过电压的证实制造技术

技术编号:21569264 阅读:31 留言:0更新日期:2019-07-10 14:52
本发明专利技术公开了用于证实两个电导体(3、4)之间的过电压的证实设备(1)和方法。证实设备(1)包括由电绝缘的载体材料制成的印制导线载体(5)、至少两个彼此间隔开地加置在印制导线载体(5)上的印制导线(7至11)和用于检测第一印制导线(7)的电阻的测量设备(13)。每个电导体(3、4)与印制导线(7至11)中的至少一个电连接。印制导线(7至11)设计和布置为,使得电导体(3、4)之间的预设的过电压引起在第一印制导线(7)与和两个电导体(3、4)之一连接的印制导线(8至11)之间的改变第一印制导线(7)的电阻的部分放电(15)。

Verification of Overvoltage

【技术实现步骤摘要】
过电压的证实
本专利技术涉及用于证实两个电导体之间的过电压的证实设备和方法。
技术介绍
绝缘的电导体之间的过电压尤其能够损害导体的绝缘部。绝缘部通常因制造所决定地具有孔和间隙形式的缺陷部位,该孔和间隙具有微米至毫米范围的扩展。过电压能够在绝缘部中引起部分放电,该部分放电由于通常较低的介电常数而主要在这种缺陷部位中根据帕邢定律自电场的一定场强起通过载流子的雪崩效应而激发。通过这种部分放电,绝缘主要在缺陷部位的区域中逐渐地变差,直至造成绝缘部的失效。例如,在借助变流器或在变流器馈电的环境中运行的旋转电机中的电导体的绝缘部中出现这种损坏。变流器通常产生方形的或阶跃形式的变流器电压。由于这种变流器电压的陡的侧边,变流器电压的傅里叶频谱具有如下频谱部分,一部分在由变流器馈电的电机的励磁绕组处引起过电压(励磁绕组的绝缘部未针对该过电压进行设计),以及一部分会以上面描述的方式损坏绝缘部。旋转电机的励磁绕组的绝缘部的质量和状态从外部通常不可定量地确定,使得电机的总体失效通过由绝缘部损坏引起的电击穿而无法预测,其中该电击穿例如处于机器的两个不同的相位的励磁绕组之间或处于励磁绕组和接地导体之间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提出用于证实两个电导体之间的电力过电压的证实设备和方法,该证实设备和方法尤其适合于:证实电机中的过电压。用于证实两个电导体之间的过电压的根据本专利技术的证实设备包括:由电绝缘的载体材料制成的印制导线载体;至少两个彼此间隔开地安置在印制导线载体上的印制导线;和用于检测第一印制导线的电阻的测量设备。每个电导体与印制导线中的至少一个电连接并且印制导线不与两个电导体电连接。印制导线设计和布置为,使得电导体之间的预设过电压引起在第一印制导线与和两个电导体之一电连接的印制导线之间的、改变第一印制导线的电阻的部分放电。根据本专利技术的证实设备实现:通过由过电压改变印制导线的电阻使得能够通过测量该电阻来证实过电压的方式,来证实过电压。在此,本专利技术所利用的是:适当构造的印制导线的电阻能够通过部分放电改变。与之相应地,根据本专利技术为了证实过电压而通过过电压触发部分放电,这改变了证实设备的印制导线的电阻。特别地,本专利技术实现了在不必须切断或断开电机的情况下检测电机的绕组线圈处的过电压。由此,在电机持续运行中能够及时地识别够导致绕组线圈的绝缘部的损坏并且最后导致电机的完全失效的过电压。本专利技术的一个设计方案提出:第一印制导线设置在两个分别与两个电导体之一电连接的印制导线之间并且与印制导线间隔开地设置,并且不与两个电导体之一电连接。在本专利技术的该设计方案中,测量其电阻并且将其用于证实过电压的印制导线不与应在它们之间检测过电压的电导体连接。尤其有利的是,在电导体之间加置高压时,这是,因为测量设备在该设计方案中不与任何电导体电连接,进而不与高压形成接触。本专利技术的替选于所提出的设计方案的设计方案提出:第一印制导线与两个电导体之一电连接。在本专利技术的该设计方案中,测量其电阻并且将其用于证实过电压的印制导线与应在它们之间检测过电压的电导体之一连接。相对于本专利技术的之前的设计方案,由此能够减少证实设备的印制导线的数量,并且证实设备能够更紧凑和更便宜地实施。本专利技术的另一设计方案提出:印制导线由复合材料制成,该复合材料包括不导电的塑料基体和嵌入其中的填充材料,复合材料由于该填充材料而是能导电的。填充材料例如具有能导电的填充材料颗粒,该填充材料颗粒以大于逾渗阈值的概率占据由塑料基体形成的晶格的晶格位置,该概率,复合材料在该逾渗阈值之上是能导电的,其中,填充材料颗粒的导电性通过作用于填充材料颗粒上的部分放电降低。