用于检查流过绞合线的单股线的电流的方法以及执行该方法的设备技术

为了安全和可靠地以高的响应灵敏度确定在由多个单股线（１２）组成的绞合线（４）中的故障位置，通过绞合线（４）传导电流（Ｉ），并且通过传感器（２２）采集和分析由于流过电流的绞合线（４）而形成的磁场（Ｂ）。如果所测得的磁场（Ｂ）具有特征性振荡，该特征性振荡的长度（Ａ）是绞距（Ｌ）的数倍并且尤其是对应于绞距（Ｌ），就推断有故障位置。该方法尤其是还用于无干扰地检查接触元件（８）与绞合线（４）的接触连接（６）的质量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检查流过绞合线的单股线的电流的方法，其中这些单股线相互之间以一定的绞距(Schlaglaenge )绞合在一起，其中 通过绞合线传导电流，并且通过传感器采集和分析由于流过电流的绞合 线而形成的磁场。本专利技术还涉及一种用于执行该方法的设备。该方法用于无损伤地检查绞合线的故障位置，也就是尤其是检查断 裂的单股线。
技术介绍
JP2005020813A 乂^开了一种用于检查绞合线的方法，其中借助多个 围绕绞合线设置的传感器采集围绕该绞合线构成的磁场。其中，分析该 磁场的强度分布。如果一个区域具有骤降的磁场强度，则推导出在该处 存在断裂的单股线形式的故障位置。这种对/P兹场进行分析的方法与分析电场(电容测量)的测量相比具 有更高的灵敏度。但是，由导线断裂所引起的磁场变化很小，因此需要 具有高灵敏度的测量和分析装置，以便获得尽可能可靠的结果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是实现对绞合线确定损伤位置的简单以及 安全和可靠的检查。按照本专利技术，该技术问题通过具有权利要求1特征的方法解决。为 了分析绞合线是否存在故障位置、尤其是断裂的单股线，在此规定，如 果所测得的磁场具有长度为绞合线的所谓绞距的数倍的振荡就推断故障 位置。尤其地，如果磁场的振荡对应于绞距，则推断故障位置。为了测量，在此尤其规定，绞合线和用于采集磁场的传感器相互相对移动。基 于该相对移动，采集在绞合线的长度上取决于位置的磁场强度。研究已 经表明，在故障位置的区域中，磁场与位置有关地在绞合线的纵向上以特征性方式变化，并且具有特征性的振荡长度(Oszillationslaenge)。该 振荡长度尤其对应于绞合线的绞距。因此，为了进行分析采用该特征性 振荡，以便能够可靠和唯一地推导故障位置。同样可能导致磁场变化的 其它千扰效应-例如绞合线和传感器之间的距离由于绞合线的弯曲而 发生的微小变化-在此被消除。就这点而言，该方法与只对所测得的 场的振幅进行分析的分析相比具有更好的分析精度。作为推导故障位置 的另一标准，优选还补充地引入磁场的振幅超过定义的阈值。绞距在此应当理解为各绞合的单股线在绞合线的纵向上旋转360°时 由于该单股线的绞合而移动的长度。对于用作导电缆线并且例如具有少 至几十个单股线的电绞合线来说，绞距为几厘米。对于具有7到19个 单股线、并且单股线直径在0.2mm的范围中的铜绞合线，绞距通常为 大约15到40mm，尤其是大约20mm。特征性振荡可以如下解释在测量时电流流过绞合线。单股线由于 它们的绞合而基本上螺线形地延伸。因此，电流运输 (Stromtransport)首先在单股线的纵向上螺旋形地进行。由于单股线 相互之间通常没有绝缘，因此另外还存在以下可能性，即所馈入的电流 可能还与单股线垂直地从一个单股线流入另一单股线。但是，与单股线 的纵向相比产生明显更高的接触电阻，从而通常在横向上不出现电流。绞合线的单股线中电流的总和对应于该绞合线纵向上的总电流，通 过单股线的螺旋形电流传导在总电流中通过叠加而至少很大程度上被消 除，从而基本上，电流在绞合线的纵向上流动。其前提是，在所有单股 线中馈入相同大小的电流，并且在所有单股线中电流均匀地 (gleichmaessig)和不中断地流动。如果现在某个单股线中的电流中断，例如由于单股线断裂，则由此 需要在横向上在不同的单股线之间流动电流。这导致在这种故障位置的 区域中总电流的不均匀性。只有在离故障位置一定距离处才又产生均匀 的总电流。研究已经表明，在其中电流必然不均匀地流过绞合线的整个横截面的该故障位置的区域内形成螺旋形的电流，从而围绕导体的磁 场不是均匀地分布，而是以与绞合线的绞距成固定比例地振荡。