高功率高壓檢驗(yàn)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高功率高壓檢驗(yàn)設(shè)備，包括用于在功率大于IkW的情況下產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的裝置，其中檢驗(yàn)電壓是具有至少10kV的幅值的交流電壓并且其中用于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的裝置具有至少兩個(gè)電壓放大器支路，其中第一電壓放大器支路用于或有助于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的正的電壓半波并且第二電壓放大器支路用于或有助于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的負(fù)的電壓半波。此外，這種類(lèi)型的高功率高壓檢驗(yàn)設(shè)備具有用于測(cè)量要施加在測(cè)量對(duì)象上的檢驗(yàn)電壓和由此在測(cè)量對(duì)象中引起的檢驗(yàn)電流的測(cè)量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]這樣的高壓檢驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)由現(xiàn)有技術(shù)充分公開(kāi)并且用于檢驗(yàn)測(cè)量對(duì)象，該測(cè)量對(duì)象可以是不同的電或電子的部件或者特別是高壓電纜或中壓電纜。在此向待檢驗(yàn)的測(cè)量對(duì)象在提到的功率范圍內(nèi)施加通常正弦形的交流電壓(具有大于10kV的高的幅值)，并且(在確定和分析施加在測(cè)量對(duì)象上的檢驗(yàn)電壓和由此引起的檢驗(yàn)電流的條件下)例如得出如下結(jié)論:所檢驗(yàn)的測(cè)量對(duì)象對(duì)于預(yù)定的時(shí)間段是否經(jīng)受住檢驗(yàn)電壓而沒(méi)有電壓擊穿。此外，例如可以在連續(xù)地提高檢驗(yàn)電壓的條件下必要時(shí)還確定，從哪個(gè)檢驗(yàn)電壓開(kāi)始發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生安全關(guān)系重大的電壓擊穿。此外，特別是當(dāng)這種類(lèi)型的高壓檢驗(yàn)設(shè)備被構(gòu)造為用于產(chǎn)生具有在0.0IH z和IH z之間的范圍內(nèi)的頻率的、優(yōu)選正弦形的VLF (Very-Low-Frequency)交流電壓時(shí)，在分析在檢驗(yàn)電壓和檢驗(yàn)電流之間的給出的相移的條件下還確定測(cè)量對(duì)象的所謂的損耗因數(shù)(tan δ )，利用其在無(wú)破壞的檢驗(yàn)的范圍內(nèi)例如可以得出關(guān)于高壓電纜或中壓電纜的絕緣體的質(zhì)量或老化狀態(tài)的結(jié)論。在此要應(yīng)用的測(cè)量和分析算法(和為此所需的測(cè)量和分析電路)，相關(guān)的專(zhuān)業(yè)人員已經(jīng)充分公知。
[0003]在此在現(xiàn)有技術(shù)中如在開(kāi)頭解釋的那樣，檢驗(yàn)電壓通常在使用集成在這種類(lèi)型的高壓檢驗(yàn)設(shè)備中的兩個(gè)電壓放大器支路的條件下被產(chǎn)生，在該兩個(gè)放大器支路中一個(gè)產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的正的電壓半波并且另一個(gè)產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的負(fù)的電壓半波，然后以合適的方法交替地將其施加到測(cè)量對(duì)象。
[0004]特別地，在高壓電纜或中壓電纜的VLF檢驗(yàn)的情況下，隨著待檢驗(yàn)的電纜的增加的長(zhǎng)度對(duì)由這種類(lèi)型的檢驗(yàn)設(shè)備待施加的電壓幅值和電功率存在特別高的要求，從而對(duì)于相應(yīng)高功率的檢驗(yàn)設(shè)備存在大的需求。此外在本發(fā)明的范圍內(nèi)有意義的是，這種類(lèi)型的高功率高壓檢驗(yàn)設(shè)備通常必須被運(yùn)輸至待檢驗(yàn)的測(cè)量對(duì)象，這在由現(xiàn)有技術(shù)公知的設(shè)備中不是總能簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。
