用于地點(diǎn)分辨的診斷的方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明首先涉及一種用于借助通過(guò)信號(hào)發(fā)生器饋入到運(yùn)行裝置中的脈沖之間的 干涉來(lái)地點(diǎn)分辨的診斷空間延展的運(yùn)行裝置、尤其用于傳輸電能的電纜的電氣狀態(tài)的方 法。
[0002] 此外，本發(fā)明涉及一種用于借助至少兩個(gè)以脈沖間距At時(shí)間錯(cuò)開(kāi)地饋入到運(yùn)行 裝置中的脈沖之間的干涉來(lái)地點(diǎn)分辨的診斷空間延展的運(yùn)行裝置、尤其用于傳輸電能的電 纜的電氣狀態(tài)的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003] 在能量供給電纜的狀態(tài)診斷的領(lǐng)域中的當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)基于傳統(tǒng)的方法、例如部分 放電的測(cè)量以及損耗因數(shù)的確定（所謂的tan(S)測(cè)量）。
[0004] 此外，已知其他方法、例如松弛電流法以及返回電壓測(cè)量方法（RUckkehrspannung smessverfahren)。在這些測(cè)量方法中，首先以直流電壓極化待檢查的電纜。隨后，在短路之 后確定去極化電流或者返回電壓。如在介質(zhì)的狀態(tài)的損耗因數(shù)確定的情形中的那樣，借助 這些測(cè)量參量能夠評(píng)估例如潮濕程度、絕緣電阻等。然而，涉及積分的測(cè)量方法，所述積分 的測(cè)量方法不允許電纜狀態(tài)的地點(diǎn)分辨的診斷。此外，這些方法相對(duì)于外部的周圍環(huán)境影 響、例如濕度和溫度是非常敏感且易受干擾的，從而它們?cè)谀芰抗┙o領(lǐng)域至今沒(méi)有廣泛應(yīng) 用。
[0005] 在開(kāi)始時(shí)所提及的部分放電診斷（所謂的"TE"診斷（= Teilentladungss-Diagnose))中，識(shí)別、估計(jì)并且定位部分放電故障位置。然而，僅僅根據(jù) 部分放電診斷不能作出關(guān)于電纜狀態(tài)或者其剩余使用壽命的足夠可靠的陳述。這僅僅通過(guò) 與其他方法、例如開(kāi)始時(shí)所描述的損耗因數(shù)測(cè)量的組合實(shí)現(xiàn)。此外需要，測(cè)量期間的電壓負(fù) 荷大于額定電壓，以便根本得到電纜的可靠的狀態(tài)診斷。然而，由于高的電壓負(fù)荷，可能引 起要診斷的電纜的額外的老化或者損壞。主放電位置的空間定位是可能的，但是通過(guò)多次 故障位置、長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度以電纜中的相應(yīng)強(qiáng)烈的衰減或者濕度使定位明顯變得困難。
[0006] 由DE10 2010 013 103A1已知用于在使用測(cè)量電壓的情況下診斷測(cè)量對(duì)象的設(shè) 備及方法，其中所述測(cè)量方法基本上基于損耗因數(shù)確定。
[0007] 所述測(cè)量在使用施加到電纜上的高壓的情況下實(shí)現(xiàn)。隨后，測(cè)量電壓借助電壓檢 測(cè)裝置而分配給各個(gè)測(cè)量對(duì)象的電流借助至少兩個(gè)電流檢測(cè)裝置測(cè)量并且在分析處理單 元中分析處理。
[0008] 所需要的測(cè)量高壓的產(chǎn)生例如可以借助大的變壓器實(shí)現(xiàn)，然而這是耗費(fèi)且昂貴 的。替代地，可以通過(guò)諧振系統(tǒng)或者所謂的"VLF"方法（=VeryLowFrequency方法）實(shí) 現(xiàn)測(cè)量高壓，但是所述測(cè)量高壓不以通常的電網(wǎng)頻率50Hz工作。此外，涉及積分的測(cè)量方 法，即不能實(shí)現(xiàn)分辨位置并且因此僅僅評(píng)估電纜的總狀態(tài)。
[0009] 此外，由JP2001 153913 (A)已知一種診斷方法，其用于地點(diǎn)分辨的檢測(cè)電纜的 電氣特性的變差或者退化。
