高功率高压检验设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高功率高压检验设备，包括用于在功率大于IkW的情况下产生检验电压的装置，其中检验电压是具有至少10kV的幅值的交流电压并且其中用于产生检验电压的装置具有至少两个电压放大器支路，其中第一电压放大器支路用于或有助于产生检验电压的正的电压半波并且第二电压放大器支路用于或有助于产生检验电压的负的电压半波。此外，这种类型的高功率高压检验设备具有用于测量要施加在测量对象上的检验电压和由此在测量对象中引起的检验电流的测量电路。
【背景技术】
[0002]这样的高压检验设备已经由现有技术充分公开并且用于检验测量对象，该测量对象可以是不同的电或电子的部件或者特别是高压电缆或中压电缆。在此向待检验的测量对象在提到的功率范围内施加通常正弦形的交流电压(具有大于10kV的高的幅值)，并且(在确定和分析施加在测量对象上的检验电压和由此引起的检验电流的条件下)例如得出如下结论:所检验的测量对象对于预定的时间段是否经受住检验电压而没有电压击穿。此外，例如可以在连续地提高检验电压的条件下必要时还确定，从哪个检验电压开始发生或已经发生安全关系重大的电压击穿。此外，特别是当这种类型的高压检验设备被构造为用于产生具有在0.0IH z和IH z之间的范围内的频率的、优选正弦形的VLF (Very-Low-Frequency)交流电压时，在分析在检验电压和检验电流之间的给出的相移的条件下还确定测量对象的所谓的损耗因数(tan δ )，利用其在无破坏的检验的范围内例如可以得出关于高压电缆或中压电缆的绝缘体的质量或老化状态的结论。在此要应用的测量和分析算法(和为此所需的测量和分析电路)，相关的专业人员已经充分公知。
[0003]在此在现有技术中如在开头解释的那样，检验电压通常在使用集成在这种类型的高压检验设备中的两个电压放大器支路的条件下被产生，在该两个放大器支路中一个产生检验电压的正的电压半波并且另一个产生检验电压的负的电压半波，然后以合适的方法交替地将其施加到测量对象。
[0004]特别地，在高压电缆或中压电缆的VLF检验的情况下，随着待检验的电缆的增加的长度对由这种类型的检验设备待施加的电压幅值和电功率存在特别高的要求，从而对于相应高功率的检验设备存在大的需求。此外在本发明的范围内有意义的是，这种类型的高功率高压检验设备通常必须被运输至待检验的测量对象，这在由现有技术公知的设备中不是总能简单实现。
[0005]目前，开头提到的类型的移动式的(VLF-)高功率高压检验设备可以具有用于产生正弦形的VLF检验电压的装置，该VLF检验电压在直至大约SkW的电输出功率的情况下具有直至200kV(相应于大约141kV有效电压)的幅值。
[0006]明显地，这种类型的(移动式)高功率高压检验设备的成本极大地通过由相关设备待施加的输出功率来确定，从而在实践中开头提到的类型的高压检验设备通常按照不同的功率类别而被提供，其应用可能性(取决于利用相关的检验设备可产生的电压幅值和在此提供的输出功率而)受到限制。
[0007]并且最后，特别是当在高压检验设备中应当提供高的输出功率时，在不同的电压放大器支路中的高压电子器件，特别是其中在高压侧布置的部件的所需的冷却越来越被证明是有问题的。这尤其当提到的设备作为移动式检验设备必须被运输至测量对象时成立，这在现有技术中通常通过提供尽可能紧凑的设备结构来实现。
【发明内容】
[0008]在该背景下，本发明要解决的技术问题是，如下地扩展一种本文开始部分所述类型的高功率高压检验设备，使得该高功率高压检验设备尽管电的输出端功率足够高但是可以以尽可能简单的方式充分地被冷却并且可以简单地被运输，其中在本发明的附加方面及其优选扩展中尤其也实现用于尽可能简单地提高利用按照本发明的高压检验设备提供的输出端功率的可能性。
