专利名称：用于检测在测试物中放电的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分限定的用于检测在被测试物(下文称为测试物)中的放电的装置。
背景技术：
在用于电力设备元件(下文仅简称为“元件”)或高压电力设备例如仪器用互感器、开关装置、发电机、电力变压器、电缆等的绝缘系统中的局部放电的存在，即所谓的局部放电是当评定该元件的质量、状态和预期的使用寿命时的一个重要参数。因此，对于用于高压电力设备的元件的验收通常包含例如根据IEC刊物270“局部放电测量”规定的适当条件下对于局部放电的发生情况的测试。除此以外，已经研究开发各种不同的方法和装置，用于在设备现场进行测试，目的在于在运行一段时间之后评估各元件的状态，并且因此例如为根据预防性维护做出决定提供更可靠的依据。例如对于各种动力发电机，测量设备也是很有效的，能够在运行过程中连续地进行监测。
在电力设备和/或包含几个电路部分的元件中，同样重要的是，除了能够将局部放电与外部噪声区分之外，要能够将所检测的局部放电发生的具体电路部分查到，例如在一台发电机中的某一发电机线圈。
在元件中的局部放电引起电流脉冲通过将元件连接到周围部分的导体，并且这些电流脉冲可以通过测量当电流脉冲通过连接到其中一个导体的测量阻抗时由电流脉冲产生的电压或者通过直接或间接测量电流可以进行检测。在进行电压测量时，测量设备包含一耦合电容器，该电容器在进行测量的条件下一定不能产生局部放电，并且该测试物、耦合电容和测量阻抗按熟知的方式即能形成电流通路的方式相互连接并分别连接到周围的元件和测试设备上。
当测量局部放电时的一个问题是将由在测试物中的局部放电发源的测量信号与由在周围元件中或在测试设备中的局部放电发源的干扰信号区分开来，或者这些干扰具有另外的起源，但其频谱的频率和幅值与局部放电的频谱相类似亦应区分开来。这些干扰通过这样一些导体可以通到测试物上，利用这些导体将测试物按能形成电流通路的方式连接到周围部分上，不过也可能在所应用的频率范围内由于周围部分产生的电磁辐射由测量装置获取这些干扰。
在室内测试环境中进行测试的过程中，通过屏蔽测试室和对电压电源进行滤波可以将噪声电平降低，不过当在设备现场进行测试时，通常不可能实现这一点。上述这种类型的干扰还可以利用所谓的平衡测试电路来抑制，其中被测元件相对一参考阻抗是平衡的，在这样一种情况下干扰是作为同相信号产生分布在与测试物和参考阻抗串联的测量阻抗上。该参考阻抗可以由与测试物相似的元件组成或由模拟测试物的一个阻抗例如一参考电容构成，其在测试过程中不能产生局部放电。平衡的测试电路还可以按照完整的电桥连接来设计。上述的耦合电容器、参考阻抗以及测量阻抗在测试时必须分别按照构成电流通路的方式连接到该元件上，因此也就连接到测试物所连接的高压电源上。
测量分布在一测量阻抗上的电压存在的一主要缺点是随着测试物的电容增加使测量灵敏度下降。
当检测局部放电是通过测量电流方式时，仅需一个换能器，它对与电流脉冲相关联的磁场敏感。因此，由这种换能器得到的测量信号与测试物以及连接到测试物上的高压电路从电流通路上是分开的，因而，消除了例如在接地回路中的各环路的影响产生的问题。测量电流用的换能器不需要耦合电容器和测量用阻抗，可以按照很小的尺寸设计，使得在元件改变尺寸和形状时能够简单地配置。
德国专利文件DE 3708 731介绍了一种电力开关装置，用于检测在高压设备中产生特定的局部放电时产生的干扰脉冲。在设备的带电部分和地电位之间接有一电容性的分压器。从该设备的中间电压连接端经过一专用于此目的的阻抗网络将电压提供到用于测定局部放电的电路上。这种装置通常不能将来源于在该元件产生的局部放电的脉冲与来源于所讨论中的元件以外的干扰脉冲相区别，并且在该专利文件所示的装置建议了一种处理这一问题的方法。一个电流互感器，其泵边绕组连接到一个处于高电压电平下的且将该元件连接到周围部分上的导体上，并且它的副边绕组利用中心抽头分成两个部分，每个部分接有一个电阻负载。该副边绕组按这样一种方式绕制，即令中心抽头和各自连接端之间的电压幅值相同但相位相反。分压器的中间电压端连接到电流互感器的副边绕组的中心抽头上，使得在副边绕组的各自的连接端处的电压为来自分压器的电压和在副边绕组相应部分上分布的电压的矢量和。取决于通过电流互感器的原边绕组的电流方向，因此得到具有不同幅值的电压。在该元件内部产生的局部放电引起电流脉冲通过电流互感器的原边绕组，其方向为离开该元件指向其周围部分，同时，外部到达的干扰脉冲引起一沿相反方向通过电流互感器的原边绕组的干扰脉冲。通过测定由副边绕组的二连接端处输出的电压，因此，可以确定所检测的脉冲是否来源于所讨论的元件中产生的局部放电。该电流互感器可按照便利双线 绕制的罗科夫斯基线圈来设计。通过在一个以上的电压连接端设置开关装置，可以获取在具有多个电压连接端的元件中的更精确的局部放电的位置。因此，该测量原理是根据与现有元件上分布的电压成比例的电压进行测量的，并因此除了用于按与电流方向相关的方式进行检测的装置外，还包含具有高通特性的分压器。因而，这种分压器不能以构成电流通路的方式在讨论的元件处连接，故提出用于利用电容检测该元件上的电压的电场检测探头或天线。
欧洲专利文件EP 0 061 254B介绍了一种用于监测高压设备中的局部放电的装置，该设备包含两个元件并呈现对于局部放电的两个以上的放电通道，例如一变电站。在这种情况下应当能够单独和连续地监测所选择的每一个元件，并能将局部放电与噪声和来源于外部到达的瞬变电压的信号区分开来。设计上述装置用于监测众多的连接在共用的高压母线和地电位或低压导体之间的高压装置结构中的元件。在它们连接到地电位和低压分压器处，需监测的各元件分别利用高频电流互感器按感应原理连接到该连接件上的放电检测装置上。在一元件中的局部放电引起电流脉冲通过属于该元件的电流互感器，但是由于各元件、高压母线、地电位和低压分压器分别形成局部放电通道的网络。故还通过其它的电流互感器，但是其中的极性相反。另一方面在高压母线上的瞬变电压或其它扰动电压将引起有相同极性的电流脉冲通过所有的电流互感器。每个放电检测器向一解码器输送编码的信号。它的脉冲宽度对应于检测的电流脉冲的极性。解码器包含多个多路分解器，其产生并存储一与对于每个元件的检测的极性状态相对应的信号模式。对这一信号模式进行解码和测定。因此，来自一个元件的检测电流脉冲的偏移的极性表示其中的局部放电。
该装置需要用于编码和测定的大量的电子系统，包含单稳多谐振器、存储器和解码电路，并且该系统整体上必须使体形扩展很大范围。由于在一元件中的局部放电产生的脉冲在其沿母线和通过其它元件传播时会衰减，这可能导致不是所有的放电检测单元都能向多路分离器提供信号。因此上述装置将不能起预期的作用，并且必须引入特定的电子电路来对这种状态进行指示和产生信号。还可能出现，一个以上的放电检测单元输送一个其极性与其余信号不同的信号。这可能是由于正确或不正确检测局部放电的结果。这样还会导致装置不能按预期的方式起作用，此外要利用特定的电子电路来检测这种状态并发信号。
发明概述本发明的目的是提供一种在引言部分所述类型的装置，其通过一些用简单方式应用到各种尺寸和形状的元件上的换能器，并且在正常运行条件下的连续监测过程中，使得在作为一个方面的预定的元件中的局部放电和作为另一个方面的外部干扰和在所连接的一些元件或测试设备中的局部放电之间能够简单可靠地进行区分。按照这样一种方式，可以实现对于预定元件可能产生的局部放电的稳定可靠地探测。
