电线用检测装置的制作方法

1.本发明涉及一种符合权利要求1的上位概念、用于检测电线、尤其是电缆或者电缆束的绝缘层的检测装置，主要用于在电线的绝缘层中探测发现缺陷部位。


背景技术：

2.对于许多应用，必须在使用前对电缆进行检测。其中，电缆绝缘层的击穿强度是一项重要的指标。通过这样的测试，应杜绝绝缘层中存在缺陷部位的可能性。而这样的缺陷部位在机械、车辆、飞机等的电路中，会在运行期间构成危险隐患。
3.us 4,859,953公开了一种用来测试预组装的电缆束的测试装置。测试台具有众多模块化的框架单元，它们采用开放式的末端，以便相互连接在一起。这样一来，就可以改变测试台的长度，继而可以测试不同类型的电缆束。但这种测试装置不适合检测电缆束的绝缘层或者电缆绝缘层的击穿强度。测试同样也不在真空条件下进行；使用us 4,859,953公开的测试装置根本不能建立真空环境。
4.例如，de10024809b4公开了一种借助检测腔探测电线和电缆束绝缘层中损坏部位的装置。需要探测的电线或者电缆束部分会被一个形成检测腔的检测容器呈钳形地包围。在探测前，会封闭检测腔，并且使用一种击穿电压低于空气的检测用气体或者检测用混合气，借助气体交换替换检测腔内的大气。
5.这种已知解决方案的缺点在于，钳形的检测容器仅能包围电缆的一部分。此外，检测腔在关闭位置同样也并非完全密封，因而必须使用一种检测用气体(混合气)，以避免空气侵入检测腔。然而，结果表明，在检测用气体环境中探测缺陷部位是不可靠的。另外，专门准备一种检测用气体非常繁琐。
6.fr2716721公开了一种电缆检测用装置。装置包含一个用以容纳一种电离气体的壳体。在此，待检测电缆会被穿过壳体中带有密封环的孔，使得始终只会有一部分电缆被壳体包围。


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的在于，提供一种装置，它不具有前述的缺点，并且尤其能够更快且更可靠地实现电线的检测。应尽可能降低开销，并且确保良好的操作人员友好性。另外，在不使用检测用气体的情况下，应同样也能够开展可靠的检测。
8.通过独立权利要求的各个特征实现了发明目的。在附图和从属权利要求中阐述了有利的进一步改善。
9.根据本发明，检测装置具有一个可以密闭且可以抽真空的腔室，用以完全容纳待检测导线，其中，在腔室内部布置了至少一个电连接点位，优选地采用插塞连接件的形式，用以连接待检测电线，另外，从连接点位将一个电衬套从腔室中引出。
10.腔室可以密封且可以抽真空，因而可以在腔室内部建立真空，但至少可以建立负压环境。换言之：在腔室封闭的状态下，腔室内部对外是真空密封的，和/或可以抽真空。在
此，连接点位向外形成的电衬套能够确保腔室的密封性。在此，优选形成为插塞连接件的连接点位可以在衬套中形成一个由外向内的法兰。
11.通过在电线和由腔室的壳体或者腔室壳体一部分形成的电极之间施加检测电压(或者一段可以随时间变化的检测电压)，来检测电缆绝缘层的击穿强度。
12.本发明的优点尤其在于，待检测电线在检测过程中完全位于腔室内部，包括其可能装配了插头的末端。因此，始终可以在相同的条件下执行测试，不受要检测电线的形状及尺寸的影响。检测可以在真空下进行，也就是说，不必强制使用检测用气体。所有这些令过程简单、可重复且可靠。完全容纳在检测腔中的电缆可以和设计在腔室壳体壁板中的插头连接。
13.另一项优点在于，检测在整体上可以以无破坏的方式进行。
14.优选地，在真空下进行电线的检测(即在抽真空的腔室内)。通过在真空下检测，同样也可以和使用检测用气体一样，降低击穿电压。这样一来，相比正常压力，击穿时的电压会显著降低。
