(57)【要約】【課題】高められた測定の感度及び正確性を可能とする、遮蔽されたケーブルにおける部分放電測定についての改善されたコンセプトを提供する。【解決手段】コア及び遮蔽部を有する遮蔽されたケーブルＧＫの部分放電インパルスを測定する方法であって、当該方法が、結合コンデンサＫＫをコアの第１の接続箇所ＡＬ１に接続すること、結合ユニットＫ１，Ｋ２，Ｋ３を提供し、第１の結合ユニットＫ１の入力部Ｅを結合コンデンサＫＫに接続し、第２の結合ユニットＫ２の入力部Ｅを遮蔽部の第１の接続箇所ＡＳ１に接続し、第３の結合ユニットＫ３を遮蔽部の第２の接続箇所ＡＳ２に接続すること、コアの第１の接続箇所ＡＬ１において試験電圧を提供すること、結合ユニットの信号出力部Ｓにおいて各測定信号を測定すること、部分放電インパルスの見かけ上の電荷についての特性値を測定信号に依存して決定することを含む。
2020528141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア及び遮蔽部を有する遮蔽されたケーブル（ＧＫ）の部分放電インパルスを測定する方法であって、当該方法が、
−結合コンデンサ（ＫＫ）を前記コアの第１の接続箇所（ＡＬ１）に接続すること、
−第１、第２及び第３の結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）を提供し、これら結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）がそれぞれ入力部（Ｅ）及び信号出力部（Ｓ）を備えていること、
−前記第１の結合ユニット（Ｋ１）の入力部（Ｅ）を結合コンデンサ（ＫＫ）に接続し、前記第２の結合ユニット（Ｋ２）の入力部（Ｅ）を前記遮蔽部の第１の接続箇所（ＡＳ１）に接続し、前記第３の結合ユニット（Ｋ３）を前記遮蔽部の第２の接続箇所（ＡＳ２）に接続すること、
−前記コアの前記第１の接続箇所（ＡＬ１）において試験電圧を提供すること、
−前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）の前記信号出力部（Ｓ）において前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）の各測定信号を測定すること、
−前記ケーブル（ＧＫ）の部分放電インパルスの見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値を前記測定信号に依存して決定すること
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
見かけ上の電荷についての前記少なくとも１つの特性値を決定することが、
−前記第１の結合ユニット（Ｋ１）の測定信号を重み付けすること、
−前記第２の結合ユニット（Ｋ２）の測定信号及び／又は前記第３の結合ユニット（Ｋ３）の測定信号を重み付けすること、
−前記第２の、及び／若しくは前記第３の結合ユニット（Ｋ２，Ｋ３）の重み付けされた測定信号を前記第１の結合ユニット（Ｋ１）の重み付けされた測定信号から減算することで、又は
前記第２の、及び／若しくは前記第３の結合ユニット（Ｋ２，Ｋ３）のデジタル化され、重み付けされた測定信号を前記第１の結合ユニット（Ｋ１）のデジタル化され、重み付けされた測定信号から減算することで、
差分信号を生成すること、
−見かけ上の電荷についての第１の特性値を前記差分信号に基づいて決定すること
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
見かけ上の電荷についての前記第１の特性値を前記差分信号に基づいて決定することが、差分信号の少なくとも一部又は差分信号から導出される信号の少なくとも一部の積分を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
見かけ上の電荷についての前記少なくとも１つの特性値を決定することが、見かけ上の電荷についての少なくとも１つの第２の特性値を前記第２の結合ユニット（Ｋ２）の測定信号及び／又は前記第３の結合ユニット（Ｋ３）の測定信号に基づいて決定することを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
見かけ上の電荷についての前記少なくとも１つの第２の特性値を決定することが、
−前記第２の結合ユニット（Ｋ１）の測定信号及び前記第３の結合ユニット（Ｋ３）の測定信号を重み付けすること、
−前記第２及び第３の結合ユニット（Ｋ２，Ｋ３）の重み付けされた測定信号を加算して、又は前記第２及び第３の結合ユニット（Ｋ２，Ｋ３）の重み付けされた測定信号のフーリエスペクトルを加算して合計信号を生成すること、
−見かけ上の電荷についての前記第２の特性値を前記合計信号に基づいて決定すること
を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
−入力部（Ｅ）及び信号出力部（Ｓ）を備えた第４の結合ユニットを提供すること、
−別の結合コンデンサを前記コアの第２の接続箇所（ＡＬ２）と接続し、前記第４の結合ユニットを前記別の結合コンデンサと接続すること、
−前記第４の結合ユニットの前記信号出力部（Ｓ）において前記第４の結合ユニットの測定信号を測定すること、
−見かけ上の電荷についての第３の特性値を前記第４の結合ユニットの測定信号に依存して決定すること
を更に含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
見かけ上の電荷についての前記第３の特性値を決定することが、
−前記第３の結合ユニット（Ｋ３）及び前記第４の結合ユニットの測定信号を重み付けすること、
−前記第３の結合ユニット（Ｋ３）の重み付けされた測定信号を前記第４の結合ユニットの重み付けされた測定信号から減算することで、又は前記第３の結合ユニット（Ｋ３）のデジタル化され、重み付けされた測定信号を前記第４の結合ユニットのデジタル化され、重み付けされた測定信号から減算することで、別の差分信号を生成すること、
−見かけ上の電荷についての前記第３の特性値が前記別の差分信号に基づいて決定されること
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
−第１の経過時間を前記第１の結合ユニット（Ｋ１）の測定信号及び／又は前記第２の結合ユニット（Ｋ２）の測定信号に基づいて決定すること、
−第２の経過時間を前記第３の結合ユニット（Ｋ３）の測定信号に基づいて決定すること、
−前記第１の経過時間及び／又は前記第２の経過時間に基づいて、前記ケーブル（ＧＫ）の部分放電の位置を特定すること
を更に含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
−前記第１の結合ユニット（Ｋ１）の測定信号と前記第３の結合ユニット（Ｋ３）の測定信号の間又は前記第２の結合ユニット（Ｋ２）の測定信号と前記第３の結合ユニット（Ｋ３）の測定信号の間の相互相関の形成によって相関信号を生成すること、
−該相関信号に基づき経過時間を決定すること、
−該経過時間に基づいて前記ケーブル（ＧＫ）の部分放電の位置を特定すること
を更に含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