由所提出的权利要求将会使根据本发明的装置的各种特征变得很明显。
根据如下的说明书部分和权利要求将会使本发明的优点变得很清楚。
附图简述通过结合附图介绍各实施方案更详细地解释本发明，其中
图1表示根据本发明的一种装置，其中的测试物具有两个连接导体，每个导体处有一换能器；图2A表示根据本发明的一种装置，其中的测试物具有4个连接导体，每个导体处有一换能器；图2B-2C表示在根据图2的装置中在测试物内或外侧分别产生放电的过程中的换能器信号；图3A-3B表示在根据图1的装置的进一步改进中的测定设备的实施例；图3C-3D表示在根据图3A-3B的装置中在测试物内或外侧分别产生放电的过程中的换能器信号；
图4表示在根据图1的装置的进一步改进中的换能器的一些实施例；图5表示在根据图1的装置的进一步改进中的测定设备的一个实施例，其包含测试物的一个模型；图6A-6D表示根据本发明的装置中的换能器的实施例；图7A-7D表示根据本发明的装置中的换能器的另一些实施例；图8A-8D表示根据本发明的装置中的换能器的再一些实施例；图9A-9C表示根据本发明的装置中的换能器的再一些实施例；图10表示根据本发明的装置中的换能器的再一些实施例；图11A-11B表示当测试物包括一电缆接头时的换能器设备的实施例；图12表示当测试物包括一电缆终端时的换能器设备的实施例；图13表示当测试物包括一电压互感器时的换能器设备的实施例；图14A表示当测试物包含一三相电力变压器时的换能器设备的实施例；图14B表示当测试物包含一用于电力变压器的分接头开关时的换能器设备的实施例；图15A-15B、图16和图17A-17B表示当测试物包含一高压套管时的换能器设备的实施例；图18表示当测试物包含高压套管时的可移动的换能器设备的实施例；图19表示当测试物包含一高压发电机时的本发明的一个实施例；图20表示当测试物包含一开关配电装置时的换能器设备的实施例；图21表示当测试物包含气体绝缘的开关配电装置时的换能器设备的实施例；图22A-22B表示当测试物包含一电力变压器时的换能器设备的另一实施例；图23表示在根据图22A-22B的换能器设备中的测定设备的实施例；图24A-24B表示当测试物包含电流互感器时的换能器设备的实施例；
图25表示当测试物包含一可移动通道时的换能器设备的实施例；图26表示包含一超导探测器的换能器设备的实施例；图27表示包含串联的罗科夫斯基线圈的换能器设备的实施例。
优选实施方案描述图1表示具有两个电连接导体1a和1b的测试物。该测试物由与周围部分绝缘的电气元件或一高压电力装置组成，例如电缆、电力变压器、开关装置配电盘或高压发电机，不过在图中总地按一个阻抗元件来表示。
测试物由频率通常为50或60赫的电源供电，在图中用经过一外部阻抗元件2b连接到测试物上的发电机2a来表示该电源，该阻抗元件通常包含一与发电机串联的电感元件。在测试物上分布有杂散电容和干扰电压，在图上利用电容元件3a、3b和干扰电压发生器3c来表示。在图中用4表示的另外一些元件利用导体5连接到发电机2a并利用导体1b连接到测试物1上。导体5利用接地导体5′接地。
在该元件的绝缘系统中的放电即一种局部放电产生电流脉冲，由于电流分流作用该电流脉冲通过该元件的连接导体分布到包含有该元件的电路上。如果在元件4中产生具有一定极性的这种放电，通过测试物的连接导体的电流脉冲的方向在图上用虚线箭头来表示，即电流脉冲经过连接导体1b通入测试物并经过连接导体1a流出测试物。
另一方面，如果在测试物中产生这样一种放电，经过测试物连接导体的电流脉冲在图中用实线箭头表示其方向，即放电产生的电流脉冲基本上同时，或者沿流出测试物的方向或者沿流入测试物的方向流过两个连接导体。电流方向流出还是流入测试物取决于放电的极性。使用“基本上同时”是指在本文中在两个连接导体中的电流脉冲它们共同起源于在测试物中的同一次放电。然而，应当理解，由于至少某些种类的测试物在为了检测电流脉冲所采取的频率范围内呈现为一阻抗，使经过其连接导体流经测试物的电流幅值衰减和/或产生相移，通常并不是绝对同时发生的。例如，假若在元件4中发生放电，通过连接导体1a的电流脉冲由于在测试物中的偏移和相移将会相对于通过连接导体1b的电流脉冲产生相位滞后和衰减。
换能器设备包含在连接导体1a处配置的换能器6a和在连接导体1b处配置的换能器6b。这些传感器检测由通过连接导体的电流脉冲产生的磁场并对与磁场的极性相关的电流脉冲方向是敏感的。当电流脉冲通过各自个的连接导体时，每个换能器分别产生信号V1″和V2″，因此，换能器信号的极性取决于磁场的极性，因此也就取决于电流脉冲的方向，在这一实施例中，换能器分别由环绕各自连接导体的罗科夫斯基线圈61a和61b构成。然而，为了表示清晰，在图上是按照沿各连接导体的细长线圈表示二线圈的。
在这种连接方式中，一个罗科夫斯基线圈是指按这样一种方式在电导体中配置的线圈，即线圈的轴线取向至少基本上与由导体中的电流产生的围绕导体的磁场的磁力线的方向相同。
线圈的这样配置使得当电流脉冲沿一方向流经连接导体，使其沿从标示一圆点的线圈的一端到未标示的一端通过线圈。在图上利用一圆点标示的二线圈的连接端处产生相同极性的电压。
换能器还可以根据已知的其它原理构成，只要能对由电流脉冲产生的磁场进行对方向敏感的检测，例如包括霍尔元件、磁阻元件或超导元件，所谓的SQUID(超导量子体干扰装置)。
将每个换能器信号提供到一包含与各自传感器相连的滤波器单元PA、信号混合单元ABU以及逻辑单元LU的测定设备。
每个滤波器单元包含电阻性和电容性的阻抗元件R、C，用于将换能器调谐到处在为检测所关注的频率范围内即通常在0.1-1MHz之内的谐振频率上。此外，每个滤波器单元包含一放大器AMP和带通滤波器BP，该滤波器的通频带处在为检测所关注的频率范围内。在图中分别将各滤波单元PA、电阻性和电容性阻抗元件R、C，放大器以及带通滤波器标示为PAa、PAb、Ra、Rb、Ca、Cb、AMPa、AMPb以及BPa、BPb。来自带通滤波器的输出信号分别表示为V1′和V2′。
信号混合单元ABU包含一加法器ADD，其输入为由带通滤波器的输出信号V1′和V2′，分别经过在图上按照电位器BMa和BMb示意标示的各自的加权元件BM到该加法器ADD。来自二加权元件即来自二电位器活动端的输出信号V1和V2提供给加法器，加法器的输出信号构成为一个按照信号V1和V2的和形成的和信号。
该和信号S提供到一判别器DC，其包含在该逻辑单元中并当其输入信号幅值超过一预定比较值时输出一指示信号IND。
参照图1描述的装置工作情况如下。当在测试物外部例如在元件4中产生放电时，来自带通滤波器的输出信号V1′和V2′具有不同的极性，这是由于与放电相关连的电流脉冲通过换能器6b的方向是从标示圆点的线圈一端到未标示的线圈一端，而通过换能器6a的方向是从未标示的线圈一端到用圆点标示的一端。例如，通过检测按某种已知的方式由外部施加的干扰脉冲，可以调节加权元件，使得来自二加权元件的输出信号具有相同的幅值。这意味着在这些情况下的和信号S将不明显偏离零，因此，利用适当选择的比较值工作的判别器DC不会输出指示信号。
如果在测试物中产生放电，由带通滤波器输出的信号V1′和V2′将具有相同的极性，这是由于与放电相关联的电流脉冲可沿两个方向通过换能器，或者从标示圆点的线圈的一端到未标示的一端，或者沿相反的方向。在这些条件下，和信号S将偏离零，以及因此，利用适当选择的比较值工作的鉴别器DC会输出一指示信号。