15.在此，检测所需的(高电压)电源可以布置在腔室外。通过电衬套，确保从外部至腔室内部的电连接。
16.本发明尤其涉及一种用来检测和/或确定电缆绝缘层击穿强度的电缆检测装置。在本技术中，电缆这一概念既指简单的电缆(即没有分支)、带有多条平行电线的电缆，也指复杂程度更高或者更低的电缆结构或者电缆束。本检测装置适用于所有这些电缆。
17.一种优选的实施方式的特点在于，腔室壳体至少有一部分，优选至少有一半或者至少是腔室壳体的底部由导电材料、尤其是金属形成，它与电源和/或一个电位连接，优选与接地连接。在此，腔室壳体同时用作电极，用以施加电压，并且在绝缘层存在缺陷部位时，用以对击穿进行测量。优选地，通过测量电流进行。同样也可以考虑测量电场。根据另外一种实施方式，可以借助一种光学采集装置，例如摄像机，对击穿时绝缘层缺陷部位和腔室壳体之间形成的电弧进行探测或者采集。在另一种可选的实施方式中，可以在腔室内布置一个电极，例如采用扁平电极或者板式电极的形式，它主要用于支承待检测电线。
18.一种优选的实施方式的特点在于，检测装置包含一种电线监控用测量装置。测量装置可用于监控或者检查电压是否按规定施加。在此，目的是检查检测电压是否的确到达了待检测电线。作为备选或者额外地，测量装置也可用于在缺陷部位探测因击穿而导致的电压降。
19.优选地，该测量装置布置在腔室外，并且和腔室内部的一个电连接点位连接在一起。测量装置可以包含一个安培表、一个伏特计、一个电场表和/或一个光学采集装置(例如一台摄像机)，其设置为以光学方式记录绝缘层发出的电弧。
20.一种优选的实施方式的特点在于，在腔室内部至少布置了两个电连接点位，优选地采用插塞连接件的形式，其中，其中一个连接点位与一个(布置在腔室外的)电源连接在一起，而另一个连接点位则与(布置在腔室外的)测量装置连接在一起。将待检测电线其中一个末端通过一个连接点位连接到电源上，并且将另一端通过另外一个连接点位连接到测量装置上。
21.因此，可以存在两种电连接点位：
[0022]-一种用于馈入检测电压，可选配有接通装置，实现连接点位的选择性接通。
[0023]-另一种用于电压测量(检查检测电压是否的确到达了待检测电线)。
[0024]
一种优选的实施方式的特点在于，在腔室内部至少布置了两个、优选地至少布置了五个电连接点位，优选地采用插塞连接件的形式，其中，从连接点位分别有一个电衬套从腔室中引出，或者优选地，连接点位具有不同的形状。连接点位的数量越多，一次循环就可以检测更多电线。此外，通过增加连接点位数量，就可以检测带有多个插头的复杂电缆束。通过不同尺寸的连接点位，同样也可以方便地检测具有不同形状插头的电缆。
[0025]
在一种优选的实施方式中，连接点位可以更换，使得检测装置可以适配不同形状的插头。
[0026]
一种优选的实施方式的特点在于，至少两个、优选地至少五个电连接点位优选地以插塞连接件的形式固定在一个共用的支撑元件上，其优选采用板条或者板材的形式，并且可以从腔室壳体上取下。连接点位(插塞连接件)优选地可以分别从共用的支撑元件上取下。这样一来，就可以方便连接点位的拆卸，以及接下来的更换。
[0027]
一种优选的实施方式的特点在于，至少为一个的电连接点位固定在腔室的一块内壁板中或者内壁板上。
[0028]
一种优选的实施方式的特点在于，至少为一个的电连接点位通过电衬套与布置在腔室外的电源连接在一起。
[0029]
一种优选的实施方式的特点在于，检测装置具有一台与腔室连接、并用来为腔室抽真空的真空泵。