[0010] 在此，利用頻域反射計(jì)（"FDR法"=頻域反射法），為了狀態(tài)診斷也可以部分考慮 所述方法。這種測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)在于，所述方法可以沒(méi)有損壞地以及幾乎沒(méi)有負(fù)荷地實(shí)施 并且因此僅僅需要相對(duì)小的設(shè)備耗費(fèi)。
[0011] 根據(jù)所述方法，實(shí)施諧振位置分析或者頻譜分析，其中作為輸入信號(hào)大多使用頻 率掃描（Frequenzdurchlauf)。因此，能夠與在時(shí)域反射計(jì)（"TDR"=時(shí)域反射）類似地求 取沿著電纜的阻抗變化。
[0012] 然而，僅僅可以檢測(cè)電纜的電氣特性的強(qiáng)烈變化，因此不能足夠有說(shuō)服力地評(píng)估 電纜或者介質(zhì)的電氣狀態(tài)。故障位置可能通過(guò)待測(cè)件以高的直流電壓的預(yù)極化改善地突出 而通過(guò)隨后實(shí)施的TDR測(cè)量或者FDR測(cè)量才根本識(shí)別。
[0013] 此外，由US7, 966, 137B2已知基于導(dǎo)線上的諧振測(cè)量的分析方法或者分析系統(tǒng) (導(dǎo)線諧振分析）。
[0014] 在此，原理上涉及具有諧振位置分析的FDR測(cè)量方法。然而，只要在相同的未受損 的電纜上不存在（參考）測(cè)量，這種頻譜分析就幾乎不提供關(guān)于電纜狀態(tài)的可靠信息。
[0015] 此外，由US2006/0097730A1已知用于實(shí)施TDR松弛測(cè)量的設(shè)備以及方法。
[0016] 在此，使用所謂的JTFDR測(cè)量方法（JTFDR="JointTimeFrequencyDomain Reflectometry"），所述JTFDR測(cè)量方法是TDR測(cè)量方法和FDR測(cè)量方法的組合。在此，將 所匹配的以具有高斯脈沖作為包絡(luò)線的頻率掃描形式的輸入信號(hào)饋入到待檢查的電纜中 并且使兩種方法的特征統(tǒng)一。
[0017] 所述預(yù)已知的方法的不利在于，又僅僅能夠探測(cè)和分析處理阻抗的變化或者頻譜 的變化。
[0018] 此外，US2008/0048668A1公開(kāi)了用于在使用軸向X光斷層攝影術(shù)的情況下電纜 的診斷方法。
[0019] 在此，在開(kāi)端處并且在末端處以適合的方式接通待檢查的電纜，這例如可以通過(guò) 可變電壓、內(nèi)阻、可變頻率、負(fù)載阻抗等等實(shí)現(xiàn)并且因此產(chǎn)生駐波。借助電壓分布和電流分 布以及電纜的輸入端和輸出端處的視在功率可以建立平衡方程式，所述平衡方程式通過(guò)輸 入?yún)?shù)的N次變化得到方程組，通過(guò)所述方程組可以在理論上確定電纜的任意點(diǎn)處的全部 功率參數(shù)。
[0020] 然而，因?yàn)闉榱说玫浇Y(jié)果必須以各種各樣的輸入?yún)?shù)實(shí)施多個(gè)測(cè)量，所以所述方 法在待檢查的電纜的兩側(cè)包含極高的測(cè)量耗費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 因此，本發(fā)明的任務(wù)是，說(shuō)明一種用于地點(diǎn)分辨的電氣診斷空間延展的運(yùn)行裝置、 尤其用于能量傳輸?shù)母邏弘娎|的方法。此外，本發(fā)明的任務(wù)是，說(shuō)明一種用于實(shí)施所述方法 的移動(dòng)的并且同時(shí)可簡(jiǎn)單操作的設(shè)備。
[0022] 所述任務(wù)首先通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來(lái)解決，所述方法具有以下步驟：
[0023] a)將至少兩個(gè)以脈沖間距At錯(cuò)開(kāi)的脈沖饋入到運(yùn)行裝置中，
[0024] b)借助分析處理單元檢測(cè)經(jīng)干涉的脈沖和回波，