该指示信号按已知的某种方式可以经过一信号接口单元BUF输向监测设备SUEQ。
特别是，在具有电感性阻抗和呈现对地的高电容的测试物的情况下，最好选择带通滤波器的通频带使测试物的固有谐振频率落在该通频带的以外。
在图2A表示具有4个连接导体1a、1b、1c、1d的测试物，在测试物内部这4个连接导体是按彼此形成电路通路连接的。每一个连接导体与同种的换能器6a、6b、6c、6d和滤波器PAa、PAb、PAc、PAd按照与参照图1介绍的相同的方式分别相连接。来自标有V1′、V2′、V3′、V4′的各个带通滤波器的输出信号按照一种参照图1对于该装置所介绍的相似的方式提供到加权装置BMa、BMb、BMc、BMd，这些加权装置输出的信号V1、V2、V3、V4提供到加法器。因此，在这个实施例中由信号V1、V2、V3和V4的和构成的来自加法器的和信号S提供到判别器DC，当和信号超过预选的比较值时，该鉴别器输出指示信号IND。
图2B表示当各传感器检测基本上同时或者由测试物流出或者流入测试物而流经所有连接导体的电流脉冲时的各信号V1、V2、V3、V4和S的典型波形，是作为沿水平轴表示的时间的函数在图中沿竖直轴表示的。基本上具有衰减的正弦振荡波形的所有信号基本上处于同相的位置，因此，近似为各信号V1、V2、V3和V4的最大幅值的和构成了该和信号的最大幅值。
图2C表示在测试物外侧放电的情况下的各信号V1、V2、V3、V4和S的典型波形。与放电相关联的电流脉冲经过连接导体1b到达测试物并且经过连接导体1a、1c和1d离开测试物。信号V1、V2和V4具有基本相同的相位位置而信号V3则基本上是反相的，因此，该和信号的最大幅值是与信号V1、V2、V4的最大幅值的和减去信号V3的最大幅值构成的。
在图3中表示了对参照图1介绍的本发明实施例一种有效的改进。信号混合单元ABU除了包含加法器ADD以外，还包含一减法器SUB。由加权元件分别输出的信号V1、V2提供到该减法器，减法器的输出信号D是一作为信号V1和V2的差形成的差信号。该和信号S与该差信号D提供到一构成为商数发生器的比较器Q，其配置在逻辑单元LU中，用于形成该和差信号的商。由比较器输出的信号SQ提供到判别器DC，当信号SQ超过预选比较值时，该判别器输出一指示信号。根据上述内容可以认识到，各和信号与差信号的幅值彼此成反比例，这取决于换能器提供的是与在测试物外侧放电相关联的外部干扰脉冲还是与在测试物中放电相关联的干扰脉冲。在前者的情况下，和信号的最大幅值将是较低的，而差信号的幅值则比较高，在后者的情况下，状态则相反。因此，在和信号和差信号之间进行比较使得在确定放电源时的灵敏度增加。
在另一实施例中比较器Q如图3b所示可以包含一乘法器M和一加法器54M。在加法器中形成作为输出信号SQ的和信号S和信号D′的差，其中信号D′是由差信号D在乘法器中与一选择常数K相乘形成的。常数K可以通常选择为数值2到3的量级。
图3C所示为信号V1，V2、和信号S＝V1+V2，差信号D＝V1-V2的典型波形，在图中按竖直轴画出，作为在水平轴上表示的时间的函数。在测试物中放电的情况下，换能器检测基本上同时流经所有连接导体的，或者流出或者流入测试物的电流脉冲。信号V1、V2具有基本相同的相位位置，因此，所构成的和信号的最大幅值非常接近信号V1和V2的最大幅值之和，而差信号的最大幅值变得非常接近于零。
图3D表示信号V1、V2、和信号S＝V1+V2与差信号D＝V1-V2的典型波形，反映在测试物外侧放电的情况。信号V1和V2基本上是反相的，因此，所构成的差信号的最大幅值非常接近信号V1和V2的最大幅值之和，而和信号的最大幅值变得非常接近于零。
利用在图4中表示的装置实施例可以实现该装置在确定放电起源时相应提高灵敏度。测试物的每一个连接导体分别与两个换能器6a、6c和6b、6d相关联，每一个分别与一个滤波器单元以及一个加权元件PAa、PAc，Ba、Bc以及PAb、PAd、BMb、BMd相连接。用于检测流经相同连接导体的电流脉冲的换能器适于当电流脉冲通过连接导体时输出具有相同极性的换能器信号，和信号S按照与参照图1所介绍的相同的方式作为根据来源于换能器6a和6b的换能器信号形成的和形成，而差信号在减法器中根据来源于换能器6c和6d形成。应当认识到，和信号和差信号的波形都与在根据图3A中的实施例和根据图4的实施例中所形成的波形相似。
图5表示本发明的进一步改进，当测试物呈现为一个阻抗时是特别有利的，该阻抗在用于检测电流脉冲的频率范围内按一定方式影响对经过连接导体通过该测试物的电流的幅值衰减和/或相位移动的检测。在图中所示的测试物1表示为一Π形网络，包含3个阻抗元件101、102和103，其中第一个连接在连接导体1a和1b之间，而后两个分别连接在导体5和连接导体1a和1b之间。当测定设备如参照图1所介绍的进行设计时，加权元件BMa和BMb不能按照这样的状态设定，即在测试物外侧放电的情况下使和信号变为零或非常接近于零。如果设想放电发生在元件4中，来自换能器6a的换能器信号由于在代表测试物的阻抗元件中产生偏移和相位移，将相对于来源于换能器6b的换能器信号呈现相位延迟和衰减。相反，如果设想放电发生在一连接到测试物的连接导体1a上的元件中，来源于换能器6b的换能器信号相对于来源于换能器6a的传感器信号会产生相位延迟和衰减。因此，当测试物处在所述的频率范围中呈现可由图5所示方式表示的特性时，难于形成满意的信号V1和V2的衰减状态。然而，通过在信号混合设备ABU中包含这样一种测试物的模型可以实现对于这些特性的补偿，该测试物模型能使按一定方式形成和信号的各信号产生衰减和相位移，这种方式即能模拟通过该测试物的连接导体的电流脉冲经历的衰减和/或相位移。在图5中表示了这种模型的一个实例。其包含3个阻抗元件Z1、Z2和Z3，每一个元件具有的特性类似于在测试物中的阻抗元件101、102、103，相互连接的方式相似于在连接点P1、P2的连接方式。此外，两个阻抗元件Z4、Z5在连接点P3、P4连接到该模型上，按照上述方式连接的这些阻抗元件是可调的，用以将换能器调谐到一处在检测所关注的频率范围内部的一个谐振频率。每个换能器的连接是，使它们的一个连接端分别连接到该连接点P1和P2，而使另一个连接端分别连接到在阻抗元件Z4和Z5处的连接点P5和P6。在连接点P3和P4检测信号V1和V2并提供到加法器ADD。例如，通过检测按某种已知的方式由外部作用的干扰脉冲，可以设定阻抗元件Z1、Z2、Z3，使得来自该模型的输出信号V1和V2将具有相同的幅值和相位位置，因此，对于在测试物外侧的放电该和信号S将变为零。
图6A-6D表示换能器7的一个实施例，该换能器在这样一些情况下是特别有利的，即其中的测试物是由发电机的定子绕组的一个线圈组成，并且这个线圈位于在发电机定子的一个其中还有另一个线圈的绕组槽中。图6A是以侧视图表示的换能器。用薄的绝缘的导体围绕一具有低磁带损耗的导磁材料例如铁的薄的矩形板72绕许多匝，从而形成具有两个连接端73、74的线圈71。线圈的轴线平行于矩形板的短边并且由一导电材料例如铝箔的屏蔽层75所环绕。在图6A中所示的换能器除去了屏蔽层，余下断面B-B。图6B表示从断面B-B观察的换能器。图6D表示置入叠层的塑料形成的板76中的换能器，以及表示经过同轴电缆77由在槽761中的板引出的线圈的连接端。图6C表示发动机定子具有绕组槽8的部分的横断面。两个线圈81、82位于该绕组槽内并且换能器置于两个线圈的两个相邻的线圈侧面。