[0030]
一种优选的实施方式的特点在于，腔室由一个槽形部件和一个盖住槽形部件的盖板形成，其中，在槽形部件和盖板之间优选地设计了密封件，它在腔室关闭状态下位于盖板和槽形部件之间。该实施形式确保了良好的操作人员友好性，因为只需将待检测电线放入槽中，并且和连接点位连接即可。
[0031]
一种优选的实施方式的特点在于，至少为一个的电连接点位布置在槽形部件的一块侧壁板上，其中，侧壁板和槽形部件的底面一起在腔室内部围成一个钝角，其中，钝角优选介于100
°
和150
°
之间，特别优选为120
°
。通过这样的措施，使得连接点位正好朝向操作人员，从而可以特别方便地连接电线。
[0032]
一种优选的实施方式的特点在于，检测装置具有一个用以支撑腔室、且优选地可移动的底架，其中，腔室和底架优选地形成一个工作台。在此，除了操作人员友好性以外，同样也提高了检测装置的灵活性和应用范围。
[0033]
一种优选的实施方式的特点在于，至少腔室的槽形部分形成了一个可以从底架上取下的嵌件。通过这种方式，可以整个地更换腔室。
[0034]
一种优选的实施方式的特点在于，检测装置包含一个控制装置，其通过用户接口，设置为
[0035]-可以由一名操作人员对检测进行参数设置，尤其是输入参数，例如检测电压大小、检测持续时间、腔室内的压力、允许的临界电流(泄漏电流)等；
[0036]-可以对检测过程进行控制，和/或
[0037]-可以记录检测结果(实际检测条件、达到的电流、击穿导致的电压降、击穿的时间点、缺陷部位的定位等)。
[0038]
一种优选的实施方式的特点在于，底架上至少装有一个与至少为一个的电连接点
位连接在一起的电源，和/或一台与腔室连接在一起的真空泵，和/或一个用于控制检测装置的控制装置，和/或一个用于操作检测装置的用户接口。这就提供了一种紧凑的解决方案，其整体化地包含所有必要的组件。
[0039]
一种优选的实施方式的特点在于，检测装置具有至少一个传感装置，用以在待检测电线上探测和/或定位绝缘层的击穿，其中，传感装置优选地包含一个与电连接点位连接的测量装置，尤其是一个安培表或者一个伏特计。传感装置同样也可以包含一个图像采集装置，尤其是一个摄像机。
[0040]
一种优选的实施方式的特点在于，腔室优选地在其盖板中具有至少一个观察窗(例如以圆窗的形式)或者具有至少一处透明区段。在此，操作人员可以立即识别表现为电弧的击穿。观察窗可用于展示目的，但并非必需。尤其是在借助布置在腔室内的摄像机进行光学分析时，优选地，不应设计观察窗。
[0041]
一种优选的实施方式的特点在于，由一块优选地可以水平移动的板材形成盖板，并且形成检测装置的台板。这样一方面可以节省空间，另一方面对于操作人员而言，可以在人体工学方面确保腔室及其盖板理想的高度。
[0042]
一种优选的实施方式的特点在于，盖板可以在关闭位置和打开位置之间、优选地在水平方向上移动，其中，盖板优选地通过滚柱轴承导卫实现导向。
[0043]
一种优选的实施方式的特点在于，在电连接点位和腔室的一块壁板之间布置了密封件，用以对于腔室以外的区域密封腔室内部。这样可以确保真空密封的过渡，同时使得连接点位可以更换。
[0044]
一种优选的实施方式的特点在于，至少为一个的电连接点位具有一个优选地朝向腔室内部的密封件，以便在连接电线的情况下，针对电连接点位和待检测电线的插头之间所形成的空间，以气密和/或电气方式，密封腔室内部。这样，就可以在连接点位区域中进一步提升密封功能。该密封件同样也可以理解为电密封件(即绝缘体)，防止闪络并击穿连接点位上的电插头。