[0005]目前，開(kāi)頭提到的類(lèi)型的移動(dòng)式的(VLF-)高功率高壓檢驗(yàn)設(shè)備可以具有用于產(chǎn)生正弦形的VLF檢驗(yàn)電壓的裝置，該VLF檢驗(yàn)電壓在直至大約SkW的電輸出功率的情況下具有直至200kV(相應(yīng)于大約141kV有效電壓)的幅值。
[0006]明顯地，這種類(lèi)型的(移動(dòng)式)高功率高壓檢驗(yàn)設(shè)備的成本極大地通過(guò)由相關(guān)設(shè)備待施加的輸出功率來(lái)確定，從而在實(shí)踐中開(kāi)頭提到的類(lèi)型的高壓檢驗(yàn)設(shè)備通常按照不同的功率類(lèi)別而被提供，其應(yīng)用可能性(取決于利用相關(guān)的檢驗(yàn)設(shè)備可產(chǎn)生的電壓幅值和在此提供的輸出功率而)受到限制。
[0007]并且最后，特別是當(dāng)在高壓檢驗(yàn)設(shè)備中應(yīng)當(dāng)提供高的輸出功率時(shí)，在不同的電壓放大器支路中的高壓電子器件，特別是其中在高壓側(cè)布置的部件的所需的冷卻越來(lái)越被證明是有問(wèn)題的。這尤其當(dāng)提到的設(shè)備作為移動(dòng)式檢驗(yàn)設(shè)備必須被運(yùn)輸至測(cè)量對(duì)象時(shí)成立，這在現(xiàn)有技術(shù)中通常通過(guò)提供盡可能緊湊的設(shè)備結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在該背景下，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如下地?cái)U(kuò)展一種本文開(kāi)始部分所述類(lèi)型的高功率高壓檢驗(yàn)設(shè)備，使得該高功率高壓檢驗(yàn)設(shè)備盡管電的輸出端功率足夠高但是可以以盡可能簡(jiǎn)單的方式充分地被冷卻并且可以簡(jiǎn)單地被運(yùn)輸，其中在本發(fā)明的附加方面及其優(yōu)選擴(kuò)展中尤其也實(shí)現(xiàn)用于盡可能簡(jiǎn)單地提高利用按照本發(fā)明的高壓檢驗(yàn)設(shè)備提供的輸出端功率的可能性。
[0009]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，上述技術(shù)問(wèn)題按照權(quán)利要求1通過(guò)如下來(lái)解決，即，在這種類(lèi)型的高功率高壓檢驗(yàn)設(shè)備中每個(gè)電壓放大器支路設(shè)置在具有集成的主動(dòng)的空氣冷卻的單獨(dú)的組件中。
[0010]通過(guò)將在此是高壓源，也就是用于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的裝置，劃分為至少兩個(gè)各包含一個(gè)電壓放大器支路的單獨(dú)的組件，其中在每個(gè)組件中集成單獨(dú)的主動(dòng)的空氣冷卻，可以以特別簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)這種類(lèi)型的高壓檢驗(yàn)設(shè)備的特別高的冷卻需求。由此通過(guò)相關(guān)的組件的自身的空氣冷卻主動(dòng)地冷卻每個(gè)放大器支路。
[0011]此外，按照本發(fā)明的高壓檢驗(yàn)設(shè)備能夠特別簡(jiǎn)單地被運(yùn)輸，因?yàn)閱为?dú)的(分別包含一個(gè)電壓放大器支路的)組件以?xún)?yōu)選的方式也可以被單獨(dú)地運(yùn)輸至特定的安裝位置并且在那里才必須以合適的方式與檢驗(yàn)物或彼此或與高壓檢驗(yàn)設(shè)備的另外的部件(例如中央控制單元)連接，其中單獨(dú)的組件特別優(yōu)選地可以空間上彼此分離地安裝。
[0012]優(yōu)選地，每個(gè)組件按照單獨(dú)的或可單獨(dú)安裝的、具有自身殼體的設(shè)備的類(lèi)型構(gòu)造，其中每個(gè)組件，如下面還進(jìn)一步解釋的，必要時(shí)也可以在其方面由(至少)兩個(gè)彼此可拆分地連接的元件或殼體片段組成。
[0013]由此來(lái)說(shuō)，每個(gè)單獨(dú)的組件包含集成的主動(dòng)的空氣冷卻，則在此優(yōu)選地是具有至少一個(gè)通風(fēng)裝置的空氣冷卻，其中各個(gè)電壓放大器支路的待冷卻的元件通過(guò)定義的冷卻空氣流來(lái)冷卻，該冷卻空氣流例如被導(dǎo)入殼體內(nèi)的合適的空氣導(dǎo)引通道。這種主動(dòng)的空氣冷卻必要時(shí)可以通過(guò)另外的冷卻元件支持，諸如例如通過(guò)冷卻空氣通道中的表面擴(kuò)大的冷卻器、在發(fā)熱特別高的區(qū)域中的主動(dòng)冷卻的珀耳貼元件或PTC元件等。
