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DE19931123A1 - Electric potential measurement method e.g. for electrical installation in building or industrial plant - Google Patents

Electric potential measurement method e.g. for electrical installation in building or industrial plant

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Publication number
DE19931123A1
DE19931123A1 DE1999131123 DE19931123A DE19931123A1 DE 19931123 A1 DE19931123 A1 DE 19931123A1 DE 1999131123 DE1999131123 DE 1999131123 DE 19931123 A DE19931123 A DE 19931123A DE 19931123 A1 DE19931123 A1 DE 19931123A1
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DE
Germany
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temperature
sleeve
heating device
conductor
electrical
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Withdrawn
Application number
DE1999131123
Other languages
German (de)
Inventor
Ralph Oppelt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
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Publication of DE19931123A1 publication Critical patent/DE19931123A1/en
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/14—Indicating direction of current; Indicating polarity of voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
    • G01R15/165—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices measuring electrostatic potential, e.g. with electrostatic voltmeters or electrometers, when the design of the sensor is essential

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung eines elektrischen Potentials eines elektrischen Leiters (1), welcher von einer Isolierhülle (2) umgeben ist, relativ zu einer Masseelektrode (3) mittels eines Elektrometers (7), welches über einen direkt mit dem Leiter verbundenen ersten Widerstand (4) zwischen den Leiter (1) und die Masseelektrode (3) geschaltet ist. Dazu ist der Widerstand (4) gebildet von einem Teilbereich (4) der Isolierhülle (2), welcher von einer elektrisch leitfähigen Hülse (6) abgedeckt ist und auf eine gegenüber einer Umgebungstemperatur erhöhte, einer vorgegebenen Meßtemperatur entsprechenden Temperatur erwärmt wird.The invention relates to a method and a device for measuring an electrical potential of an electrical conductor (1), which is surrounded by an insulating sleeve (2), relative to a ground electrode (3) by means of an electrometer (7), which is connected directly to the Conductor connected first resistor (4) between the conductor (1) and the ground electrode (3) is connected. For this purpose, the resistor (4) is formed by a partial region (4) of the insulating sleeve (2) which is covered by an electrically conductive sleeve (6) and is heated to a temperature which is higher than an ambient temperature and corresponds to a predetermined measuring temperature.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung eines elektrischen Potentials eines elektrischen Lei­ ters, welcher von einer Isolierhülle umgeben ist, relativ zu einer Masseelektrode, mittels eines Elektrometers, welches über einen direkt mit dem Leiter verbundenen Widerstand zwi­ schen den Leiter und die Masseelektrode geschaltet ist.The invention relates to a method and an apparatus for Measurement of an electrical potential of an electrical Lei ters, which is surrounded by an insulating sleeve, relative to a ground electrode, by means of an electrometer, which via a resistor connected directly to the conductor between the conductor and the ground electrode is connected.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind grund­ sätzlich allgemein bekannt.Such a method and device are basic additionally generally known.

Aus der DE 41 34 695 A1 sowie dem US-Patent 5,293,113 ist ei­ ne Methode zur Messung eines elektrischen Potentials ohne ei­ nen direkten Kontakt zu dem Leiter, dessen Potential gemessen werden soll, bekannt.From DE 41 34 695 A1 and US Pat. No. 5,293,113, ei ne method for measuring an electrical potential without an egg direct contact with the conductor, whose potential is measured should be known.

Andere Vorrichtungen und Verfahren jeweils zur Messung eines hohen elektrischen Potentials oder anderen elektrischen Meß­ größe gehen hervor aus der WO 94/29733 A1 und der DE 44 13 912 A1; die vorgestellten Verfahren arbeiten ohne direkten Kontakt zu dem elektrischen Leiter, dessen elektri­ sches Potential oder andere elektrische Meßgröße zu bestimmen ist.Other devices and methods each for measuring a high electrical potential or other electrical measurement size are evident from WO 94/29733 A1 and DE 44 13 912 A1; the methods presented work without direct contact with the electrical conductor, the electri to determine the potential or other electrical measured variable is.

Weitere Hinweise hinsichtlich kontaktloser Meßverfahren und - vorrichtungen ergeben sich aus dem Buch "Einführung in die Meßtechnik" von H. Hart, VEB-Verlag Technik, Berlin 1978, siehe insbesondere Seite 238, sowie dem Buch "Taschenbuch Elektrotechnik Bd. 1", von E. Philippow (Herausgeber), 3. Auflage, Carl Hanser Verlag München und Wien.Further information regarding contactless measurement methods and devices can be found in the book "Introduction to Measurement Technology" by H. Hart, VEB-Verlag Technik, Berlin 1978 , see in particular page 238, and the book "Taschenbuch Elektrotechnik Bd. 1" by E Philippow (Editor), 3rd edition, Carl Hanser Verlag Munich and Vienna.