[0025] c)使用于沿著運(yùn)行裝置的長(zhǎng)度1地點(diǎn)分辨地掃描所述運(yùn)行裝置的脈沖間距At變 化，
[0026] d)重復(fù)步驟a)至c)，直至至少逐區(qū)段地掃描了所述運(yùn)行裝置，
[0027] e)在分析處理單元中分析處理所檢測(cè)的經(jīng)干涉的脈沖。
[0028] 由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在空間上尤其在其縱向方向上延展的運(yùn)行裝置、尤其用于能量供 給的包括可能的耦合元件--例如電纜套管（Kabelmuffen)的電纜的電氣狀態(tài)的精確的地 點(diǎn)分辨的診斷。所述方法能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)于局部的質(zhì)量的特性的足夠強(qiáng)有力的陳述，從而借助 附加的專家知識(shí)可以診斷精確限定的電纜分段或者電纜區(qū)段的失效概率。由于相對(duì)小的測(cè) 量耗費(fèi)，所述方法也可用于現(xiàn)場(chǎng)的、即就地的電纜測(cè)量。脈沖的形狀基本上可以具有任意的 時(shí)間變化。
[0029] 在一種有利的構(gòu)型的情形中，在用于地點(diǎn)分辨的診斷的方法步驟e)中，根據(jù)多 個(gè)由脈沖引起的干涉電壓變化和電壓變化來(lái)計(jì)算地求取電纜的長(zhǎng)度1上的局部能量損耗 eW(x)，其中所述電壓變化借助分析處理單元數(shù)字化并且計(jì)算地與運(yùn)行裝置的沒(méi)有故障的 模仿（Nachbildung)相關(guān)聯(lián)。
[0030] 由此，能夠作出關(guān)于運(yùn)行裝置的電氣狀態(tài)的可靠的地點(diǎn)分辨的陳述。附加地，可以 將沒(méi)有干涉的電壓變化與干涉電壓變化相關(guān)聯(lián)，以便優(yōu)化分析處理。由于數(shù)字的分析處理 單元，能夠?qū)崟r(shí)地實(shí)現(xiàn)由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收的電壓變化的檢測(cè)和計(jì)算的分析處理。
[0031] 在所述方法的另一個(gè)有利的構(gòu)型中，相同極性或者相反極性的各兩個(gè)脈沖彼此相 長(zhǎng)或者相消地干涉。
[0032] 由此，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量方法的范疇內(nèi)，不僅充分利用饋入到電纜中的脈沖對(duì) 之間的相長(zhǎng)干涉和/或也充分利用其相消干涉。
[0033] 根據(jù)一種有利的進(jìn)一步擴(kuò)展，產(chǎn)生具有直至1000伏特的最大振幅的脈沖和脈沖 序列。
[0034] 由此，在沒(méi)有已經(jīng)可能存在的電氣預(yù)損害的增大的危險(xiǎn)的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行裝 置的節(jié)省的檢查。所使用的脈沖例如可以具有矩形的、梯形的、三角形的、鋸齒形的、正弦形 的、sin(x)/x形的、指數(shù)的、半圓形的、半橢圓形的、窗口化矩形的、鐘形的（高斯形的）脈 沖形狀或者所描述的脈沖形狀中的至少兩種的任意組合。所述窗口化的矩形脈沖例如可以 根據(jù)"漢明（Hamming) "、"布萊克曼（Blackmann)"、"哈里斯（Harris) "、"凱撒（Kaiser)"或 "漢寧（vonHann)"的類型構(gòu)造。
[0035] 通過(guò)饋入到運(yùn)行裝置中的脈沖的脈沖形狀（例如高斯脈沖等）的適當(dāng)選擇來(lái)優(yōu)化 根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量方法的診斷可能性。通過(guò)脈沖形狀的適當(dāng)選擇還可以實(shí)現(xiàn)色散校正。為 此，例如可以產(chǎn)生在所延展的運(yùn)行裝置或者電纜的感興趣的、尤其待檢查的區(qū)段中是矩形 但在其開(kāi)端處恰好沒(méi)