填充材料例如包括n型导电的金属氧化物、覆层的或未覆层的云母、石英粉末碳黑、石墨和/或金属。特别地,该填充材料包含掺杂锑的二氧化锡和/或掺杂氟或铟的氧化锡。塑料基体由化学交联的热固性塑料或由热塑性塑料制成。通过由适当地嵌入塑料基体中的填充材料制成印制导线的方式,本专利技术的这些设计方案实现通过部分放电提高其电阻的印制导线的实现方案。例如,由掺杂锑的二氧化锡构造的填充材料颗粒在其制造时自身形成氧空位,该氧空位用作载流子供体并且有助于填充材料的良好的导电性。通过过电压引起的部分放电局部地加热填充材料并且引起局部产生臭氧。通过温度升高和所形成的臭氧,氧化具有氧空位的填充材料颗粒的表面边缘层。由此,降低了填充材料中的氧空位的数量并且降低复合材料的导电性,或者说提高了复合材料的电阻。相应地,适用于由n型导电的金属氧化物构造的其他的填充材料,该金属氧化物以适合于改进其电导线的方式掺杂,例如用如下化学元素掺杂,该化学元素的原子序数在元素周期表中比金属氧化物的金属的原子序数高一。由炭黑、石墨或金属构造的填充材料在部分放电时不形成上述类型的表面边缘层,而是在部分放电时氧化并由此失去其导电性,使得复合材料的电阻也在该情况下提高。本专利技术的替选于上述设计方案的设计方案提出:印制导线由能导电的塑料制成,例如由聚苯胺(PANI)或由聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸酯(Poly(3,4-ethylendioxythiophen)-Polystyrolsulfonat,聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)制成。这种塑料也适合作为用于制造印制导线的材料,因为其导电性通过部分放电降低或破坏。本专利技术的另一设计方案提出:印制导线分别具有大致100μm的厚度和在部分放电之前最高100kΩ的面电阻。该设计方案考虑:在制造印制导线时,例如通过印制印制导线载体来制造印制导线时,需要在加置印制导线之后蒸发掉的溶剂。在印制导线厚度过大时,溶剂的蒸发掉导致印制导线中出现损害印制导线的质量的裂纹或孔。大致100μm的厚度是通常的取值,其中印制导线具有足够的导电性并且不通过蒸发掉溶剂而受损害。导电层的也称作为方形电阻的面电阻被理解为其对于限定层厚度的特定电阻。最高100kΩ的面电阻在印制导线层厚度为大致100μm的情况下是有利的,因为否则一大部分过电压已经在印制导线中耗散。本专利技术的另一设计方案提出:印制导线载体构造为薄板或薄膜。本专利技术的该设计方案实现证实设备的简单的且灵活的应用和安装。本专利技术的另一设计方案提出:两个电导体中的至少一个与多个印制导线电连接,其中印制导线设计和布置为,使得电导体之间的不同的预设的过电压引起第一印制导线和不同的多个印制导线之间的部分放电,该不同的多个印制导线分别与两个电导体之一电连接。本专利技术的该设计方案实现:使用同一个证实设备来证实不同的过电压。根据本专利技术的电机具有根据本专利技术的用于证实两个电导体之间的过电压的证实设备,其中电导体之一是电机的绕组线圈,并且另一导体是电机的另一绕组线圈或接地的导体。电机例如是旋转电机或变压器。这种电机的优点从根据本专利技术的证实设备的上述优点中得出。在用于借助根据本专利技术的证实设备来证实两个电导体之间过电压的方法中,每个电导体与证实设备的至少一个印制导线电连接。此外,测量证实设备的第一印制导线的电阻,并且,当第一印制导线的电阻具有与过电压相对应的电阻值时,推断出电导体之间的过电压。根据本专利技术的方法实现借助于根据本专利技术的证实设备通过检测证实设备的印制导线的电阻来证实两个电导体之间的过电压。特别地,该方法能够有利地用于证实电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于证实两个电导体(3、4)之间过电压的证实设备(1),所述证实设备(1)包括:由电绝缘的载体材料制成的印制导线载体(5);至少两个印制导线(7至11),彼此间隔开地安装在所述印制导线载体(5)上;和测量设备(13),用于检测第一印制导线(7)的电阻;其中,每个电导体(3、4)与所述印制导线(7至11)中的至少一个电连接,没有所述印制导线(7至11)与两个所述电导体(3、4)电连接,并且所述印制导线(7至11)设计和设置为,使得所述电导体(3、4)之间的预设的过电压引起在所述第一印制导线(7)与和两个所述电导体(3、4)之一电连接的印制导线(8至11)之间的、改变所述第一印制导线(7)的电阻的部分放电(15)。