[0009]在本发明的范围内，上述技术问题按照权利要求1通过如下来解决，即，在这种类型的高功率高压检验设备中每个电压放大器支路设置在具有集成的主动的空气冷却的单独的组件中。
[0010]通过将在此是高压源，也就是用于产生检验电压的装置，划分为至少两个各包含一个电压放大器支路的单独的组件，其中在每个组件中集成单独的主动的空气冷却，可以以特别简单的方式实现这种类型的高压检验设备的特别高的冷却需求。由此通过相关的组件的自身的空气冷却主动地冷却每个放大器支路。
[0011]此外，按照本发明的高压检验设备能够特别简单地被运输，因为单独的(分别包含一个电压放大器支路的)组件以优选的方式也可以被单独地运输至特定的安装位置并且在那里才必须以合适的方式与检验物或彼此或与高压检验设备的另外的部件(例如中央控制单元)连接，其中单独的组件特别优选地可以空间上彼此分离地安装。
[0012]优选地，每个组件按照单独的或可单独安装的、具有自身壳体的设备的类型构造，其中每个组件，如下面还进一步解释的，必要时也可以在其方面由(至少)两个彼此可拆分地连接的元件或壳体片段组成。
[0013]由此来说，每个单独的组件包含集成的主动的空气冷却，则在此优选地是具有至少一个通风装置的空气冷却，其中各个电压放大器支路的待冷却的元件通过定义的冷却空气流来冷却，该冷却空气流例如被导入壳体内的合适的空气导引通道。这种主动的空气冷却必要时可以通过另外的冷却元件支持，诸如例如通过冷却空气通道中的表面扩大的冷却器、在发热特别高的区域中的主动冷却的珀耳贴元件或PTC元件等。
[0014]在本发明的范围内在使用两个电压放大器支路的情况下产生检验电压，在该两个电压放大器支路中第一电压放大器支路用于产生检验电压的正的电压半波并且第二电压放大器支路用于产生检验电压的负的电压半波，则为此合适的(高)电压放大器的原理结构由现有技术公知。
[0015]为此例如参见DE 19513441 C5，其涉及一种用于产生检验电压的电路布置。在此，借助两个用作高压源的放大器支路，每个支路各具有一个开关电源、高压变压器、整流器电路和在该整流器电路后面连接的可电子调节的高压开关装置，在提供具有预定变化的检验电压的条件下定义地充电和放电检验物或测量对象。就此而言第一放大器支路用于提供检验电压的正的电压半波并且第二放大器支路用于产生检验电压的负的电压半波，其例如是正弦形的并且可以具有在此要求保护的电压幅值和功率。
[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页公开了一种电路布置，其可以无问题地在具有至少10kV的电压幅值的功率范围内运行并且其中根据在kV范围内的正的或负的直流电压借助合适的(用作可控电流源的)半导体开关布置产生在其变化方面可调节的检验电压，以用于定义地充电和放电测量对象。由此也可以基于该原理实现用于产生检验电压的正的电压半波的第一电压放大器支路和用于产生检验电压的负的电压半波的第二电压放大器支路。
[0017]此外在本发明的范围内对于各个电压放大器支路，也可以应用电路布置，其被构造为用于连接到电网电压并且由此首先借助包含调制器的开关电源将电网电压的正的(或负的)电压半波在第一步骤中调制到具有在例如370V的绝对电压幅值下例如70kHz的高频的交流电压并且然后借助在开关电源后面连接的变压器将其转换到(在总是70kHz频率下)例如SkV的电压幅值。然后由此可以借助合适的由电容器和整流器组成的级联电路产生例如200kV的直流电压，其中必要时可以利用这样的级联电路通过合适的切换或调节产生幅值可变的高压，以便降低或最小化随后的开关损耗。在该级联电路后面由此可以在相关的电压放大器支路中跟随(在高压侧布置的且可电子控制和/或调节的)半导体开关布置，如例如在前面提到的Kearly和MacKinlay的出版物中描述的那样，其特别是在分析在测量对象处所测量的检验电流和/或检验电压的情况下将通过在电压放大器支路的前面连接的部件产生的正的或负的高压转换为具有在例如0.1Hz的频率下大