图7A-7C表示与参照图6A-6D所介绍的换能器构成相类似的换能器7的一个实施例，不过其中的差别是线圈的轴线平行于矩形板长的侧边。例如，通过将线圈绕在无定形铁制成的板上，可以使换能器沿板的纵向是柔性的，并且可以如图7C所示围绕电缆9应用。
参照图6A-6D和7A-7C所述的换能器适用的频率范围通常为0.1-5兆赫。在换能器中包含的线圈也可以围绕非磁性材料制成的板绕制。
图8A-8D表示一包含可便利地围绕测试物的连接导体应用的罗科夫斯基线圈的换能器7的一个实施例。在图8A中以发电机的定子绕组的线圈81为实例的测试物具有分别配置在各自的连接导体1a、1b处的换能器7a、7b。图8B表示通过连接导体1a的横断面，图8C表示通过线圈和连接导体的断面C-C。线圈71围绕一环氧树脂芯体通常绕10到30匝并置入同样由环氧树脂构成的层78中。所置入的线圈由导电材料例如为铝箔构成的外屏蔽层75环绕。图8D表示具有在公用的屏蔽层75内部的两个换能器7和7′的通过连接导体的断面C-C。
图9A-9C表示换能器7的另一个实施例。线圈71围绕一代替无定形铁的绝缘材料制的U形芯体72绕制，并且该线圈由一导电材料的屏蔽层75例如铝箔所环绕，由一塑料薄层(在图中未表示)所覆盖。图9A表示应用于发电机定子绕组的线圈81的连接导体1a、1b上的这种类型的换能器。图9B和9C分别表示当沿连接导体的纵向和与之垂直的方向观察时的换能器的视图。可以在线圈的两个连接端73和74配置一电容器(在图上未表示)，用以调谐换能器的谐振频率。
图10表示对于根据图9A-9C所示的换能器的一种改进，当测试物由发电机的定子绕组中的线圈构成，且其中在同一绕组槽中配置一另外的线圈的情况下这种改进可能是有利的。图10表示通过在公用的定子槽(在图中未表示)中配置的两个线圈81、82的横断面。围绕两个线圈配置一个换能器，其包含一与参照图9A-9C所介绍的相同种类的U形芯体。在测试物由线圈81构成的条件下，以及在参照图9A-9C所述的方式绕制线圈的情况下，由于在线圈81和线圈82之间形成连接，在线圈82中的放电也将会产生换能器信号。通过将线圈分成分别围绕芯体沿相反的方向绕制的两个相互串联的部分71′和72″，以及通过适当选择该部分71′和该部分71″中的匝数比，及通过将部分71″配置在线圈81和将部分71′配置在线圈82，使在线圈82中放电的影响可以降低。
图11A-11B示意地以纵断面的形式表示在测试物由电缆接头构成的情况下的换能器的位置。两个电缆端头91、92按已知的方式利用-由接地屏蔽层94环绕的套管93实现彼此连接。图11A所示情况为其中的屏蔽层与套管分开，在这种情况下，便利于将在图中用罗科夫斯基线圈举例表示的换能器6a、6b在电缆的二端头沿电缆的纵向配置在套管和屏蔽层的之间。图11B所示情况为其中的屏蔽层是与套管为一整体，在这种情况下，可以将换能器置入套管中的如图指示的位置。
图12示意表示在测试物由电缆终端头构成的情况下的换能器的位置。电缆91利用终端头95按已知的方式进行终接。在这样一种情况下，正如在图上所标注的，将在图中利用罗科夫斯基线圈举例表示的换能器6a、6b分别配置在靠近电缆终端头和围绕电缆终端头的端接法兰的电缆上是有利的。藉此使与电缆终端头外侧放电相关联的电流脉冲通过两个线圈，使和信号变得非常接近于零。倘若在电缆终端头中产生放电，电流脉冲将流到由换能器6b环绕的以及在电缆终端头中配置的接地屏蔽层中。这一电流脉冲构成该通过电缆终端头的各连接导体的电流脉冲的和，并且利用换能器6b进行检测，而在这些状况下，换能器6a仅检测通过电缆91的电流脉冲。
图13示意表示在测试物由测量电压的仪用互感器构成的情况下的换能器的位置。单相电压互感器11包含以断面图表示的高压套管111和箱体112。在断面图中所示的高压绕组113和低压绕组114配置在该箱体内的公共铁芯115上。利用导体116将高压和低压绕组以及铁芯连接到地电位。在这种情况下，如在图中所标示的，将在图中利用罗科夫斯基线圈举例表示的换能器6a、6b围绕该接近箱体的高压套管的较低部分以及在箱体外侧的导体116处配置是有利的。
图14A-14B示意表示在测试物分别由电力变压器的高压绕组和分接开关组成的情况下换能器的位置。三相电力换压器12包含箱体121和高压绕组WR、WS、WT，每个绕组分别经过套管BR1、BR2、BS1、BS2、BT1、BT2从箱体引出(图14A)。在这种情况下，如在图上所标示的将在图中利用罗科夫斯基线圈举例表示的各换能器6aR、6bR、6aS、6bS、6aT、6bT围绕该接近箱体的各个套管较低部分配置是有利的。在图14B中示意表示一相的分接开关具有连接到绕组122上的连接导体123和连接到可沿绕组移动的触头125上的另一连接导体124，以及二换能器6a、6b配置在各自的连接导体上。
在测试物例如由三相电抗器构成的情况下，可以将各换能器按照与参照图14A所述的状况完全相似的方式放置。
在测试物例如由电力电容器构成的情况下，根据其连接到其中包括该电力电容器的电网中的其它部分的情况，可以将一换能器按照与参照图13-14所介绍的相似的方式放置，即放置在电力电容器的高压套管处和在电力电容器壳体外侧的地电位上的一个导体上，或者放置在一对电力电容器的高压套管上。
图15A-15B、16、17A-17B和18示意表示在测试物由用于高电压装置的高压套管构成的情况下的各换能器位置的实例。配置在高电压装置的盖板133上的高压套管13包含一配置在绝缘子132例如陶瓷元件中的外部连接导体131。该外部连接导体通过法兰134伸入到位于高压装置内部中的套管的较下部分135。
图15A表示的在图中用罗科夫斯基线圈举例表示的一个换能器6a，围绕在绝缘子上方的高压套管的连接导体配置。其中表示有一剖开的绝缘子的图15B表示了一个在图中用罗科夫斯基线圈举例表示的换能器6a，该换能器围绕在绝缘子内部的高压套管的连接导体外侧以及在该导体上端部分配置。
图16表示在图中用罗科夫斯基线圈举例表示的各换能器6a′，6a″、6a，6a′的另外一些围绕高压套管的下部的配置位置。
图17A表示在图中用罗科夫斯基线圈举例表示的一个换能器6a围绕绝缘子下部邻近法兰配置。
图17B表示在图中用罗科夫斯基线圈举例表示的各换能器6a′，6a″的另外一些配置位置，它们分别围绕在绝缘子内侧的高压套管的外连接导体以及在该导体下部和盖板下方配置。
图18表示在图中用罗科夫斯基线圈举例表示的一个换能器6a围绕绝缘子配置并沿绝缘子是可以移动的。这样一种换能器结合例如按照图16所示设置的换能器6b使用是有利手。
由上述内容即通过对来源于根据在图15A-15B，16，17A-17B和18所示的任一方式放置的换能器的信号进行求和，能够确定在细长的测试物的限定的部分中放电的位置。例如通过将如图18所示的可移动的换能器6a与如图16中所示的固定的换能器6a′相结合，通过移动该可移动的换能器，可以确定在测试物的限定部分放电的位置，以及通过沿测试物配置两个可移动的换能器，可以完全自由地沿测试物确定放电发生的位置。