試験電圧を提供するステップ、測定信号を測定するステップ及び前記少なくとも１つの特性値を決定するステップの前に前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）のうち少なくとも１つをキャリブレーションすることを更に含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）がそれぞれ１つの基準接続部（Ｒ）を備えており、該基準接続部が、基準電位に接続されており、前記キャリブレーションは、
−前記コアの前記第１の接続箇所（ＡＬ１）と前記基準電位の間、前記コアの前記第１の接続箇所（ＡＬ１）と前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）の前記入力部（Ｅ）のうち１つの間又は前記コアの別の１つの接続箇所と前記結合ユニットの入力部のうち１つとの間のキャリブレーションパルスを生成すること、
−前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）の前記信号出力部（Ｓ）におけるキャリブレーション信号を測定すること、
−前記キャリブレーション信号に基づき前記キャリブレーションインパルスの見せかけの電荷についての試験値を決定すること、
−前記キャリブレーションインパルスの見かけ上の電荷についての基準値と試験値を比較することで、前記キャリブレーション信号が測定された信号出力部（Ｓ）において前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）についてのキャリブレーションファクタを決定すること
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
コア及び遮蔽部を有する遮蔽されたケーブル（ＧＫ）の部分放電インパルスを測定する試験装置であって、当該試験装置が、
−それぞれ１つの入力部（Ｅ）及び信号出力部（Ｓ）を含む第１、第２及び第３の結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）であって、前記第２の結合ユニット（Ｋ２）の前記入力部（Ｅ）が前記遮蔽部の第１の接続箇所（ＡＳ１）と接続され、前記第３の結合ユニット（Ｋ３）の前記入力部（Ｅ）が前記遮蔽部の第２の接続箇所（ＡＳ２）と接続されている、前記第１、第２及び第３の結合ユニットと、
−出力部を有する高電圧源（ＨＶ）であって、該出力部が、前記コアの第１の接続箇所（ＡＬ１）へ前記高電圧源を接続し、該高電圧源が、前記出力部において試験電圧を提供する、前記高電圧源と、
−該高電圧源の前記出力部に接続された結合コンデンサ（ＫＫ）であって、前記第１の結合ユニットの前記入力部（Ｅ）が前記結合コンデンサ（ＫＫ）に接続されている前記結合コンデンサと、
−前記第１、第２及び第３の結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）の前記信号出力部（Ｓ）と接続された評価ユニット（Ａ）と
を含み、
−該評価ユニット（Ａ）が、前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）の前記信号出力部（Ｓ）から対応する測定信号を受け取り、該測定信号に依存して、前記ケーブル（ＧＫ）の部分放電インパルスの見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値を特定するために設置されていること
を特徴とする試験装置。
【請求項１３】
前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）のそれぞれが、
基準電位に接続された基準接続部（Ｒ）を備えており、
−前記各結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）の入力部（Ｅ）と基準接続部（Ｒ）の間に配置された誘電要素（ＩＥ，ＳＷ）を含んでおり、及び／又は
−前記各結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）の入力部（Ｅ）と信号出力部（Ｓ）の間に配置されたフィルタ要素（Ｆ）を含んでいる
ことを特徴とする請求項１２に記載の試験装置。
【請求項１４】
前記結合ユニット（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）の前記フィルタ要素（Ｆ）が、アダプティブフィルタ要素（Ｆ）として形成されているとともに、第１及び第２の測定分岐部並びに結合分岐部の伝達関数が互いに適応されるように、その各周波数応答が前記遮蔽されたケーブル（ＧＫ）に適合されるように設置されていることを特徴とする請求項１３に記載の試験装置。
【請求項１５】
−入力部（Ｅ）及び信号出力部（Ｓ）を備えた第４の結合ユニットと、
−前記コアの第２の接続箇所（ＡＬ２）と接続可能な別の結合コンデンサと
を更に含み、
前記第４の結合ユニットの前記入力部（Ｅ）が前記別の結合コンデンサと接続されており、
−前記第４の結合ユニットの前記信号出力部（Ｓ）から測定信号を受け取り、見かけ上の電荷についての前記少なくとも１つの特性値を前記第４の結合ユニットの測定信号に依存して決定するように前記評価ユニット（Ａ）が設置されていること
を特徴とする請求項１４に記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮蔽されたケーブルの部分放電インパルスを測定する、特に部分放電インパルスの見かけ上の電荷についての特性値を決定する、方法及び試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下では、規格ＩＥＣ６０２７０を繰り返し参照する。このような参照は、常にＩＥＣ６０２７０：２０００＋Ｃｏｒ．：２００１＋Ａ１：２０１５についての参照、すなわち、２００１年の対応する正誤表１及び２０１５年の改正Ａ１を含む２０００年の第３版における規格についての参照として理解されるべきである。これは、ドイツ語の規格ＤＩＮ  ＥＮ  ６０２７０：２００１＋Ａ１：２０１６と一致する。明確に断らない限り、以下に用いられる全ての用語は、規格ＩＥＣ６０２７０の意味合いで理解されるべきである。
【０００３】
局所的に限定された電気的な放電が部分放電（ＴＥ）と呼ばれ、当該部分放電は、導体間の絶縁を部分的にのみ橋渡しし、導体に接して生じ得るが、生じる必要はない。遮蔽されたケーブルにおける部分放電は、例えばコアと遮蔽部の間の電気的な絶縁における欠陥箇所又は不均一性に起因し得る。部分放電は、遮蔽されたケーブルのコアと遮蔽部の間の電気的な絶縁のエイジングをもたらし、したがって、その誘電的な品質、特に絶縁耐力にネガティブな影響を与える。遮蔽されたケーブルの誘電的な品質を保証するために、部分放電測定が行われ、当該部分放電測定を用いて、特に部分放電の見かけ上の電荷についての特性値が決定される。
【０００４】
