專利名稱：測量電纜導(dǎo)線在電纜包皮中位置的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量電纜導(dǎo)線在電纜包皮中位置的設(shè)備，它具有沿電纜圓周錯開配置的電容式傳感器和一臺傳感器信號的數(shù)據(jù)處理設(shè)備。
在制造電纜時(shí)，電纜包皮通常借助于擠壓機(jī)包覆在導(dǎo)線上。根據(jù)用途，電纜包皮也可由多層組成，各層均同心地包覆在導(dǎo)線上。制造電纜時(shí)有重要意義的是，應(yīng)使電纜包皮具有所需的直徑，并因而有所要求的電氣特性，尤其是能提供足夠的絕緣性能。此外，令導(dǎo)線在電纜包皮的中心延伸也是至關(guān)重要的。當(dāng)出現(xiàn)偏心時(shí)，盡管直徑為額定值，卻仍然不能保證有所要求的絕緣性能。
由DE2517709已知，借助于一種電感式測量裝置可以測出偏心度。相隔一定間距圍繞著電纜設(shè)有一些電感式傳感器，它們用來感測在導(dǎo)線中電流造成的磁場。用一種光學(xué)裝置，可以確定電纜包皮的位置。
為了使調(diào)整時(shí)間盡可能短，由DE3403956已知直接設(shè)在擠壓頭上的電感式測量線圈。
所介紹的這些測量方法的工作方式均為非接觸式的。由DE4015692已知設(shè)有一種橫放在電纜上沿電纜移動的空心滾輪，其中裝有一個傳感器，傳感器與此空心滾輪外壁有確定的距離。此傳感器可以是電感式的，也可以是電容式的，它受流過導(dǎo)線的電流所產(chǎn)生的電磁場的影響。
最后，由Buhl Automatik公司的IMP7000系統(tǒng)已知，借助于一種超聲波傳感器，可以確定導(dǎo)線在電纜包皮中的位置，其中，形式上為掃描器超聲波輪的傳感器，在電纜表面上移動。
所介紹的這些現(xiàn)有設(shè)備中，有些的工作是令人滿意的，但是成本較高。
本發(fā)明的目的是制成一種測量電纜導(dǎo)線在電纜包皮中位置的設(shè)備，它不僅測量精確，而且操作簡便、堅(jiān)固耐用，以及所需要的制造成本很低。
上述目的按專利權(quán)利要求的特征部分所述來達(dá)到。
在按本發(fā)明的設(shè)備中，電纜穿過一個盛滿水的圓柱形容器移動。容器的壁至少由三個沿圓周方向彼此絕緣的圓環(huán)段組成，這些圓環(huán)段(電極段)均與高頻交流電源相連。在這些電極段的外面，圍繞著一個圓柱形電極，此圓柱形電極與電極段有相同的電位。圓柱形電極被處于地電位的第二個圓柱形電極所包圍。這樣，便可借助于適用的電流測量裝置，測得每一個電極段中的電流。電流的大小因而取決于電極段與接地的導(dǎo)線之間的電容。
在電極段和導(dǎo)線之間的電容，是由有水的這一段和絕緣體的局部電容的串聯(lián)電路形成的。在電纜和導(dǎo)線同心的情況下，這些局部電容按已知的關(guān)系式取決于每一層的介電常數(shù)和每一層的外徑與內(nèi)徑之比。電纜在水中或?qū)Ь€在電纜中的偏心錯位，改變了各局部電容的數(shù)值。由于水段的介電常數(shù)約80，它與例如聚乙烯的介電常數(shù)約為2.3相比要大得多，所以在“串聯(lián)電路”中，當(dāng)數(shù)值很大的水的電容發(fā)生變化時(shí)，對總電容的影響不大。反之，導(dǎo)線在電纜中的錯位將使電容產(chǎn)生一個可以測出的改變，并因而使電流產(chǎn)生一個可測出的變化。所以，各電極段的電流值將互不相同，這種電流的差異便表示存在著偏心度。然后，借助于在適用的數(shù)據(jù)處理設(shè)備中算出的值，可以采取措施使之重新彼此同心，例如可以通過向由電機(jī)控制的擠壓機(jī)工具，輸入一個修正信號來實(shí)現(xiàn)。
已知曾采用過一種其結(jié)構(gòu)與按照本發(fā)明的設(shè)備類似的用作電容測量的設(shè)備。電纜的電容是一個重要參數(shù)，在制造電纜時(shí)要求保證此值?，F(xiàn)有的電容測量儀由一個盛滿水的圓柱形容器組成，它也是通過測量電流來測出容器壁和導(dǎo)線之間的電容，電流是由一個與容器壁相連的高頻交流電源產(chǎn)生的。本發(fā)明以下述認(rèn)識為出發(fā)點(diǎn)，即，對現(xiàn)有儀器略作修改，不僅可以測量電纜的電容，而且可以測量各局部電容，并因而測出導(dǎo)線的偏心度。
按照本發(fā)明的設(shè)備，結(jié)構(gòu)特別簡單，操作非常簡便，故障少，并能測量電纜的兩個重要參數(shù)。最后，按照本發(fā)明的設(shè)備還可以用來識別所謂的裸線位置。若在某個地方根本沒有絕緣材料，或只有薄薄的一層包皮，則可通過電流的突然增加而發(fā)現(xiàn)并記錄下這一情況。
下面借助于附圖
進(jìn)一步說明本發(fā)明。
唯一的附圖示意性地表示了按照本發(fā)明設(shè)備的一種實(shí)施例。