【技术特征摘要】
2017.12.29 EP 17211117.11.一种用于证实两个电导体(3、4)之间过电压的证实设备(1),所述证实设备(1)包括:由电绝缘的载体材料制成的印制导线载体(5);至少两个印制导线(7至11),彼此间隔开地安装在所述印制导线载体(5)上;和测量设备(13),用于检测第一印制导线(7)的电阻;其中,每个电导体(3、4)与所述印制导线(7至11)中的至少一个电连接,没有所述印制导线(7至11)与两个所述电导体(3、4)电连接,并且所述印制导线(7至11)设计和设置为,使得所述电导体(3、4)之间的预设的过电压引起在所述第一印制导线(7)与和两个所述电导体(3、4)之一电连接的印制导线(8至11)之间的、改变所述第一印制导线(7)的电阻的部分放电(15)。2.根据权利要求1所述的证实设备(1),其特征在于,所述第一印制导线(7)布置在两个分别与两个所述电导体(3、4)之一电连接的印制导线(8至11)之间并且与这两个印制导线(8至11)间隔开地布置,并且所述第一印制导线不与两个所述电导体(3、4)之一电连接。3.根据权利要求1所述的证实设备(1),其特征在于,所述第一印制导线(7)与两个所述电导体(3、4)之一电连接。4.根据前述权利要求中任一项所述的证实设备(1),其特征在于,所述印制导线(7至11)由复合材料(17)制成,所述复合材料包括不导电的塑料基体(19)和嵌入所述塑料基体中的填充材料(21),所述复合材料(17)通过所述填充材料而能导电。5.根据权利要求4所述的证实设备(1),其特征在于,所述填充材料(21)具有能导电的填充材料颗粒(23),所述填充材料颗粒以大于逾渗阈值的概率占据由所述塑料基体(19)形成的晶格的晶格位置,所述复合材料(17)在所述逾渗阈值之上时是能导电的,其中,所述填充材料颗粒(23)的导电性由作用于所述填充材料颗粒(23)上的所述部分放电(15)降低。6.根据权利要求4或5所述的证实设备(1),其特征在于,所述填充材料(21)包含n型导电金属氧化物、覆层的或未覆层的云母、石英粉末、碳黑、石墨和/或金属。7.根据权利要求4或5所述的证实设备(1),其特征在于,所述填充材料(21)包含掺杂锑...

【专利技术属性】
技术研发人员:亚尼斯·海勒托比亚斯·卡特曾伯格巴斯蒂安·普洛赫曼
申请(专利权)人:西门子股份公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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