このような部分放電測定は、ＩＥＣ６０２７０により実行されることが可能である。このとき、結合コンデンサ及び測定インピーダンスからの結合分岐部は、高電圧源とアース接続部の間の試験対象物と並列に接続される。典型的には、このとき、高電圧源はコアに接続され、遮蔽部はアースされる。この場合、当該配置の感度は、本質的に結合コンデンサのキャパシタンスと試験対象物のキャパシタンスの比率によって決定される。しかしながら、試験されるべきケーブルのしばしば考慮される長さ（複数ｋｍまで）に基づき、結合コンデンサのキャパシタンスは、遮蔽されたケーブルの試験において、通常、試験対象物のキャパシタンスよりもはるかに小さい。これにより、測定の感度の大幅な低減に至ってしまう。加えて、測定点から離れて生じる放電は、一部分についてのみ検出され得る。なぜなら、対応する部分放電インパルスが信号分散により大きく減衰され、これにより、放電エネルギーの大部分が、検出されずにコアと遮蔽部とアース接続部の間のキャパシタンスを通して流出するためである。これにより、測定の不正確性及び不信頼性に至ってしまう。加えて、部分放電の位置の特定は、信号分散並びに障害及びノイズの影響により、不可能であるか、又は極端に不正確にのみ可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の課題は、高められた測定の感度及び正確性を可能とする、遮蔽されたケーブルにおける部分放電測定についての改善されたコンセプトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
当該課題は、独立請求項の対象によって解決される。別の実施形態は、従属請求項の対象である。
【０００７】
改善されたコンセプトは、高電圧試験技術の分野の方法及び対応する試験装置に関するものである。相応して、説明される全ての構成要素は、高電圧試験技術における使用に適した構成要素と理解されるべきである。高電圧とは、１０００Ｖ以上の電圧と理解される。特に言及しない限り、「接続する」あるいは「接続」は、常に少なくとも「電気的に接続する」あるいは「電気的な接続」を意味する。
【０００８】
改善されたコンセプトは、測定時にケーブルの遮蔽部アースに接続せず、その代わりに、結合コンデンサ及び結合ユニットを含む、コアに接続又は接続可能な結合分岐部に加えて、少なくとも２つの別の結合ユニットを遮蔽部の異なる箇所に接続可能であることにより、少なくとも２つの測定分岐部を設けるというアイデアに基づくものである。これにより、一方では、遮蔽部を介したアースに対する放電エネルギーの流出が抑制される。なぜなら、結合ユニットが、部分放電インパルスの高周波の特性により当該部分放電インパルスに対して遮断するように作用するためである。他方では、両測定分岐部が結合分岐部からの測定信号に加えて測定信号を提供する。これにより利用可能な測定信号に基づき、部分放電インパルスの見かけ上の電荷についての特性値を特に高い感度及び精度で決定することが可能である。
【０００９】
改善されたコンセプトによれば、遮蔽されたケーブルの部分放電インパルスを測定するための、特にケーブルの部分放電インパルスの見かけ上の電荷についての特性値を決定するための方法が記述され、ケーブルは、互いに電気的に絶縁されているコア及び遮蔽部を備えている。
【００１０】
方法によれば、結合コンデンサの第１の接続部が、例えばケーブルの第１の端部に配置されたコアの第１の接続箇所に接続される。このとき、結合コンデンサは、特に高電圧コンデンサとして形成されている。第１、第２及び第３の結合ユニットが提供され、これら結合ユニットは、それぞれ１つの入力部及び信号出力部を備えている。
【００１１】
第１の結合ユニットの入力部は、結合コンデンサの第２の接続部に接続される。第２の結合ユニットの入力部は、遮蔽部の第１の接続箇所に接続され、第３の結合ユニットの入力部は、特に第１の接続箇所から空間的に離れた、遮蔽部の第２の接続箇所に接続される。
【００１２】
結合ユニットの各基準接続部は、例えば、例えばアース電位である基準電位に接続されることが可能である。したがって、結合コンデンサ及び第１の結合ユニットから成る、得られた直列回路により結合分岐部が形成され、第２及び第３の結合ユニットにより、試験装置のそれぞれ１つの測定分岐部が形成される。高電圧試験技術の言語慣用では、結合ユニットは、結合四極子とも呼ぶことができる。
【００１３】
コアの第１の接続箇所では、試験電圧、特に１つ又は複数の高電圧個別パルスから成る試験電圧インパルスが提供される。各結合ユニットの信号出力部では、各結合ユニットの対応する測定信号が測定される。
【００１４】
試験電圧は、特に例えば０〜５００Ｈｚの周波数を有する交流電圧である。しかしながら、様々な実施形態において、代替的に直流電圧を試験電圧として用いることが可能である。試験電圧は、特に高電圧源によって提供され、当該高電圧源は、直接、又は少なくとも１つの遮断インピーダンス及び／若しくは入力フィルタを介して、コアの第１の接続箇所において接続される。遮断インピーダンス及び／又は入力フィルタは、高電圧源を残りの試験アセンブリから結合解除するために用いられる。
【００１５】
各結合ユニットは、例えば、その入力部における入力信号、特に電流信号を、その信号出力部において、特に電圧信号であり得る対応する測定信号へ変換するように設置されている。このとき、電流は、特に、試験電圧により生じる、ケーブルにおける部分放電インパルスによって引き起こされ得る。結合コンデンサは、例えば、部分放電インパルスの原因となる障害箇所の再充電に寄与する。
【００１６】
測定信号、例えば測定信号のうち１つ、２つ又は３つに依存して、部分放電インパルスの見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値が決定される。少なくとも１つの特性値は、例えば見かけ上の電荷と同一であるか、又は当該電荷に比例した値である。
【００１７】
少なくとも１つの実施形態によれば、各結合ユニットは、各結合ユニットの入力部と基準接続部の間に配置された誘導要素を含んでいる。誘導要素は、例えば適合可能なインダクタンスとして形成されることが可能である。これに代えて、誘導要素は、変流器として、特に、英語ではＨｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、ＨＦＣＴである高周波変流器として形成されることが可能である。
【００１８】
結合分岐部及び両測定分岐部の提供により、特にＩＥＣ６０２７０によりキャリブレーション可能な多チャンネル式の測定方法が提供される。この場合、結合コンデンサの構造と、分割された要素、特に分割された抵抗、キャパシタンス及びインダクタンスを有する物体である試験されるべき遮蔽されたケーブルの構造の類似性が利用される。ケーブルの分割された要素により得られる単位長さ当たりのインダクタンス及び単位長さ当たりのキャパシタンスは、結合ユニットの設置によって支持される。遮蔽されたケーブルのように、高電圧コンデンサも分割されたキャパシタンス及びインダクタンスを含んでいる。
【００１９】
結合ユニットの誘導要素により、結合分岐部も、また部分放電インパルスのための両測定分岐部も、遮断するように動作し、部分放電電流はアースに対して流出することがないか、又はわずかな規模でのみ流出し得る。このことは、部分放電パルスが必然的に１ｎｓのオーダーの非常に短い上昇時間を有し得るとともに、したがって、例えば１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲の周波数を有し得る高周波の一時的なインパルスへ至ることに根拠がある。したがって、誘電要素は、当該パルスに対して高いインピーダンスとなる。部分放電電流がアースに対して流出することがないことにより、部分放電電流の特に大部分が、結合コンデンサを通して流出し、相応に高められた感度及び精度をもって第１の結合ユニットによって検出されることが可能である。加えて、第２及び第３の結合ユニットも同様にそれぞれ部分放電電流の一部を検出することができるため、見かけ上の電荷についての特性値を決定するための対応する測定信号も考慮に入れることが可能である。このために、結合ユニットの測定信号は、個別に根拠として用いられるか、又は当該測定信号は、互いに総計され、及び／若しくは相関されることが可能である。これにより、測定の精度が更に高められる。なぜなら、一方では部分放電が空間的に結合ユニットのうち１つの近傍で生じ、他方では障害又はノイズの影響も測定信号の比較、総計及び／又は相関によって低減され得るという可能性が高められるためである。