图19表示当测试物由交流发电机一相定子绕组的相互串联的多个线圈组成时的本发明的应用情况。多个线圈81-87经过它们的连接端81′，81″-87′，87″相互串联。在图中用两条直线141，142示意地表示定子的铁芯部分。在每个连接端81″-87″例如按照参照图7-10的其中之一所介绍的实施例来配置换能器6a1-6a7。各个换能器信号提供到滤波单元PA1-PA7，由滤波单元输出的标注V1′-V″7的信号提供到与参照图3所介绍的信号混合单元实施例相类似的一个信号混合单元。然而，为了简化图19，在该图中没有表示在信号混合单元中包含的加权元件。信号混合单元包含与每个换能器分别关联的加法器ADD1-ADD7，以及与每个换能器相关联的减法器SUB1-SUB7，因此该信号混合单元还适应这种情况，即向每一个加法器和减法器提供有来自彼此相邻串联的两个线圈的连接端配置的一对换能器的信号。因此，例如向加法器ADD2和减法器SUB2分别提供有来自一对换能器6a2、6a3的信号。并分别形成和信号S23＝V2+V3以及差信号D23＝V2-V3，同时向加法器ADD3和减法器SUB3分别提供有来自一对换能器6a3、6a4的信号，并分别形成和信号S34＝V3+V4差信号D34＝V3-V4。所有的和信号与差信号提供到与参照图3所介绍的逻辑单元相同类型的逻辑单元LU，并且通过将相关的和信号与差信号相综合形成指示信号IND2-IND7，因此，其中的信号IND2指示在线圈82中的放电，IND3指示在线圈83中的放电，如此等等。各指示信号经过在图上标为15的数据总线输向已知类型的中央监控设备，以及输向指示盘16，该指示盘包含例如以发光二极管162-167形式的指示装置，当要指示在相应线圈中的放电时，发光二极管会发光。
根据上述内容和图19可以认识到，通过配置信号混合单元使得向其中的加法器和减法器提供来自在连接端配置的一对换能器的信号，在各连接端之间设有彼此相邻串联的多个线圈，可以检测在任选一组相互串联的线圈中的放电。
图20表示当测试物由例如在封闭的室内中压开关装置中或在气体绝缘的开关装置中的开关装置配电盘构成时的本发明的应用情况。图20以单线示意图的方式表示一个开关装置单元的各个部分。该开关装置单元包含连续的母线17，该测试物由包含电路断路器172和输出线173的配电盘171构成。在图中用罗科夫斯基线圈举例表示的各换能器6a、6b、6c围绕开关装置配电盘171的两侧的母线在这一配电盘和其相邻的配电盘之间配置，以及围绕输出线173配置。按照与参照图3所介绍的方式将换能器信号经过滤波单元PAa、PAb、PAc提供到信号混合单元ABU，用以形成和信号S＝V1+V2+V3。如果仅来自换能器6a、6b的信号提供到信号混合单元，则测试物包含开关装置配电盘171和输出线173连同连接到其上的设备。如果来自换能器6a、6b和6c的信号提供到信号混合单元，则测试物限定仅包含开关装置配电盘171。
图21表示当测试物构成为气体绝缘的开关装置时本发明的应用情况。该图以单线示意图的形式表示一具有含绝缘气体182例如SF6的壳体181的开关装置单元18。该开关装置单元为三相结构，但在图中仅用标号标注一相，可以理解，所有三相都是相同的。开关装置单元包含母线183、接地隔离开关184、套管185、电路断路图186、附加套管187、附加接地隔离开关188、以及户外式套管189。在图中利用罗科夫斯基线圈举例表示的各换能器6a、6b、6c、6c′、6c″、6c分别配置如下围绕在连接到接地隔离开关184的连接线两侧的母线；围绕在接地隔离开关184和套管185之间的连接线，围绕在套管187和接地隔离开关188之间的连接线；围绕在接地隔离开关188和户外式套管189的下部之间的连接线；以及围绕在户外式套管上部通过该套管的导体上。作为一个实例，表示来自各换能器6a、6b和6c的换能器信号怎样经过滤波单元PAa、PAb、PAc提供到信号混合单元ABU，用以形成和信号S＝V1+V2+V3。在这种情况下，该测试物由接地隔离开关184和位于在各换能器之间的母线部分以及连接到母线上的接地隔离开关的连接线组成。由上述内容和由图21应当认识到，通过将来自适当选择的换能器的信号提供给信号混合单元，可以将测试物限定包含开关装置单元的选定部分例如，通过按照参照图3所介绍的方式设计信号混合单元以及向其提供来自换能器6c″和6c的信号，可以非常可靠地确定放电位置在户外式套管189。当然，在开关装置中的所有各相可以装备有按照上述方式配置的换能器。
图24A-24B表示当测试物由电流互感器构成时的本发明的应用情况。
图24A表示以断面图表示的包含高压套管191和箱体192的单相电流互感器19。载有被测电流的导体193向下通过高压套管、通过在箱体中的铁芯194以及再次向上通过高压套管。环绕铁芯194还配置有次级绕组195。利用导体196将铁芯和次级绕组连接到地电位，通过导体193的电流测量值经过导体197输出。在这种情况下，如在图中利用罗科夫斯基线圈举例表示的换能器6a按图中标示的配置方式，即围绕接近箱体的高压套管的下部配置是有利的。在电流互感器中的位于箱体中的这些部分中发生的放电会产生电流脉冲，从换能器侧观看，该电流脉冲通过沿相同方向的导体193的向下和向上延伸的各部分，然而，在电流互感器的这些部分的放电会产生电流脉冲，从换能器侧观看，该电流脉冲沿不同方向通过导体193的向下和向上延伸的部分。因此，在前一情况下由电流脉冲产生的磁场不为零，而在后一情况下该磁场基本上为零。因此，在这种情况下，测试物由位于箱体中的电流互感器中的这些部分组成。
图24B表示一种所谓顶部铁芯型的单相电流互感器19，其包含高压套管191和箱体192，两者表示在断面图中。以一种在图中未表示的方式连接到地电位的环形铁芯194配置在高压套管的上部。载有被测电流的导体193向下通过高压套管、铁芯并再次向上通过高压套管。次级绕组195环绕铁芯绕制，将其连接端196、197通过高压套管引到箱体上。连接端196连接到地电位，通过导体193的电流的测量值经过导体197输出。此外，在这种情况下，在图中利用罗科夫斯基线圈举例表示的换能器6a按图中所标识的配置方式即围绕接近箱体的高压套管的下部配置是有利的。在电流互感器的位于换能器上方的这些部分中的放电会产生电流脉冲，从换能器侧观看。该电流脉冲沿相同的方向分别通过向下和向上延伸的部分196、197，而在电流互感器的这些部分外侧的放电会产生电流脉冲，从换能器侧观看，该电流脉冲沿不同的方向通过导体195向下和向上延伸的部分。因此，在前一情况下，由电流脉冲产生的磁场不为零，而在后一种情况下，该磁场基本上为零。因此，在这种情况下，测试物由电流互感器的位于换能器上方的这些部分组成。
图25表示当测试物由一连续的移动带，例如处于制造过程中的用于变压器的带绝缘的电导体构成时的本发明的应用情况。
上述种类的导体的制造是通过将一些作为基元的铜导体热压到环氧树脂中形成带状导体。为了提高导体的绝缘电阻，将一种纸带围绕该带绕制，使得从通过导体的横断面看该纸带变为C形。在导体输向连续的移动带中时进行这些制造步骤，输送速度通常数值为0.2米/秒量级，因此，对导体的绝缘进行连续检查是有利的。
图中表示了从左到右由箭头标示的移动方向在两对压辊202和203之间向前输送的一些做为基元的导体201。提供纸带204并在旋转输送装置205中围绕该作为基元的各导体叠绕。两个相互按形成电流通路连接的电极206a、206b配置在一对压辊202和203之间，它们沿移动带的移动方向延伸并且覆盖该带的整个宽度。由发电机207向该对电极提供交流高压，因此在该带的区段X-X产生与该带的纵向相垂直的电场。换能器6a、6b配置在该带处，一个在区段X-X的一端，换能器信号V1″、V2″经过滤波单元PAa，PAb提供到信号混合单元ABU。因此在这种情况下，测试物由连续的移动带的区段X-X以及在该区段的各自的端部处连接到这一区段的该带这两个部分的测试物连接导体构成。在图中简略表示的装置208包含与该带形成电接触的两个金属刷。这二个金属刷连接到电压源上，如果电流流经金属刷，电流检测元件进行检测。