[0045]
一种优选的实施方式的特点在于，至少为一个的电连接点位具有一个固定机构，优选为卡扣机构，用以在连接点位上固定待检测电线的插塞连接件。
[0046]
一种优选的实施方式的特点在于，在腔室的底面上布置了电绝缘材料制成的间隔件，优选采用格栅或者格网的形式，或者采用板条的形式，以便分隔待检测导线和腔室底面。
[0047]
借助符合本发明的检测装置，通过一种检测电线、尤其是电缆或者电缆束绝缘层的检测方法，优选地通过探测电线绝缘层中的缺陷部位，也可以达到目的，其中，检测方法包含下列步骤：
[0048]-将至少一根待检测电线放入腔室中，并且将电线连接到腔室至少一个电连接点位上；
[0049]-对腔室抽真空，优选地直至腔室内压力低于500mbar，优选地低于200mbar，特别优选地至少低于100mbar；
[0050]-在待检测电线和电极之间施加电压，电极优选地形成为腔室的至少一侧内壁，或者布置在腔室内，和/或布置在待检测电线之间。
[0051]
检测方法的另一个步骤包含借助传感装置(或者测量装置)直接或者间接地监控
待检测电线。这样就可以检测绝缘层的击穿强度，和/或发现可能的击穿，和/或在绝缘层中发现一处或者多处缺陷部位。例如，可以通过评价电流是否超过一个可设置的极限值来识别击穿。
[0052]
作为备选方案，或者额外地，也可以在两根或者多根待检测电线之间施加电压。接下来，相应在导线之间进行测量。
[0053]
施加电压的过程中，借助与待检测电线和/或电极直接或间接连接的传感装置监控是否发生了击穿，或者电压的具体下降程度。电测量装置形式的传感装置可以包含一个安培表、一个电压计和/或一个电场表。传感装置同样也可以是一个光学采集装置(例如一个摄像机)，用以采集绝缘体产生的电弧。
[0054]
一种优选的实施方式的特点在于，施加电压的步骤和监控待检测电线的步骤在腔室抽真空的情况下进行(即腔室中为负压或者真空环境)，腔室中的压力优选地低于500mbar，优选地低于200mbar，特别优选地低于100mbar。
[0055]
一种优选的实施方式的特点在于，施加的电压介于1kv和50kv之间，优选地介于10kv和30kv之间。
[0056]
在下方的说明中介绍本发明的其他优点、特征和细节，其中参考附图阐述了本发明的实施例。
[0057]
参考标记列表以及专利要求中的技术内容和图例均为专利公开的组成部分。以关联和全面的方式介绍附图。相同附图标记表示相同部件，具有不同标志的附图标记表示功能相同或类似的部件。
附图说明
[0058]
图1符合本发明的一种检测装置的一种实施例；
[0059]
图2腔室一块侧壁板的外侧；
[0060]
图3连接了电线的一个电连接点位的详图；
[0061]
图4可以抽真空的腔室的详图；
[0062]
图5带电源和真空泵的检测装置背面，和
[0063]
图6本发明的一种实施例。
具体实施方式
[0064]
图1示出了用于检测电线2、尤其是电缆或者电缆束绝缘层的检测装置1。在此会特别探测电线2绝缘层中的缺陷部位。
[0065]
检测装置1具有一个可封闭且可抽真空的腔室3，用以完全容纳待检测电线2。在腔室3内部，布置了多个电连接点位6(此处采用插塞连接件的形式，包括连接插头或者连接插口)，用以连接待检测电线2。从连接点位6出发，分别有一个电衬套7从腔室3中引出(图2、3和4)，以将连接点位6与可能是某个测量装置组成等部分的电源8连接。
[0066]
在腔室3封闭的状态下，腔室3内部对外是真空密封的，和/或可以抽真空。