所表示的測試儀10有一個圓柱形容器，它的壁由三個圓環(huán)段14組成，每一個圓環(huán)段的角向距離相距120°。圓環(huán)段14彼此之間是電絕緣的，如圖中16所示。容器12中盛滿了水18，電纜20在其中央沿容器12的軸線移動。在附圖所表示的實(shí)施例中，電纜由導(dǎo)線22和用絕緣材料例如聚乙烯制成的電纜包皮24組成。如圖中26所示，導(dǎo)線接地。
圍繞著容器12并相隔一定徑向距離地設(shè)有一個圓柱形電極28。如通過連接線30所示，電極28與圓環(huán)段14的電位相同。必要時(shí)，圍繞著第一個圓柱形電極28并與之相隔一定徑向距離地，設(shè)有另一個屏蔽用的圓柱形電極32。如圖中用34所示，此另一個圓柱形電極32也是接地的。
連接線30與一條公共的導(dǎo)線36相連，導(dǎo)線36本身則與一個高頻交流電源38相連。頻率例如為20千赫，峰值電壓約20伏。
此外，在每一條連接線30上裝有電流測量裝置40、42和44，用它們測出電源38產(chǎn)生的電流。此電流值取決于導(dǎo)線22與電極段14之間形成的電容器電容值。此電容則又取決于介電常數(shù)，也就是說，在目前的這種情況下，取決于水的介電常數(shù)和電纜包皮24的介電常數(shù)。水的介電常數(shù)約為80，電纜包皮24的介電常數(shù)例如為2.3。由于水有較高的介電常數(shù)，所以在電纜20穿過容器12偏離了同心位置時(shí)，表現(xiàn)出來的只是一個微小的誤差。而導(dǎo)線22在電纜包皮24中的錯位將造成不同的大電流值，這便要看位錯是朝向那一側(cè)發(fā)生的。當(dāng)導(dǎo)線22處于中心位置時(shí)，這些電流值是相等的。但當(dāng)這些電流值不同時(shí)，便可由此得知發(fā)生了錯位。借助于一臺圖中未表示的數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以顯示這一錯位，并可換算成一個控制或調(diào)整擠壓機(jī)工具的信號。
圖中所表示的設(shè)備還適用于測定電纜20的電容以及識別所謂無絕緣的裸線位置。在確定電容值將所有電極段14的電容值相加。在識別裸線位置時(shí)，當(dāng)與一個或兩個電極段14相關(guān)的電流超過規(guī)定值時(shí)起動一個閾值級。數(shù)據(jù)處理設(shè)備的各個級在圖中均未表示。
權(quán)利要求
1.測量電纜導(dǎo)線在電纜包皮中位置的設(shè)備，它具有沿電纜圓周錯開配置的電容式傳感器和一臺傳感器信號的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其特征為電纜基本上沿軸向通過一個盛滿水的圓柱形容器(12)移動，容器(12)的壁至少由兩個沿圓周方向彼此電絕緣的圓環(huán)段(14)構(gòu)成，圓環(huán)段(14)用導(dǎo)電材料制成，并與高頻交流電源(38)相連，圓環(huán)段(14)外面圍繞著一個圓柱形電極(28)，電極(28)與圓環(huán)段(14)有相同的電位，以及，為每個圓環(huán)段(14)配設(shè)一個電流測量裝置(40、42、44)，它們用來測量流向各個圓環(huán)段(14)的電流。
2.按照權(quán)利要求1所述之設(shè)備，其特征為接地的第二個圓柱形電極(32)，圍繞著第一個圓柱形電極。
3.按照權(quán)利要求1所述之設(shè)備，其特征為高頻電源與導(dǎo)線連接，以及圓環(huán)段是接地的。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述之設(shè)備，其特征為設(shè)有一個求和級，它把所有的圓環(huán)段(14)的測量值相加，以便確定電纜的電容量。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述之設(shè)備，其特征為為電流測量裝置(40、42、44)配設(shè)一個閥值級，在電流超過一個規(guī)定值時(shí)此閥值級顯示。
全文摘要
測量電纜導(dǎo)線在電纜包皮中位置的設(shè)備，它具有沿電纜圓周錯開配置的電容式傳感器和一臺傳感器信號的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中，電纜基本上沿軸向通過一個盛滿水的圓柱形容器移動，容器壁至少由兩個沿圓周方向彼此電絕緣的圓環(huán)段構(gòu)成，此圓環(huán)段用導(dǎo)電材料制成，并與高頻交流電源相連，在圓環(huán)段外面圍繞著一個圓柱形電極，電極與圓環(huán)段有相同的電位，以及，為每個圓環(huán)段配設(shè)一個電流測量裝置，用以測出流向各圓環(huán)段的電流。
文檔編號H01B13/00GK1120661SQ9510400
公開日1996年4月17日 申請日期1995年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月8日
發(fā)明者哈拉雷德·斯考拉 申請人:斯考拉電子工業(yè)有限公司