, 5b, 5c) zum Anschluss je eines Messobjekts (4a, 4b, 4c) an die Messspannung umfasst, wobei die Messschaltung (2) wenigstens zwei Stromerfassungseinrichtungen (20a, 20b, 20c) und eine Spannungserfassungseinrichtung (26) umfasst, mittels derer der durch jedes Messobjekt (4a, 4b, 4c) fließende Strom sowie die an allen Messobjekten (4a, 4b, 4c) gleichermaßen anliegende Messspannung gleichzeitig gemessen werden können.1. Device (1) for the diagnosis of Messobj ects (4a, 4b, 4c) using a measuring voltage comprising a housing (2) in which at least one electrical measuring circuit (3) is arranged to carry out the diagnosis, characterized in that the Device (1) for the simultaneous diagnosis of a plurality of measurement objects (4a, 4b, 4c) is set up with the same measurement voltage and comprises at least two separate connection elements (5a, 5b, 5c) for connecting one measurement object (4a, 4b, 4c) to the measurement voltage, wherein the measuring circuit (2) comprises at least two current detection devices (20a, 20b, 20c) and a voltage detection device (26), by means of which the current flowing through each measuring object (4a, 4b, 4c) as well as those at all measuring objects (4a, 4b, 4c ) equally applied measuring voltage can be measured simultaneously.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) genau drei getrennte Anschlusselemente (5a, 5b, 5c) zum Anschluss je eines Messobjekts (4a, 4b, 4c) an die Messspannung und genau drei Stromerfassungserfassungseinrich- tungen (20a, 20b, 20c) umfasst, so dass eine gleichzeitige Diagnose aller drei Adern eines dreiadrigen Kabels ermöglicht wird.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device (1) exactly three separate connection elements (5a, 5b, 5c) for connecting each of a measuring object (4a, 4b, 4c) to the measuring voltage and exactly three Stromerfassungserfassungseinrich- tions (20a , 20b, 20c), so that a Simultaneous diagnosis of all three wires of a three-wire cable is made possible.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen elektrisch leitfähigen und die Anschlusselemente (5a, 5b, 5c) ausbildenden Gehäuseteil (30) aufweist, an welchem die Messspannung zum Anschluss der Messobjekte (4a, 4b, 4c) anliegt, wobei der leitfähige Gehäuseteil (30) in mehrere untereinander isolierte Segmente (30a, 30b, 30c) zum Anschluss je eines Messobjekts (4a, 4b, 4c) aufgeteilt ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the housing (2) has an electrically conductive and the connecting elements (5a, 5b, 5c) forming the housing part (30) on which the measuring voltage for connecting the measuring objects (4a, 4b , 4c), wherein the conductive housing part (30) is divided into a plurality of mutually insulated segments (30a, 30b, 30c) for connecting a respective measuring object (4a, 4b, 4c).
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) eine mit den wenigstens zwei Stromerfassungseinrichtungen (20a, 20b, 20c) und der einen Spannungserfassungsein- richtung (26) verbundene Auswerteeinheit (23) angeordnet ist, die zur gleichzeitigen Auswertung aller die Strom- und Spannungsmessung für mehrere Messobjekte (4a, 4b, 4c) betreffenden Signale eingerichtet ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that within the housing (2) with the at least two current detection means (20a, 20b, 20c) and the one voltage detection means (26) connected to the evaluation unit (23) is arranged, the for simultaneous evaluation of all the current and voltage measurement for a plurality of measurement objects (4a, 4b, 4c) is set up signals.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Vorrichtung (1) eine mit der Auswerteein- heit (23) zusammenwirkende Datenübertragungseinrichtung (27a, 27b, 27c) umfasst, mittels derer die in der Auswerteeinheit (23) vorliegenden Messdaten eines mehrere Messobjekte (4a, 4b, 4c) betreffenden Messvorgangs in einem einzigen Übertragungsvorgang an eine externe Datenverarbeitungseinheit übertragbar sind.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (1) one with the Auswerteein- means (23) cooperating data transmission device (27a, 27b, 27c), by means of which the measuring unit of the evaluation (23) present measuring data of a plurality of measuring objects (4a, 4b, 4c) related measurement process in a single transfer operation to an external data processing unit can be transferred.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Elektronik der Vorrichtung (1) hochspannungsseitig angeordnet ist und dass die Datenübertragungseinrichtung (27a, 27b, 27c) eine optische und/oder drahtlose Datenschnittstelle bereitstellt . 6. The device according to claim 5, characterized in that the entire electronics of the device (1) is arranged high voltage side and that the data transmission device (27a, 27b, 27c) provides an optical and / or wireless data interface.
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