【００２０】
そのほか、ケーブルによる減衰により生じる部分放電インパルスの分散の効果が低減される。なぜなら、複数の結合ユニットを設けることでより短い信号経過時間を達成可能なためである。
【００２１】
少なくとも１つの実施形態によれば、見かけ上の電荷についての特性値を決定するために、測定信号のうち少なくとも２つ、例えば測定信号の全てを互いに総計される。
【００２２】
少なくとも１つの実施形態によれば、各結合ユニットは、各結合ユニットの入力部と信号出力部の間に配置されたフィルタ要素又はフィルタネットワークを含んでいる。このとき、フィルタ要素は例えばハイパス特性又はバンドパス特性を有している。
【００２３】
ハイパス用の可能な境界周波数は、例えば３０ｋＨｚ又は１００ｋＨｚであり得る。バンドパスについては、下側の境界周波数として１００ｋＨｚ及び／又は上側の境界周波数として５００ｋＨｚであり得る。他の境界周波数は、具体的な要件に対応して可能である。
【００２４】
少なくとも１つの実施形態によれば、結合ユニットのフィルタ要素が、アダプティブフィルタ要素として形成されているとともに、測定分岐部並びに結合分岐部の伝達関数が互いに適応されるように、その各周波数応答が遮蔽されたケーブルに適合されるように設置されている。
【００２５】
少なくとも１つの実施形態によれば、遮蔽部の第１の接続箇所がケーブルの第１の端部に配置されている。少なくとも１つの実施形態によれば、遮蔽部の第２の接続箇所がケーブルの第１の端部とは異なる第２の端部に配置されている。ケーブルの端部における配置は、ケーブルの端部にはケーブルのコアも容易にアクセス可能であり、したがってコアと遮蔽部の間の部分放電キャリブレータの接続によるキャリブレーションがケーブルの端部において可能であり、これにより、ＩＥＣ６０２７０によるキャリブレーションが可能となる。
【００２６】
評価ユニットは、例えば少なくとも１つの部分放電測定機器、特に広帯域部分放電測定機器を含んでいる。
【００２７】
方法の少なくとも１つの実施形態によれば、見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値を決定することは、第１の結合ユニットの測定信号の重み付けを含んでいる。また、第２の結合ユニットの測定信号及び／又は第３の結合ユニットの測定信号が重み付けされる。
【００２８】
少なくとも１つの実施形態によれば、デジタル化された各測定信号は、第１の結合ユニット及び／又は第２の結合ユニット及び／又は第３の結合ユニットの測定信号のアナログ−デジタル変換によって生成される。
【００２９】
少なくとも１つの実施形態によれば、第２の結合ユニットの重み付けされた測定信号及び／又は第３の結合ユニットの重み付けされた測定信号を第１の結合ユニットの重み付けされた測定信号から減算することで差分信号が形成される。これに代えて、第２の結合ユニットのデジタル化され、重み付けされた測定信号及び／又は第３の結合ユニットのデジタル化され、重み付けされた測定信号を第１の結合ユニットのデジタル化され、重み付けされた測定信号から減算することで差分信号が形成される。そして、差分信号に基づき、見かけ上の電荷についての第１の特性値が決定される。
【００３０】
少なくとも１つの実施形態によれば、差分信号の少なくとも一部又は当該差分信号から導出される信号の少なくとも一部が積分（統合）される。例えば、差分信号の第１の半波を積分することができ、及び／又は差分信号の絶対値の少なくとも一部及び／又は差分信号の正の面積割合及び／又は差分信号の負の面積割合及び／又は差分信号のフーリエスペクトルの一部を積分することが可能である。
【００３１】
積分の結果は、部分放電の見かけ上の電荷についての第１の特性値を表す。異なる測定信号の総計によって、部分放電の総放電エネルギーの特に大きな割合が考慮される。これにより、測定の特に高い精度が達成される。全ての測定信号が総計されれば、精度は特に高い。総計時に障害又はノイズによる影響も低減することができることも特に有利である。差分形成は、部分放電電流の電流方向が結合分岐部における上述の配置に基づき、測定分岐部における配置において逆となっていることを考慮する。
【００３２】
少なくとも１つの実施形態によれば、見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値を決定することが、見かけ上の電荷についての少なくとも１つの第２の特性値を第２の結合ユニットの測定信号及び／又は第３の結合ユニットの測定信号に基づいて決定することを含む。
【００３３】
少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも１つの第２の特性値を決定すること、第１の結合ユニットの測定信号及び／又は第２の結合ユニットの測定信号及び／又は第３の結合ユニットの測定信号のアナログ−デジタル変換によって対応したデジタル化された測定信号が生成されることを含む。そして、デジタル化された各測定信号の少なくとも一部又はデジタル化された各測定信号から導出される信号の少なくとも一部が積分される。例えば、デジタル化された測定信号の第１の半波及び／又はデジタル化された測定信号の絶対値の一部及び／又はデジタル化された測定信号のフーリエスペクトルの一部を積分することが可能である。
【００３４】
積分の結果は、部分放電の見かけ上の電荷についての少なくとも１つの第２の特性値を表す。見かけ上の電荷についての複数の特性値を上述の態様で決定することにより、例えば選択又は平均値形成によって、見かけ上の電荷についての実証され、特により正確な特性値を得ることが可能である。例えば、明らかに誤りの、又は不正確な特性値を除くことが可能である。ケーブルの異なる位置における複数の結合ユニットにより、特に良好な測定値の確率が高まる。
【００３５】
少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも１つの第２の特性値の決定は、第２の結合ユニットの測定信号及び第３の結合ユニットの測定信号を重み付けすることと、第２及び第３の結合ユニットの重み付けされた測定信号の加算及びそのフーリエスペクトルによる合計信号を生成することとを含む。少なくとも１つの実施形態によれば、合計信号は、第２及び第３の結合ユニットのデジタル化され、重み付けされた測定信号とそのフーリエスペクトルとの加算によって生成される。そして、第２の特性値は、合計信号に基づき決定される。
【００３６】
少なくとも１つの実施形態によれば、合計信号のアナログ−デジタル変換によって第２の特性値を決定するために、デジタル化された合計信号が生成される。
【００３７】
そして、各合計信号の少なくとも一部又は当該合計信号から導出された信号の少なくとも一部が積分される。例えば、合計信号又はデジタル化された合計信号の第１の半波及び／又は合計信号若しくはデジタル化された測定信号の絶対値の一部及び／又は上述の信号の正の面積割合若しくは負の面積割合及び／又は合計信号若しくはデジタル化された合計信号のフーリエスペクトルの一部を積分することが可能である。