图22A-22B表示了本发明的一种改进形式，在这样一种情况下，即其中的测试物呈现很高的阻抗，例如由电力变压器构成，特别是处在恶劣的噪声环境下，用于在正常运行过程中进行监测是特别有利的。测试物的高阻抗导致由其外侧放电引起的电流脉冲通过测试物的过程中产生很大的衰减，因此，利用在电流脉冲流出测试物的连接导体处的与脉冲电流相关的磁场来进行检测可能是相当困难的。
图22A表示电力变压器12具有的箱体121和高压套管BR1的部分。在高压套管处设有按已知方式配置的电容测量端126。围绕高压套管的下部刚好在套管经其通入变压器中的法兰128上方配置一个换能器6aR，其包含利用导体73′(图22B)使之相互串联连接的两个罗科夫斯基线圈6aR′，6aR″，每个线圈例如按照参考图7A-7C所介绍的方式设计。
图22B表示从与套管的纵轴相垂直的一个平面观看的换能器，并表示出，每个罗科夫斯基线圈包含的部分小于套管圆周的二分之一。二线圈例如通过粘接固定到套管上，这种换能器的设计在将其安装在各种不同尺寸的套管上时是最便利的。从抗干扰的观点出发，使二线圈围绕套管按旋转对称的方式设置是有利的。由换能器输出的信号V1经过导体73、74提供到测定设备127。来自电容测量端的输出信号Vc按相似方式经过导体75提供到测定设备上。
按照本发明的这种改进形式，检测由与在测试物中的放电相关联的电流脉冲产生的磁场和电场。通过将由这些场引起的信号放大，可以在幅值和方向方面确定与放电相关联的通过连接导体的功率能量。放电可以具有正的或负的极性，根据该极性确定通过与放电相关的测试物的连接导体的电流脉冲或者沿朝向测试物的方向或者沿离开测试物的方向。通过检测由电容测量端输出的信号Vc的极性确定这一极性，而通过检测由换能器6aR输出的信号V1的极性来确定电流脉冲的极性。
在图23中表示测定设备127的一个实施例。由换能器6aR输出的信号V1和由电容测量端输出的信号Vc每个分别提供到各自的接口单元21′，21″，为了使彼此适应和形成适当的信号电平，可以采用已知的方式利用电阻式、电容性、电感性和放大的电路元件。由各自的接口单元输出的信号每个分别提供到各自的带通滤波器22′，22″。与由换能器6aR的输出信号相关联的带通滤波器22′的通频带在该换能器的固有谐振频率附近，而该固有谐振频率2是经过选择的，以便得到测量系统中最好的信噪比。对于带通滤波器22″的通频带可以适当方式具有与带通滤波器22′相同的特性。
由各自的带通滤波器输出的信号每个分别提供到放大元件23′、23″以便产生适当的电平，由两个放大元件23′，23″输出的信号提供到一乘法器24，在其中两个信号相乘。由乘法器输出的信号具有正极性或负极性，这取决于放电源的情况。在这一实施例中，假设正的输出信号代表在测试物中产生放电，通过选择包含在换能器6aR中的线圈的绕制方向可以实现。
来自乘法器的输出信号Uind提供到峰值检测器25，其仅将具有正极性的信号输向包络线形成电路26。该包络线形成电路26按照被延长的衰减时间重现它的输入信号。由包络线形成电路输出的信号的幅值与被检测的测试物中的放电的程度相关，即增加内部放电的程度会使包络线形成电路输出信号的数值增加。这一输出信号提供到一信号变换器27，其将由包络线形成电路输出的信号变换为一相应的直流电流IIND。这一直流信号的幅值取决于信号变换器的输入信号的幅值，因此也就取决于放电的程度。该信号IIND输向监测设备(在图中未表示)，以便按已知的方式与一选择的报警值比较。
应指出，在本发明这一实施例中，用于指示在测试物中存在放电的指示信号是利用一检测仅在检测物的其中一个连接导体处的与电流脉冲相关联的磁场的换能器信号得到的。在该过程中在变压器套管处没有电容测量端，可以采用某些其它类型的换能器来检测由电流脉冲产生的电场。
在图26中表示换能器设备的再一个优选的实施例。两个分别由罗科夫斯基线圈61a、61b构成的换能器6a、6b分别配置在测试物1的各一侧。每一个罗科夫斯基线圈连接到已知类型的所谓的SQUID的超导传感器上。由各自的超导传感器输出的信号提供到带通滤波器BPa、BPb，以便形成信号V1′和V2′，该信号可以进一步处理，例如按照参照图3A上面介绍的方式进行。
图27表示换能器设备的另一实施例。四个分别由罗科夫斯基线圈构成的换能器6a、6b和6c，6d分别在测试物1的连接导体1a和1b处在测试物1的每一侧按两两并列的方式配置。在测试物两侧配置的线圈彼此串联，使线圈6a和6b按彼此相反的方向绕制，线圈6c和6d按彼此相同的方向绕制。由按负反馈串联的线圈输出的信号提供到滤波单元PAa，由正反馈串联的线圈输出的信号提供到滤波单元PAc，这些滤波单元与参照图1所介绍的为同种类型。应认识到，通过将各线圈连接，分别包含在二滤波单元中及在图27中用AMPa和AMPc标注的放大器将形成与参照图4所介绍的和信号S和差信号D相对应的信号。这些信号提供到一比较器Q，例如为参照图3B所介绍的相同类型的比较器。
本发明并不局限于所示的实施例，而是本发明的构思还可包含将采用各种信号混合原理和测试目的所述换能器的其它组合方式。
本发明的基于采用能够制造其形状和尺寸适合于各种测试物，并且分别形成电流通路的换能器。用于对测试物中的放电定位的测定设备根据简单而可靠的原理，因此对于外部干扰是不灵敏的。
权利要求书1.一种用于检测在具有至少两个电连接导体(1a，1b，1c，1d)的测试物(1)中放电的装置，该装置包含换能器设备和测定设备(PA，ABU，LU)，该换能器设备包含至少两个换能器(6a，6b，6c，6d)，用于通过检测由电流脉冲产生的磁场及其极性以对方向敏感的方式检测通过连接导体的电流脉冲，每个换能器根据所述电流脉冲及其方向向测定设备输出换能器信号(V1″、V2″、V3″、V4″、V11″、V12″)，以及当换能器设备检测基本上同时沿由测试物流出的方向流过所有连接导体或者沿流入测试物的方向流过所有连接导体的电流脉冲时，测定设备根据接收的换能器信号，产生指示在测试物中产生放电的指示信号(IND)，其特征在于，该装置包含一个装置(ADD，PAa)，用于根据来自与相互不同的连接导体相关联的换能器的换能器信号的和形成和信号(S)；一个装置(SUB，PaC)，用于根据来自与相互不同的连接导体相关联的换能器的换能器信号的差形成差信号(D)；以及一个比较器(Q，SUM)，用于根据所述和信号和所述差信号形成比较信号(SQ)；以及测定设备根据所述比较信号形成指示信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置包含一些换能器，两个换能器与至少两个连接导体中的每一个相关联，用于检测通过各自的连接导体的电流脉冲。
3.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，正如换能器输出形成该和信号的各换能器信号(V1″，V2″)，根据来自各相同的换能器(6a，6b)的换能器信号(V1″，V2″)形成该差信号(D)。