[0014]在本發(fā)明的范圍內(nèi)在使用兩個(gè)電壓放大器支路的情況下產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓，在該兩個(gè)電壓放大器支路中第一電壓放大器支路用于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的正的電壓半波并且第二電壓放大器支路用于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的負(fù)的電壓半波，則為此合適的(高)電壓放大器的原理結(jié)構(gòu)由現(xiàn)有技術(shù)公知。
[0015]為此例如參見(jiàn)DE 19513441 C5，其涉及一種用于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的電路布置。在此，借助兩個(gè)用作高壓源的放大器支路，每個(gè)支路各具有一個(gè)開(kāi)關(guān)電源、高壓變壓器、整流器電路和在該整流器電路后面連接的可電子調(diào)節(jié)的高壓開(kāi)關(guān)裝置，在提供具有預(yù)定變化的檢驗(yàn)電壓的條件下定義地充電和放電檢驗(yàn)物或測(cè)量對(duì)象。就此而言第一放大器支路用于提供檢驗(yàn)電壓的正的電壓半波并且第二放大器支路用于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的負(fù)的電壓半波，其例如是正弦形的并且可以具有在此要求保護(hù)的電壓幅值和功率。
[0016]此外例如也由出版物"Dischargemeasurements in cables using a solidState 30kV bipolar low frequency generator,,，S.J.Kearlyj R.R.MacKinlayFifth Internat1nal Conference on Dielectric Materials, Measurements andApplicat1ns, 1988，第171-174頁(yè)公開(kāi)了一種電路布置，其可以無(wú)問(wèn)題地在具有至少10kV的電壓幅值的功率范圍內(nèi)運(yùn)行并且其中根據(jù)在kV范圍內(nèi)的正的或負(fù)的直流電壓借助合適的(用作可控電流源的)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)布置產(chǎn)生在其變化方面可調(diào)節(jié)的檢驗(yàn)電壓，以用于定義地充電和放電測(cè)量對(duì)象。由此也可以基于該原理實(shí)現(xiàn)用于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的正的電壓半波的第一電壓放大器支路和用于產(chǎn)生檢驗(yàn)電壓的負(fù)的電壓半波的第二電壓放大器支路。
[0017]此外在本發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)于各個(gè)電壓放大器支路，也可以應(yīng)用電路布置，其被構(gòu)造為用于連接到電網(wǎng)電壓并且由此首先借助包含調(diào)制器的開(kāi)關(guān)電源將電網(wǎng)電壓的正的(或負(fù)的)電壓半波在第一步驟中調(diào)制到具有在例如370V的絕對(duì)電壓幅值下例如70kHz的高頻的交流電壓并且然后借助在開(kāi)關(guān)電源后面連接的變壓器將其轉(zhuǎn)換到(在總是70kHz頻率下)例如SkV的電壓幅值。然后由此可以借助合適的由電容器和整流器組成的級(jí)聯(lián)電路產(chǎn)生例如200kV的直流電壓，其中必要時(shí)可以利用這樣的級(jí)聯(lián)電路通過(guò)合適的切換或調(diào)節(jié)產(chǎn)生幅值可變的高壓，以便降低或最小化隨后的開(kāi)關(guān)損耗。在該級(jí)聯(lián)電路后面由此可以在相關(guān)的電壓放大器支路中跟隨(在高壓側(cè)布置的且可電子控制和/或調(diào)節(jié)的)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)布置，如例如在前面提到的Kearly和MacKinlay的出版物中描述的那樣，其特別是在分析在測(cè)量對(duì)象處所測(cè)量的檢驗(yàn)電流和/或檢驗(yàn)電壓的情況下將通過(guò)在電壓放大器支路的前面連接的部件產(chǎn)生的正的或負(fù)的高壓轉(zhuǎn)換為具有在例如0.1Hz的頻率下大