[0067]
在施加高压时(腔室抽真空后)，在缺陷区域中会发生至电极的电压闪络，具体表现为出现在电缆上的电弧。电极保持恒定的电位(例如接地)。优选地，由腔室3的壳体或者壳体的一部分形成这一电极。
[0068]
因此，在所示的实施例中，腔室壳体3至少有一部分，优选至少有一半或者至少是腔室壳体的底部由导电材料、尤其是金属形成，它与电源8和/或一个电位连接，优选与接地连接(图4)。
[0069]
原则上，同样也可以仅设计一个连接电位6，但优选设计两个或者多个，以便能够连接待检测电线的两端，或同时连接多根电线，或连接具有多个接头的复杂电缆束。各个连接点位6同样也可以具有不同的形状。
[0070]
在图2的实施例中，电连接点位6固定在一个共用的支撑元件9上，其优选采用板条或者板材的形式，并且可以从腔室3壳体上取下。
[0071]
如图1和图4所示，电连接点位6固定在腔室3的一块内壁板中或者内壁板上。
[0072]
如图5所示，电连接点位6通过电衬套7与布置在腔室3外的电源8连接在一起。在腔室3上同样也连接了一台为腔室3抽真空的真空泵10。
[0073]
图1和图4中的腔室3通过槽形部件4和一个盖住槽形部件4的盖板5形成。在槽形部件4和盖板5之间可以设计密封件14，它在腔室关闭状态下位于盖板5和槽形部件4之间(图4)。
[0074]
图4中还可以看到，电连接点位6布置在槽形部件4的一块侧壁板4a中。该侧壁板4a和槽形部件4的底面4b在腔室3内部形成了一个钝角α。钝角α优选介于100
°
和150
°
之间，基本为120
°
。
[0075]
根据优选的实施例，检测装置1具有一个用以支承腔室3、并优选可以移动的底架13(见图1和5中的滚轮)。在此，腔室3和底架13可以形成一个工作台。至少腔室3的槽形部件4可以设计为可以从底架13上取下的嵌件(图4)。
[0076]
底架13可以至少支承一个与至少为一个的电连接点位6连接在一起的电源8，和/或一台与腔室3连接在一起的真空泵10，和/或一个用以控制检测装置1的控制装置11，和/或一个用以操作检测装置1的用户接口12(例如一个显示屏和/或一个键盘和/或一个触摸屏)。
[0077]
图1中可以看到，腔室3的盖板5中可以具有至少一个观察窗15或者至少一处透明区段。
[0078]
腔室3的盖板5由优选可以水平移动的板材形成，其构成了检测装置1的一块台板。盖板5因此可以在关闭位置和打开位置之间优选地在水平方向上移动。在图1的实施例中，盖板通过一个优选采用滚柱轴承的导卫18导向。该导卫18在图1中分别布置在工作台的边缘。
[0079]
图3示出了连接点位6(此处为连接插口)和待检测电线2的插塞连接件20之间一种可能的连接情形。可以看到，在电连接点位6和腔室3的一块壁板之间布置了密封件16，用以对于腔室3以外的区域密封腔室3内部。
[0080]
此外，至少为一个的电连接点位6具有一个朝向腔室3内部或者在连接电线2的情况下朝向插塞连接件20的密封件17，以便在连接电线2的情况下，针对电连接点位6和插塞连接件20之间所形成的空间，密封腔室3内部。
[0081]
至少为一个的电连接点位6同样也可以具有固定机构，优选为卡扣机构，用以在连接点位6上固定待检测电线2的插塞连接件20。
[0082]
图4示出了另一个优选的特征，即在腔室的底面4b上布置了电绝缘材料制成的间
隔件19，优选采用格栅或者格网的形式，或者采用板条的形式，以便分隔待检测导线2和腔室3底面4b，该底面4b在此也形成了(配对)电极。
[0083]