尤其 地，磁场在该非均匀区域中以绞合线的绞距振荡。此外，根据本专利技术，该技术问题还通过具有权利要求2的特征的方 法解决。在该方法中，通过又通过绞合线传导电流来检查接触元件与绞 合线的接触连接的质量。为了检查接触连接的质量，现在与接触连接间 隔开地通过传感器采集并分析所形成的磁场。借助远离接触连接所测得 的磁场，如果例如磁场相对于基准或比较信号具有特征性偏差，例如超 过阈值的振幅和/或特征性分布，尤其是长度尤其对应于绞合线的绞距 的振荡，则推断出接触连接处的故障位置。因此，通过这另一种方法可以非常灵敏和无千扰地检查接触连接以 确定绞合线的所有单股线是否都均匀地接触良好，或者是否有一些单个 绞合线没有或仅很少地参与接触连接中的电流流动。本专利技术的这些实施变形也基于以下认识，即在流过单股线的电流中 断的情况下，现在由于缺乏与接触元件的接触，或者电流的一部分必须 在横向上从一个单股线流到另 一单股线，并且因此在断裂区域中越过绞 合线的长度，磁场被干扰并且具有不均匀性。尤其地，磁场具有特征性 的振荡长度。因此，总之，在该替换方案中，利用基于损伤位置的远程 作用，从而即使远离真正的故障位置，即流过单股线的电流由于接触区 域中缺乏接触而导致的中断，也能识别该故障位置。因此，即使在接触 连接被挤压包封的情况下，如如今在预成型的电缆组中常见的，也可以 无损伤地检查接触连接。因此，两种替换方案都基于相同的考虑，即在通过单股线的电流中 断的情况下，电流必定已经与故障位置有间距地在横向上流动，这导致 所采集的磁场中的特征性偏差。在一种合适的扩展方案中，利用远程作用(Fernwirkimg )来推断 故障位置。合适地，在此，在离故障位置的距离在2到10倍绞距的范 围内进行测量。尤其是在检查接触连接的情况下，由此也可以在远离的 区域中进行安全和可靠的分析。定的空间扩展。特征性的振荡由此在实际故障位置的两侧延伸一定的路 段。因此，合适地，绞合线的对应于特征性振荡的空间中心、即空间扩 展的中心的位置被识别为故障位置。替换地，绞合线的其中振荡磁场具 有最大振幅的位置被定位为故障位置。根据一种合适的扩展方案，为了调整尽可能高的灵敏度，采集磁场 的梯度。为此，尤其采用所谓的梯度计作为传感器。这种梯度计是能够 采集一个或多个空间方向上的磁场变化的唯一部件。这样的例子是所谓的Squid梯度计，例如在DE10304225B4中所描述的。替换地，为了构 造梯度计，还可以是将多个单磁性传感器桥接成一个整体部件的方式。 这些单传感器在此例如是霍耳传感器或磁阻传感器，它们分别被构造为 半导体器件。通过使用梯度计，几乎滤掉了基本上均匀的背景磁场-例如地磁场-的影响，从而只采集由故障位置所引起的干扰信号。在该方法中，例如大约1A的安培范围中的电流传导通过绞合线， 从而所产生的磁场具有大约只为地磁场的2到3倍的强度，因此具有与 地磁场大约相同的数量级。对于尽可能简单的实施方式，合适地，仅用一个传感器、尤其是仅 借助一个梯度计采集磁场。由于特殊的分析技术，即分析振荡长度，不 需要多个传感器围绕绞合线地被设置。在一种替换的合适扩展方案中，采用多个例如在切线方向上相互错 开设置的传感器。由此可以确定与位置有关的不同的磁场强度或还有梯 度。合适地，由在此通过传感器所提供的单信号计算地形成目标信号， 其中已经滤掉了不是归因于故障位置的干扰效应。因此，由此尤其是消 除了噪声效应。优选地，由于单股线的绞合而引起的磁场波动通过合适 的、例如经过相位和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检查流过绞合线（４）的单股线（１２）的电流的方法，其中所述单股线相互之间以绞距（Ｌ）绞合在一起，其中通过所述绞合线（４）传导电流（Ｉ），并且通过传感器（２２）采集和分析由于流过电流的绞合线（４）而形成的磁场（Ｂ），其特征在于，　 　如果所测得的磁场（Ｂ）具有长度（Ａ）为绞距（Ｌ）的数倍、并且尤其是对应于绞距（Ｌ）的特征性振荡，则推断故障位置（２８）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J恩格伯灵，M埃博特，J汉肯，
申请(专利权)人：莱尼线束系统有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]