【００３８】
積分の結果は、部分放電の見かけ上の電荷についての少なくとも１つの第２の特性値を表す。これにより、複数の測定信号を考慮することで、測定のより高い精度が達成される。
【００３９】
測定信号の重み付けは、例えば、測定信号に各重み付けファクタを乗算することで得られ、重み付けファクタは、例えば、上述の配置における各結合ユニットのキャリブレーションに基づく各キャリブレーションファクタに対応する。このようなキャリブレーションにおいては、結合ユニットにおいて実際に測定可能な電荷と見かけ上の電荷の間の差異が補整される。更なる詳細については、ＩＥＣ６０２７及びキャリブレーション方法の下記の説明が参照される。
【００４０】
少なくとも１つの実施形態によれば、測定信号及び／又は差分信号及び／又は合計信号は、アナログ−デジタル変換前に特にローパスフィルタによってフィルタされ、ローパスフィルタリングの境界周波数は、アナログ−デジタル変換の走査周波数、特に最大の走査周波数に一致する。これにより、デジタル化の際のエイリアシング効果を低減又は防止することが可能である。
【００４１】
少なくとも１つの実施形態によれば、測定範囲を規定するために、差分信号及び／又は合計信号及び／又はデジタル化された合計信号及び／又はデジタル化された測定信号がフィルタされる。測定範囲は、例えば０〜１００ＭＨｚの範囲又は０〜７０ＭＨｚの範囲であり得る。これにより、有利には、障害信号の影響も低減される。
【００４２】
上述の積分（統合）に代えて、様々な実施形態では、差分信号及び／又は合計信号及び／又はデジタル化された合計信号及び／又はデジタル化された測定信号のピーク値が決定される。そして、ピーク値は、第１又は第２の特性値を表す。
【００４３】
様々な実施形態では、上述のパルス評価と並行して、それぞれ部分放電のフェーズ情報、特に例えば正弦波の供給される電圧に関する部分放電の時点も検出される。そして、各フェーズ情報に基づき、部分放電を特徴付けるために考慮に入れられ得る、フェーズ分析されたヒストグラムを生成することが可能である。
【００４４】
少なくとも１つの実施形態によれば、第１の結合ユニットは、５０Ｈｚの周波数において５Ａ以上の電流を通すように設定されている。少なくとも１つの実施形態によれば、第２及び第３の結合ユニットは、５０Ｈｚの周波数において１００Ａ以上、好ましくは２００Ａ以上、特に好ましくは５００Ａ以上の電流を通すように設定されている。少なくとも１つの実施形態によれば、結合ユニットは、２０００Ｖ以上までの値を有する電圧に対して設定されている。
【００４５】
少なくとも１つの実施形態によれば、上述のアナログ−デジタル変換の１つ又は複数が、同期性、特に異なる測定分岐部と、該当する場合には結合分岐部との間での１５ｎｓよりわずかな、好ましくは１０ｎｓよりわずかな、特に好ましくは５ｎｓよりわずかな同期性をもって行われる。
【００４６】
少なくとも１つの実施形態によれば、入力部及び信号出力部を有する第４の結合ユニットが提供され、当該第４の結合ユニットは、例えば第１の結合ユニットと同様に形成されている。更なる結合コンデンサが、コアの第２の接続箇所と、第４の結合ユニットの入力部とに接続される。第４の結合ユニットの測定信号はその信号出力部において測定され、見かけ上の電荷についての第３の特性値が第４の結合ユニットの測定信号に依存して決定される。
【００４７】
少なくとも１つの実施形態によれば、コアの第２の接続箇所がケーブルの第２の端部に配置されている。
【００４８】
第３の特性値の決定は、第１及び第２の特性値の決定について説明した態様でなされ、第４の結合ユニットは、第１の結合ユニットの箇所へ入る。
【００４９】
少なくとも１つの実施形態によれば、方法は、第１の結合ユニットの測定信号及び／又は第２の結合ユニットの測定信号に基づく第１の経過時間を決定することを含む。第２の経過時間は、第３の結合ユニットの測定信号に基づいて決定される。そして、ケーブルの部分放電の位置特定は、ケーブルの第１及び第２の経過時間に基づいて行われる。
【００５０】
このとき、経過時間は、あらかじめ設定された基準時点から各測定信号の検出時点、例えば各測定信号のピーク値の発生まで経過する各期間に対応している。経過時間は、ケーブルにおける部分放電の異なる空間的な距離に基づき、異なる結合ユニットあるいは遮蔽部における対応する接続箇所とは必然的に異なっている。
【００５１】
それゆえ、経過時間に基づきケーブルにおける部分放電の発端の位置を直接逆推論することが可能であり、したがって部分放電を探り当て、位置特定することが可能である。特に、異なる経過時間を比較することができ、経過時間のうち１つ、例えば最短経過時間を位置特定のために選択することができる。これにより、測定時の分散効果を最小化することができるとともに、測定精度を向上させることが可能である。これに加えて、又はこれに代えて、最良の測定結果を得るために、経過時間を、各測定信号の他の特徴、例えば対応する見かけ上の電荷及び／又は対向するピーク値に基づき選択することが可能である。
【００５２】
少なくとも１つの実施形態によれば、方法は、第１の結合ユニットと第３の結合ユニットの測定信号間又は第２の結合ユニットと第３の結合ユニットの測定信号間の相互相関の形成により、相関された信号を生成することを含む。相関された信号に基づき経過時間が決定され、当該経過時間に基づき、部分放電の位置特定がなされる。
【００５３】
経過時間決定及び位置特定に代えて、又はこれに加えて、相関された信号を、上述の過程と同様に見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値を決定するために用いることが可能である。
【００５４】
相互相関により、障害及びノイズの影響が低減又は除去され、これにより、測定精度の更なる向上につながる。
【００５５】
少なくとも１つの実施形態によれば、例えば第２及び第３の結合ユニットと同一に形成された別の１つ又は複数の別の結合ユニットが提供される。当該別の結合ユニットは、その入力部で遮蔽部のそれぞれ別の接続箇所に接続され、当該接続箇所は、好ましくは遮蔽部の第１の接続箇所と第２の接続箇所の間に配置されている。別の結合ユニットの各測定信号はその各信号出力部において測定され、見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値が別の結合ユニットの測定信号に依存して決定される。
【００５６】
別の結合ユニットの測定信号に依存した少なくとも１つの特性値の決定においては、別の結合ユニットの測定信号が、第２及び／又は第３の結合ユニットの測定信号と同様に上述のように処理され、用いられる。特に、別の結合ユニットの測定信号は、上述のように適当に重み付けされることが可能である。
【００５７】
特に、別の結合ユニットの測定信号は、当該測定信号を第１の結合ユニットの測定信号から減算することで差分信号の生成時に考慮されることが可能である。これに代えて、又はこれに加えて、別の結合ユニットの測定信号は、第２の特性値の決定に際して、特に合計信号の生成に際して、第２及び／又は第３の結合ユニットの測定信号と同様に考慮されることが可能である。
【００５８】
見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値の決定における考慮に代えて、又はこれに加えて、少なくとも１つの実施形態によれば、部分放電の位置特定が別の結合ユニットの測定信号に依存して行われる。このために、上述のように、別の結合ユニットの各測定信号について対応する経過時間が決定される。