图6示出了本发明的另一个实施例，其具有传感装置21，用以在待检测电线2上探测和/或定位绝缘层的击穿，和/或监控或者检查施加的(检测)电压。传感装置可以设计为腔室3外的电测量装置22(例如安培表和/或电压计)和/或腔室3内的光学采集装置23(例如一个摄像机)。
[0084]
图6中可以看到，在腔室3中可以至少存在两个电连接点位6，其中，一个电连接点位6与(布置在腔室3外的)电源8连接在一起，而另一个电连接点位6则与(布置在腔室3外的)测量装置22连接在一起。将待检测电线2其中一个末端通过一个连接点位6连接到电源8上，并且将另一端通过另外一个连接点位连接到测量装置22上。当然，测量装置22、电源8和可能的控制装置11同样也可以集成为一个结构整体。电极24在图6中单独示出。正如已反复提及的，腔室3的壳体本身也可以形成配对电极。
[0085]
和电源8一样，传感装置21与控制装置11连接在一起，并且由其控制。
[0086]
最后，本发明同样也涉及一种借助符合本发明的检测装置、检测电线2、尤其是电缆或者电缆束的绝缘层的检测方法，主要用于在电线2的绝缘层中探测发现缺陷部位。检测方法包含下列步骤：
[0087]-将至少一根待检测电线2放入腔室3中，并且将电线2连接到腔室3至少一个电连接点位6上；
[0088]-借助真空泵10对腔室3抽真空，优选地直至腔室3内压力低于500mbar，优选地低于200mbar，特别优选地低于100mbar；
[0089]-在待检测电线2和腔室3的一侧内壁之间和/或在待检测电线2之间施加电压。
[0090]
施加电压的过程中，借助与待检测电线2和/或电极24直接或间接连接的传感装置21监控是否发生了击穿，或者电压的具体下降程度。传感装置21可以包含一个安培表、一个伏特计、一个电场表和/或一个光学采集装置(例如一台摄像机)，用以记录绝缘层发出的电弧。
[0091]
一种优选的实施方式的特点在于，施加电压的步骤和监控电线2的步骤在腔室3抽真空的情况下进行(即腔室3中为负压或者真空环境)，腔室3中的压力优选地低于500mbar，优选地低于200mbar，特别优选地低于100mbar。
[0092]
本发明并不仅限于所述及所示的实施方式。在本发明的理念内，同样也可以采用其他设计。尤其可以针对检测装置的结构和功能设计、在操作人员友好性及提高检测效率、节省检测时间方面提出改进，并且可以针对检测流程本身，以及针对所需的设备和/或控制系统提出改进。
[0093]
附图标记列表
[0094]
1 检测装置
[0095]
2 待检测电线
[0096]
3 腔室
[0097]
4 槽形部件
[0098]
4a
ꢀꢀꢀꢀ
槽形部件4的侧壁板
[0099]
4b
ꢀꢀꢀꢀ
槽形部件4的底面
[0100]
5 盖板
[0101]
6 电连接点位
[0102]
7 电衬套
[0103]
8 电源
[0104]
9 支撑元件
[0105]
10
ꢀꢀꢀꢀ
真空泵
[0106]
11
ꢀꢀꢀꢀ
控制装置
[0107]
12
ꢀꢀꢀꢀ
用户接口
[0108]
13
ꢀꢀꢀꢀ
底架
[0109]
14
ꢀꢀꢀꢀ
密封件
[0110]
15
ꢀꢀꢀꢀ
观察窗
[0111]
16
ꢀꢀꢀꢀ
密封件
[0112]
17
ꢀꢀꢀꢀ
密封件
[0113]
18
ꢀꢀꢀꢀ
导卫
[0114]
19
ꢀꢀꢀꢀ
间隔件
[0115]
20
ꢀꢀꢀꢀ
电线2的插塞连接件
[0116]
21
ꢀꢀꢀꢀ
传感装置
[0117]
22
ꢀꢀꢀꢀ
电测量装置
[0118]
23
ꢀꢀꢀꢀ
光学采集装置
[0119]
24
ꢀꢀꢀꢀ
电极