4.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，测定设备对于每个换能器包含一个与该换能器相关联的滤波器单元(PAa、PAb、PAc、PAd)，该滤波器单元包含用于调谐换能器的固有频率的调谐电路(Ra、Ca、Rb、Cb、Rc、Cc、Rd、Cd)，以及带通滤波器(BPa、BPb、BPc、BPd)，换能器信号提供到滤波器单元，并根据由滤波器单元的输出信号(V1′，V2′，V3′，V4′，V11′，V21′)形成所述和信号和差信号。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述带通滤波器调谐到测试物的串联谐振频率。
6.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，测定设备包含加权元件(BMa、BMb、BMc、Bmd)，用于对形成该和信号的各信号进行加权处理。
7.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，测定设备包含一测试物的模型(Z1，Z2，Z3，Z4，Z5)，用于按照一定方式使形成和信号的各信号衰减和/或产生相位移，该方式即为模拟流经测试物的连接导体的电流脉冲经历的幅值衰减和/或相位移。
8.根据前述任一权利要求所述的装置，其中的测试物由连续的移动带例如处在制造过程中的变压器绕组的带绝缘的导体的一个区段(X-X)，以及连接导体由连接到所述区段的移动带的那些部分组成，其特征在于，该装置包含至少两个电极(206a，206b)，由交流电压供电并且沿移动带的行进方向延伸，每个电极配置在该带的一侧，覆盖该带的所述区段，换能器设备包含至少一个配置在每个连接导体处的换能器。
9.根据权利要求1-7的其中之一所述的装置，其中的测试物由在具有母线(17)和输出线(173)的电力开关装置单元例如中压开关装置或气体绝缘的开关装置中的开关装置配电盘(171)组成，其特征在于，换能器设备包含在开关装置配电盘两侧的母线上配置的换能器(6a，6b)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，换能器设备还包含由开关装置配电盘侧观看在输出线处配置的换能器(6c)。
11.根据权利要求1-7的其中任一所述的装置，其中的测试物由交流发电机的一相定子绕组中的多个相互串联的线圈(81，82，…86，87)组成，其特征在于，换能器设备包含在每个所述线圈的连接端处(分别为81′，81″，82′，82″，…86′，86″，87′，87″)配置的换能器(分别为6a1，6a2，…6a6，6a7)，以及测定设备包含加法器(分别为ADD1，ADD2，…ADD6，ADD7)，用于根据来自任选一对所述传感器的传感器信号的和形成和信号(S12，S23，…S67)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，测定设备包含加法器，用于根据来自在相互串联且彼此相邻配置的线圈连接端处配置的一对所述换能器的换能器信号的和形成和信号。
13.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，换能器包含至少一个围绕连接导体配置的罗科夫斯基线圈(7，7a，7b)。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述罗科夫斯基线圈围绕该环绕连接导体U形的磁性材料芯体配置。
15.根据权利要求1-7的其中任一所述的装置，其中的测试物由发电机定子绕组中的线圈(81)组成，以及所述线圈和附加线圈(82)配置在发电机定子中的一个绕组槽内，其特征在于，换能器包含两个按相互沿相反的方向绕制的且围绕公用的U形磁性材料芯体(72)配置的串联的罗科夫斯基线圈(71′，71″)，其中的一个线圈(71″)配置在构成测试物的线圈(81)处，另一个线圈配置在定子绕组槽中的另一个线圈(82)处。
16.根据权利要求1-7的其中任一所述的装置，其中的测试物由发电机的定子绕组中的线圈(81)构成，所述线圈和附加线圈(82)配置在发电机定子中的一个绕组槽(8)内，其特征在于，换能器由一配置在定子中的所述绕组槽内且在所述两个线圈之间的基本上呈平板状的罗科夫斯基线圈构成。
17.根据权利要求1-7的其中任一所述的装置，其中的测试物具有细长的延伸件，例如用于高压电力装置的套管(13)，其特征在于，换能器设备包含至少一个沿测试物以可移动方式配置的罗科夫斯基线圈(6a)。
18.根据权利要求1-7的其中任一所述的装置，其中的测试物由具有至少一个高压套管(BR1)和配置在所述套管处的电容测量端构成，其特征在于，所述换能器包含至少一个围绕所述高压套管配置的罗科夫斯基线圈(6aR′，6aR″)，以及向测定设备提供来自所述电容测量端的测量信号(Vc)。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述换能器包含两个分开(分别为6aR′，6aR″)的围绕所述高压套管彼此相对配置且相互串联的罗科夫斯基线圈。
20.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述换能器包含在到测试物的连接导体配置的至少一个罗科夫斯基线圈(61a，61b)，以及一连接到所述罗科夫斯基线圈上的超导传感器(SQUID)。
21.一种用于检测在配置在载流导体(193)处的电流互感器中放电的装置，所述互感器包含高压套管(191)和次级绕组(195)，其中所述载流导体的向下和向上延伸的部分以及所述次级绕组配置在所述高压套管中，该装置包含测定设备(PA，ABU、LU)和向测定设备输送换能器信号的换能器(6a)，其特征在于，换能器由环绕所述载流导体的所述向下和向上延伸的部分以及所述次级绕组组成，以及当换能器检测沿流出电流互感器的方向或者沿流入电流互感器的方向基本上同时在所述载流导体的所述向下和向上延伸的部分以及所述次级绕组中的电流脉冲时，该测定设备根据所接收的换能器信号产生指示在电流互感器中产生放电的指示信号(IND)。
权利要求
1.一种用于检测在具有至少两个电连接导体(1a，1b，1c，1d)的测试物(1)中放电的装置，该装置包含换能器设备和测定设备(PA，ABU，LU)，该换能器设备包含至少一个换能器(6a，6b，6c，6d)，用于通过检测由通过连接导体的电流脉冲产生的磁场及其极性以对方向敏感的方式检测该通过连接导体的电流，所述至少一个换能器根据所述电流脉冲和其方向向测定设备输送换能器信号(V1″、V2″、V3″、V4″、V11″、V12″)，其特征在于，当换能器设备检测基本上同时沿由测试物流出的方向流过所有连接导体或者沿流入测试物的方向流过所有连接导体的电流脉冲时，测定设备根据所接收的换能器信号产生指示在测试物产生放电的指示信号(IND)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该换能器设备包含一些换能器，至少一个换能器与至少两个连接导体中的一个相关联，用以检测通过各自连接导体的电流脉冲。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置包含一些换能器，使两个换能器与至少两个连接导体中的每一个相关联，用以检测通过各自的连接导体的电流脉冲。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，测定设备包含一加法器(ADD)，用于根据来自与相互不同的连接导体相关联的各换能器的换能器信号的和形成一个和信号(S)，以及根据该和信号形成指示信号。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，测定设备包含一减法器(SUB)和一比较器(Q，SUM)，因此，该减法器根据来自与相互不同的连接导体相关联的换能器的换能器信号的差形成差信号(D)，以及该比较器根据所述和信号和所述差信号形成比较信号(SQ)，以及根据所述比较信号形成指示信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，正如换能器产生换能器信号(V1″，V2″)，并由这些信号形成和信号，根据来自相同的换能器的换能器信号(V1″，V2″)形成差信号。