【００５９】
少なくとも１つの実施形態によれば、部分放電を位置特定するために、別の結合ユニットの測定信号に対応する経過時間は、第２及び／又は第３の結合ユニットの測定信号に基づく経過時間と同様に用いられる。
【００６０】
少なくとも１つの実施形態によれば、第２、第３及び別の結合ユニットが接続される遮蔽部における各接続箇所が等間隔に配置されている。
【００６１】
少なくとも１つの実施形態によれば、遮蔽部における異なる接続箇所あるいは対応する結合ユニットに割り当てられた少なくとも３つの経過時間が互いに比較される。そして、部分放電の位置特定は、最短の両経過時間が決定された遮蔽部における各接続箇所間の位置への部分放電の空間的な制限を含む。これにより、位置特定が特に容易かつ例えば別の演算ステップなしに可能である。そのほか、部分放電が位置特定されたケーブルの部分は、交換されることができるか、又は取り外されることが可能である。別の結合ユニットの数が多くなればなるほど、有利には、取り除かれるケーブルの部分が少なくなる。
【００６２】
多数の結合ユニットを設けることで、信号分散の影響が低減される。また、これにより、部分放電の位置特定の結果のリアルタイム表示が可能となる。
【００６３】
少なくとも１つの実施形態によれば、方法は、試験電圧を提供するステップ、測定信号を測定するステップ及び少なくとも１つの特性値を決定するステップが行われる前に、特に上述の試験アセンブリにおいて、結合ユニットのうち少なくとも１つを、特にＩＥＣ６０２７０による、又は部分的にＩＥＣ６０２７０によりキャリブレーションすることを含む。
【００６４】
少なくとも１つの実施形態によれば、キャリブレーションは、結合ユニットのうち少なくとも１つについてのキャリブレーションファクタを決定することを含む。キャリブレーションファクタは、例えば、結合ユニットの測定信号の上述の重み付けのための重み付けファクタに対応する。
【００６５】
少なくとも１つの実施形態によれば、キャリブレーション時には、コアの第１の接続箇所と結合ユニットの入力部のうち１つの間、及び／又はコアの第２の接続箇所と結合ユニットの入力部のうち１つの間、及び／又はコアの別の接続箇所と結合ユニットの入力部のうち１つの間でキャリブレーションインパルスが生成される。この場合、コアの別の接続箇所は、特に、結合ユニットのうち１つが接続された接続箇所に対応する。特にキャリブレーションインパルスに起因するキャリブレーション信号は、結合ユニットのうち少なくとも１つの信号出力部において測定される。キャリブレーションインパルスの見かけ上の電荷に対する試験値は、キャリブレーション信号に基づき決定される。試験値はキャリブレーションインパルスの見かけ上の電荷についての基準値と比較され、当該比較に基づき、結合ユニットのためのキャリブレーションファクタが決定され、キャリブレーションファクタは、特に試験値と基準値の間の比率又は当該比率に比例する値に対応する。
【００６６】
少なくとも１つの実施形態によれば、試験値の決定は、キャリブレーション信号のアナログ−デジタル変換によりデジタル化されたキャリブレーション信号を生成することと、デジタル化されたキャリブレーション信号の少なくとも一部又は当該キャリブレーション信号から導出された信号を積分することとを含む。積分（統合）は、例えば、差分信号及び／又は測定信号について説明したように行われる。差分信号及び／又は測定信号について説明したフィルタリングについての様々な可能性は、キャリブレーション信号について相応に可能である。積分の結果は、キャリブレーションファクタを表す。
【００６７】
好ましくは、デジタル化されたキャリブレーション信号の積分は、差分信号及び／又は合計信号及び／又はデジタル化された測定信号の積分と同様に行われる。
【００６８】
少なくとも１つの実施形態によれば、基準値の決定は、結合ユニットの入力部と基準電位の間でキャリブレーション信号を生成することを含み、結合ユニットは、ケーブル、高電圧源、結合コンデンサ又は上述の試験装置の他の構成要素とは接続されていない。そして、基準信号は結合ユニットの信号出力部において測定され、基準値はキャリブレーションファクタの上述の決定と同様に決定される。
【００６９】
少なくとも１つの実施形態によれば、コアの別の接続箇所は、キャリブレーションされる結合ユニットの入力部が接続された遮蔽部の接続箇所の位置に対応するコアの位置にある。
【００７０】
様々な実施形態では、キャリブレーション時に、遮蔽部及び／又はコアの接続箇所のうち２つの間の少なくとも１つの伝達関数が算出される。キャリブレーションインパルスは特に０〜１０ＭＨｚのほぼ一定のスペクトルを有しているため、少なくとも１つの結合ユニットの信号出力部において測定されるキャリブレーション信号のフーリエスペクトルは、ステップ応答、ひいては伝達関数を表す。これは、キャリブレータがケーブルに接続されている接続箇所と上述の結合ユニットがケーブルに接続されている接続箇所の間の伝達関数である。これにより、キャリブレーションによってケーブルの伝達関数の測定を効率的に行うことが可能である。
【００７１】
遮蔽部の接続箇所がケーブルの端部に配置されていない場合には、コアは、例えば、キャリブレータが接続されるソケットを用いて接触されることが可能である。特に、キャリブレーションは、ソケットの取付時に行われることが可能である。
【００７２】
キャリブレーションインパルスを生成するために、例えばキャリブレータ、特にＩＥＣ６０２７０によるキャリブレータが用いられる。キャリブレータは、例えば、ジャンプ電圧を生成する発電機であってよく、これに直列接続されたコンデンサを含むことができ、その結果、キャリブレーションインパルスは、あらかじめ設定された強さを有する一群の電流インパルス又は電圧インパルスで構成されている。
【００７３】
上述のキャリブレーションにより、各結合ユニットについて、キャリブレータの異なる可能な配置に合わせて多数のキャリブレーションファクタを決定することが可能である。そして、当該多数のキャリブレーションファクタに基づき、結合ユニットの測定信号の重み付けのために、例えば結合ユニットが接続された遮蔽部の接続箇所のできる限り近傍におけるキャリブレータの配置に合わせて、特に適切なキャリブレーションファクタを選択することができる。これに代えて、複数のキャリブレーションファクタに基づく平均値を重み付けに用いることが可能である。
【００７４】
このようにして、特にＩＥＣ６０２７０による部分放電測定の特に正確なキャリブレーションが達成される。
【００７５】
改善されたコンセプトによれば、そのほか、コア及び遮蔽部を有する遮蔽されたケーブルの部分放電インパルスを測定するための試験装置が提供される。試験装置は、第１、第２及び第３の結合ユニットと、結合コンデンサと、高電圧源と、評価ユニットとを含んでいる。第２の結合ユニットの入力部は、遮蔽部の第１の接続箇所に接続可能であるか、又は接続されており、第３の結合ユニットの入力部は、遮蔽部の第２の接続箇所に接続可能であるか、又は接続されている。
【００７６】
高電圧源は、コアの第１の接続箇所に高電圧源を接続するための出力部を備えている。結合コンデンサの第１の接続部は、高電圧源の出力部に接続されており、第１の結合ユニットの入力部は、結合コンデンサの第２の入力部に接続されている。
【００７７】
評価ユニットは、第１、第２及び第３の結合ユニットの各信号出力部に接続されている。評価ユニットは、結合ユニットに属する測定信号を信号出力部から得るとともに、ケーブルの部分放電インパルスの見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値を測定信号に依存して決定するために設置されている。
【００７８】
評価ユニットは、改善されたコンセプトによる方法に従って少なくとも１つの特性値を決定するために、及び／又は改善されたコンセプトによる方法に従って部分放電の位置特定を行うために設置されている。
【００７９】
適当な実施形態によれば、評価ユニットは、様々に説明されるフィルタリング及びその他の信号処理ステップを実行するために設置されている。
【００８０】
少なくとも１つの実施形態によれば、試験装置は、入力部及び信号出力部を備えた第４の結合ユニットと、コアの第２の接続箇所に接続可能な別の結合コンデンサとを含んでおり、第４の結合ユニットの入力部は、別の結合コンデンサと接続されている。評価ユニットは、第４の結合ユニットの信号出力部から測定信号をえるとともに、見かけ上の電荷についての少なくとも１つの特性値を第４の結合ユニットの測定信号に依存して決定するために設置されている。
【００８１】
上記キャリブレーションは、試験装置について同様に応用可能である。
【００８２】
改善されたコンセプトによれば、そのほか、改善されたコンセプトによる試験装置及び遮蔽されたケーブルを含む試験機器が提供される。ケーブルに接続可能な試験装置の構成要素は、ケーブルに接続されている。
【００８３】
試験システムの別の構成形態及び実施は、部分放電インパルスを測定する方法の様々な構成形態から直接明らかである。特に、方法に関して説明される個々の、若しくは複数の構成要素及び／又は機器は、試験システムにおける方法を実行するために適当に実施されることが可能である。
【００８４】
以下では、図面を参照しつつ例示的な実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。機能上同一であるか、又は同一の効果を有する構成要素には同一の符号が付されていることがある。同一の構成要素又は同一の機能を有する構成要素は、事情によっては、これらが表される図面に関してのみ説明されている。説明は、以下の図において必ずしも繰り返されない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】遮蔽されたケーブルを有する、改善されたコンセプトによる試験装置の例示的な実施形態のブロック図である。
【図２Ａ】改善されたコンセプトによる方法又は試験装置についての結合ユニットの例示的な構成のブロック図である。
【図２Ｂ】改善されたコンセプトによる方法又は試験装置についての結合ユニットの別の例示的な構成のブロック図である。
【図３】遮蔽されたケーブルを有する、改善されたコンセプトによる試験装置の別の例示的な実施形態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８６】
図１には、改善されたコンセプトによる試験装置の例示的な実施形態のブロック図と、描写された試験装置がここでは例示的に接続された、遮蔽されたケーブルＧＫの代替ブロック図とが示されている。図１に基づく試験装置は、改善されたコンセプトによる方法に用いられることが可能である。
【００８７】
ケーブルＧＫは内側の導体を含んでおり、当該導体は、コアとも呼ばれ、第１の導体インダクタンスＬＬ１、第１の導体抵抗ＲＬ１、第２の導体インダクタンスＬＬ２及び第２の導体抵抗ＲＬ２から成る直列回路によって代替ブロック図において図示されている。また、ケーブルＧＫは導電性の遮蔽部を備えており、当該遮蔽部は、第１の遮蔽部インダクタンスＬＳ１、第１の遮蔽部抵抗ＲＳ１、第２の遮蔽部インダクタンスＬＳ２及び第２の遮蔽部抵抗ＲＳ２から成る直列回路によって図示されている。遮蔽部及び内側の導体は互いに電気的に絶縁されており、このことは、導体−遮蔽部キャパシタンスＣＬＳと、これに対して平行に配置された導体−遮蔽部抵抗ＲＬＳによって代替ブロック図において考慮されている。導体−遮蔽部キャパシタンスＣＬＳ及び導体−遮蔽部抵抗ＲＬＳは、例えば、コアあるいは遮蔽部を表す直列回路の間に配置されている。したがって、代替ブロック図は、例えば一方側が開放されたケーブルＧＫに対応するが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えばエンドクロージャ若しくは止水エンドクロージャ及び／又は追加的な高電圧コンデンサによる端部ケーブルの密閉が可能である。
【００８８】
コアは、例えばケーブルの第１の端部に配置された第１の接続箇所ＡＬ１を備えている。遮蔽部は、例えばケーブルの第１あるいは第２の端部に配置された第１及び第２の接続箇所ＡＳ１，ＡＳ２を備えている。
【００８９】
試験装置は、高電圧源ＨＶと、結合コンデンサＫＫと、評価ユニットＡと、例えば第１、第２及び第３の結合ユニットＫ１，Ｋ２，Ｋ３とを備えている。高電圧源ＨＶの出力部は、コアの第１の接続部ＡＬ１及び結合コンデンサＫＫの第１の接続部に接続されている。結合コンデンサの第２の接続部は第１の結合ユニットＫ１の入力部に接続されており、第１の結合ユニットの基準接続部Ｒがアース電位に接続されている。これにより、１つの結合分岐部は、結合コンデンサＫＫ及び第１の結合ユニットＫ１から成る直列回路で形成される。第２及び第３の結合ユニットＫ２，Ｋ３の入力部Ｅは、遮蔽部の第１あるいは第２の接続箇所ＡＳ１，ＡＳ２に接続されている。第２及び第３の結合ユニットＫ２，Ｋ３の基準接続部Ｒはアース電位に接続されているため、第１及び第２の測定分岐部が形成される。結合ユニットＫ１，Ｋ２，Ｋ３の信号出力部Ｓは、評価ユニットＡに接続されている。試験装置は、遮蔽部の別の接続箇所に接続された別の結合ユニットを任意で備えることが可能である。
【００９０】
高電圧源ＨＶは、矢印によって示唆されているように、結合分岐部とケーブルＧＬの間で分割される試験電流をもたらす試験電圧をその出力部において生じさせるように設置されている。試験電流は、本質的に導体−遮蔽部キャパシタンスＣＬＳによって決定される。コアと遮蔽部の間の絶縁された誘電材料の導体−遮蔽部抵抗ＲＬＳは非常に大きいため、当該導体−遮蔽部抵抗を介して試験電流の無視できる程度の部分のみが流れる。
【００９１】
結合コンデンサＫＫは、高電圧コンデンサとして形成されているとともに、例えば直列接続された複数のコンデンサ巻線を含んでいる。コンデンサ巻線は、例えば２つの導体のフィルムを有する誘電材料から成る巻き付けられた層として構成されている。図１では、結合コンデンサＫＫが例示的に代替ブロック部によって図示されている。コンデンサ巻線の間の結合部及びコンデンサ巻線からコンデンサの接続部への結合部は、結合インダクタンスＬＫ及び結合抵抗ＲＫから成る直列接続（直列回路）によって考慮されている。当該結合部には、誘電材料によって形成されるコンデンサのキャパシタンスＣＫが直列に接続されている。コンデンサ巻線Ｌ１の自己インダクタンスは、コンデンサのキャパシタンスＣＫに対して並列に接続されている。
【００９２】