7.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，测定设备对于每个换能器包含与该换能器相关联的滤波器单元(PAa、PAb、PAc、PAd)，以及滤波器单元包含用于调谐换能器的固有频率的调谐电路(Ra、Ca、Rb、Cb、Rc、Cc、Rd、Cd)以及带通滤波器(BPa、BPb、BPc、BPd)，各换能器信号提供到滤波器单元以及根据由滤波器单元输出的信号(V1′、V2′、V3′、V4′、V11′、V21′)形成所述和信号与所述差信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述带通滤波器调谐到测试物的串联谐振频率。
9.根据权利要求4-8的其中任一所述的装置，其特征在于，测定设备包含加权元件(BMa、BMb、BMc、BMd)，用于对形成和信号的各信号进行加权处理。
10.根据权利要求4-9的其中任一所述的装置，其特征在于，测定设备包含一测试物的模型(Z1，Z2，Z3，Z4，Z5)，使形成和信号的各信号按一定方式衰减和/或产生相位移，这种方式即模拟流经测试物的连接导体的电流脉冲经历的幅值衰减和相位移。
11.根据权利要求1-10的其中之一所述的装置，其中的测试物由连续的移动带(201、204)，例如处于制造过程中的变压器绕组的带绝缘的导体的一个区段(X-X)组成，且连接导体由连接到所述区段的那些部分的移动带组成，其特征在于，该装置包含至少两个电极(206a，206b)，这两个电极由交流电压供电，沿移动带的行进方向延伸且每个配置在移动带的一侧，覆盖该带的所述区段，以及换能器设备包含至少一个配置在每个连接导体处的换能器。
12.根据权利要求1-10的其中任一所述的装置，其中的测试物由在具有母线(17)和输出线(173)的电力开关装置单元例如中压开关装置、气体绝缘开关装置中的开关装置配电盘(171)构成，其特征在于，换能器设备包含在开关装置配电盘两侧的母线处配置的二换能器(6a，6b)。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，换能器设备还包含从开关装置配电盘观看在输出线处配置的换能器(6c)。
14.根据权利要求4-10的其中之一所述的装置，其中的测试物由交流发电机的一相定子绕组中的多个相互串联的线圈(81，82，…86，87)构成，其特征在于，换能器设备包含在每个线圈的连接端(81′，81″，82′，82″，…86′，86″，87′，87″)分别配置的换能器(6a1，6a2，…6a6，6a7)，以及测定设备包含该根据来自任选一对所述换能器的换能器信号的和形成和信号(S12，S23，…S67)的加法器(ADD1，ADD2，…ADD6，ADD7)。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，测定设备包含的加法器根据来自在相互串联的彼此邻近设置的线圈的连接端处配置的一对所述换能器的换能器信号的和形成和信号。
16.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，换能器包含至少一个围绕连接导体配置的罗科夫斯基线圈(7，7a，7b)。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述罗科夫斯基线圈环绕一围绕连接导体配置的U形磁性材料芯体配置。
18.根据权利要求1-10所述的装置，其中的测试物由发电机定子绕组中的线圈(81)构成，所述线圈和附加线圈(82)配置在发电机定子中的一个绕组槽内，其特征在于，换能器包含彼此按相反方向绕制的且围绕公用的U形磁性材料芯体(72)配置的两个串联的罗科夫斯基线圈(71′，71″)，其中的一个线圈(71″)配置在构成测试物的线圈(81)处，另一个线圈(71′)配置在定子绕组槽中的另一个线圈(82)处。
19.根据权利要求1-10所述的装置，其中的测试物由发电机定子绕组中的线圈(81)构成，所述线圈和附加线圈(82)配置在发电机定子中的一个绕组槽(8)内，其特征在于，换能器由配置在定子中的所述绕组槽内和所述两个线圈之间的基本上呈平板状的罗科夫斯基线圈(7)构成。
20.根据权利要求1-10的其中之一所述的装置，其中的测试物具有一细长的延伸件，例如用于高压电力设备的套管(13)，其特征在于，换能器设备包含至少一个沿测试物以可动方式配置的罗科夫斯基线圈。
21.根据权利要求1-10的其中任一所述的装置，其中的测试物由具有至少一个高压套管(BR1)和配置在所述套管处的电容测量端(126)的电力变压器(12)构成，其特征在于，所述换能器包含至少一个围绕所述高压套管配置的罗科夫斯基线圈(6aR′，6aR″)，以及由测定设备提供有来自所述电容测量端的测量信号(Vc)。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述换能器包含两个分开的围绕所述高压套管彼此相对配置的相互串联的罗科夫斯基线圈(分别为6aR′，6aR″)。
23.根据权利要求1所述的装置，其中的测试物由配置在载流导体(193)处的电流互感器(19)构成，所述互感器包含高压套管(191)和次级绕组(195)，其特征在于，换能器由一罗科夫斯基线圈(6a)构成，该线圈环绕所述载流导体的向下和向上延伸的部分以及所述次级绕组，所述部分配置在所述高压套管内部并构成测试物的连接导体。
24.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述换能器包含至少一个到测试物的连接导体处的罗科夫斯基线圈，以及一超导传感器(SQUID)连接到所述罗科夫斯基线圈。
全文摘要
一种用于检测在具有至少两个电连接导体(1a，1b，1c，1d)的测试物中放电的装置，该装置包含换能器设备和测定设备(PA，ABU，LU)。换能器设备包含至少一个换能器(6a，6b，6c，6d)，用于通过检测由电流脉冲产生的磁场及其极性以对方向敏感的方式检测通过连接导体的电流脉冲。换能器根据所述电流脉冲和其方向向测定设备输出换能器信号(V1″，V2″，V3″，V4″，V11″，V21″)。测定设备根据所接收的换能器信号产生一个指示在测试物中放电的指示信号(IND)。
文档编号G01R31/12GK1165560SQ9619107
公开日1997年11月19日 申请日期1996年9月10日 优先权日1995年9月14日
发明者T·本特森, L·G·达尔伯格, T·艾立森, A·基尔曼, M·莱琼, H·塞伯格, D·鲁道夫森, D·文克勒 申请人:Abb研究有限公司