ケーブルＧＫ、特に遮蔽部とコアの間の電気的な絶縁において部分放電が生じると、当該部分放電により、特に高周波の、及び／又は瞬間的な部分放電電流あるいは部分放電インパルスが、結合分岐部においても、また全ての測定分岐部においても生じる。結合ユニットＫ１，Ｋ２，Ｋ３は、例えば、入力部Ｅと基準接続部Ｒの間に誘電要素を備えているとともに、部分放電インパルスの周波数範囲において導電的となり、その結果、特に大きな二桁又は三桁のＫＨｚの範囲における信号について遮断するように作用する。したがって、遮蔽部とコアの間の結合ユニットＫ１，Ｋ２，Ｋ３の設置により、測定分岐部も、また第１の導体インダクタンスＬＬ１と、導体−遮蔽部キャパシタンスＣＬＳと、第２の遮蔽部インダクタンスＬＳ２と、第３の結合インダクタンスＫ３の固有インダクタンスとによって形成される分岐部も、高いインピーダンス及び部分放電インパルスについての相応の遮断作用を有している。これにより、部分放電電流は特に大部分において結合コンデンサＫＫを通って流れ、これにより、改善された測定感度がもたらされる。
【００９３】
換言すれば、部分放電電流は、測定分岐部間で正確な測定について特に都合がよいように分割される。なぜなら、全ての測定分岐部及び結合分岐部は、結合ユニットを備えているためである。そして、遮蔽部は、結合コンデンサＫＫのように直接アースされておらず、結合ユニットＫ２，Ｋ３を介してその各固有インダクタンスにアースされている。
【００９４】
図２Ａには、改善されたコンセプトによる方法又は試験装置についての結合ユニットＫの例示的な構成のブロック図が示されている。
【００９５】
結合ユニットＫは、測定インピーダンスとして形成されている。当該結合ユニットは、好ましくは適合可能なインダクタンスＩＥと、当該インダクタンスＩＥに後続接続されたフィルタ要素Ｆとを含んでいる。フィルタ要素Ｆは、例えばフィルタネットワーク、例えば任意にその伝達関数を適合することが可能なＲＬＣネットワークとして形成されている。結合ユニットＫは、間にインダクタンスＩＥが接続された入力部Ｅと基準接続部Ｒ及び測定信号を出力するための信号出力部Ｓを有している。結合ユニットＫは、ここでは例えば差分信号を信号出力部Ｓの２つの接続部に出力するために設置されている。
【００９６】
図２Ｂには、試験装置又は改善されたコンセプトによる方法についての結合ユニットＫの別の例示的な構成のブロック図が示されている。
【００９７】
結合ユニットＫは、例えば英語ではＨｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、ＨＦＣＴである高周波変流器として形成され、結合ユニットＫの誘導要素である変流器ＳＷを含んでいる。変流器ＳＷは、例えば１つの一次巻線数を有する巻線型変流器として形成されることが可能である。
【００９８】
図２Ａ及び図２Ｂに示された結合ユニットＫは、試験装置あるいは改善されたコンセプトによる方法において結合ユニットとして用いられることが可能である。
【００９９】
図３には、改善されたコンセプトによる試験装置の別の例示的な実施形態と、描写された試験装置がここでは例示的に接続された、遮蔽されたケーブルＧＫとの概略的な図示が示されている。
【０１００】
遮蔽されたケーブルＧＫは、コアの第１の接続箇所ＡＬ１と、Ｎ個の接続箇所ＡＳ１，ＡＳ２，・・・ＡＳＮの遮蔽部とを備えており、当該遮蔽部のうち３つが描写されている。破線部分によって示唆されているように、ケーブルＧＫは、遮蔽部の別の接続箇所を備えることが可能である。
【０１０１】
図１におけるように、高電圧源ＨＶと、結合コンデンサＫＫ及び第１の結合ユニットＫ１から成る直列接続（直列回路）とがコアの第１の接続箇所ＡＬ１に接続されている。試験装置は多数の別の結合ユニットＫ２，Ｋ３，・・・ＫＮを備えていて、これら結合ユニットのうち例示的に３つが示されており、これら結合ユニットは、各入力部をもってそれぞれ遮蔽部ＡＳ１，ＡＳ２，・・・ＡＳＮの接続箇所のうち１つに接続され、各基準接続部をもって基準電位、例えばアース電位に接続されている。評価ユニットＡは、各結合ユニットの対応する信号出力部に接続されている。
【０１０２】
当該配置により、特にＩＥＣ６０２７０に従いキャリブレーション可能な改善されたコンセプトについて上述したように多チャンネル式の測定方法を応用することが可能である。ケーブルは、遮蔽部及びコアの接続箇所ＡＳ１，ＡＳ２，・・・ＡＳＮ，ＡＬ１の間で多数のケーブル分岐部へ効率的に分割される。ケーブル分岐部及び結合分岐部において流れる試験電流は、試験電圧及び有効な各キャパシタンスに依存する。三桁のＨｚ範囲の周波数では、試験アセンブリは本質的に静電容量式に動作する。ＩＥＣ６０２７０による広帯域の部分放電測定の周波数範囲、例えば三桁のＫＨｚ範囲及びこれを超える範囲では、小さな周波数において無視できるケーブルＧＫの単位長さ当たりのインダクタンスが有効である。
【０１０３】
それゆえ、改善されたコンセプトによる方法を応用することで、特に大きな測定感度及び測定精度が可能となる。
【０１０４】
改善されたコンセプトにより、分割された要素を有する遮蔽されたケーブル又は他の物体における高感度の部分放電測定のための方法及び試験装置が記述され、これにより、高められた感度を得ることが可能である。部分放電測定の基本妨害レベルを大幅に低減することができる。ケーブルの第１の端部から離れて生じ得る部分放電を大幅に改善して検出することが可能である。あまり重要ではない信号分散により、より正確な障害位置特定が可能である。
【０１０５】
改善されたコンセプトは、ここでは遮蔽されたケーブルについて記述された。しかしながら、分割された要素、例えば分割されたキャパシタンス、インダクタンス及び／又は抵抗を有する他の物体への同様の応用は、当業者にとって容易に可能であり、遮蔽されたケーブルへの応用に対応した利点を提供する。分割された要素を有するこのような物体は、例えば、高電圧コンデンサ、広範囲のガス絶縁開閉装置ＧＩＳ又は高電圧ブッシングであってよい。
【符号の説明】
【０１０６】
ＨＶ            高電圧源
ＧＫ            遮蔽されたケーブル
ＫＫ            結合コンデンサ
Ａ              評価ユニット
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，ＫＮ，Ｋ  結合ユニット
ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳＮ  遮蔽部の接続箇所
ＡＬ１，ＡＬ２  コアの接続箇所
ＲＫ            結合抵抗
ＬＫ            結合インダクタンス
ＬＩ            コンデンサ巻線の自己インダクタンス
ＣＫ            結合コンデンサのキャパシタンス
ＬＳ１，ＬＳ２  遮蔽部インダクタンス
ＲＳ１，ＲＳ２  遮蔽部抵抗
ＬＬ１，ＬＬ２  導体インダクタンス
ＲＬ１，ＲＬ２  導体抵抗
ＣＬＳ          導体−遮蔽部キャパシタンス
ＲＬＳ          導体−遮蔽部抵抗
ＩＥ            誘導要素
ＳＷ            変流器
Ｆ              フィルタ要素
Ｅ              入力部
Ｒ              基準接続部
Ｓ              信号出力部
【図１】
2020528141.tif 000003
【図２Ａ】
2020528141.tif 000004
【図２Ｂ】
2020528141.tif 000005
【図３】
2020528141.tif 000006
【国際調査報告】
2020528141.tif 000007
2020528141.tif 000008
2020528141.tif 000009
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2020528141.tif 000014