Als Elektrometer kommt grundsätzlich jede bekannte Einrich­ tung zur Messung einer elektrischen Spannung oder eines elek­ trischen Potentials in Betracht, welche über einen hinrei­ chend hohen Innenwiderstand verfügt. Denkbar ist es auch, ei­ nen direkt mit einem Leiter, dessen elektrisches Potential gemessen werden soll, kontaktierten Widerstand einzubinden in einen Spannungsteiler, wenn das zu messende elektrische Po­ tential eventuell zu hoch für eine direkte Messung ist. Dann liegt das Elektrometer parallel zu einem weiteren Widerstand dieses Spannungsteilers oder bildet diesen, vorausgesetzt, sein Innenwiderstand hat einen entsprechenden Wert, selbst.Basically every known device comes as an electrometer device for measuring an electrical voltage or an elec  trical potential, which goes beyond one accordingly high internal resistance. It is also conceivable directly with a conductor whose electrical potential should be measured to include contacted resistance in a voltage divider if the electrical Po to be measured may be too high for a direct measurement. Then the electrometer is parallel to another resistor this voltage divider or forms it, provided its internal resistance has a corresponding value, itself.

Ein "Elektrometerverstärker", der mit einem handelsüblichen Operationsverstärker aufgebaut wird und sich auszeichnet durch einen extrem hohen Eingangswiderstand, ergibt sich aus dem Buch "Halbleiter-Schaltungstechnik" von U. Tietze und Ch. Schenk, 9. Auflage, Springer-Verlag, Berlin 1990, S. 854 ff.An "electrometer amplifier", which is built with a commercially available operational amplifier and is characterized by an extremely high input resistance, results from the book "Semiconductor Circuit Technology" by U. Tietze and Ch. Schenk, 9th edition, Springer-Verlag, Berlin 1990 , Pp. 854 ff.

Es besteht ein Bedarf an einem einfachen Verfahren und einer einfachen Vorrichtung zur Bestimmung eines elektrischen Po­ tentials eines elektrischen Leiters mit der Vorgabe, daß eine Freilegung des elektrischen Leiters von seiner üblichen Iso­ lierhülle nicht notwendig sein soll; das Verfahren und die Vorrichtung sollen anwendbar sein bei der Bestimmung eines elektromagnetischen Potentials eines elektrischen Leiters, der Bestandteil einer mehr oder weniger komplexen Installati­ on, beispielsweise einer Installation für eine elektrische Steuerung, ist. Ein solcher Bedarf stellt sich z. B. ein an­ läßlich einer Revision einer elektrischen Installation in ei­ nem Gebäude oder einer industriellen Anlage. In solchem Zu­ sammenhang beträgt ein zu bestimmendes elektrisches Potential in der Regel wenige Volt (zwischen 5 V und 24 V entsprechend geläufigen Standards) ist entweder zeitlich unveränderlich oder mit geringer Frequenz (wenige Hz) veränderlich.There is a need for a simple procedure and one simple device for determining an electrical Po tentials of an electrical conductor with the stipulation that a Exposing the electrical conductor from its usual iso protective cover should not be necessary; the procedure and the Device should be applicable in determining a electromagnetic potential of an electrical conductor, part of a more or less complex installation on, for example an installation for an electrical Control, is. Such a need arises for. B. a due to a revision of an electrical installation in an egg a building or an industrial plant. In such a way is an electrical potential to be determined usually a few volts (between 5 V and 24 V accordingly common standards) is either immutable or variable with a low frequency (a few Hz).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen. The object of the invention is a corresponding method and to provide a corresponding device.  

Zur Lösung der Aufgabe angegeben wird ein Verfahren zur Mes­ sung eines elektrischen Potentials eines elektrisches Lei­ ters, welcher von einer Isolierhülle umgeben ist, relativ zu einer Masseelektrode mittels eines Elektrometers, welches über einen mit dem Leiter direkt verbundenen Widerstand zwi­ schen den Leiter und die Masseelektrode geschaltet ist, bei dem der Widerstand gebildet wird von einem Teilbereich der Isolierhülle, welcher von einer elektrisch leitfähigen Hülse abgedeckt ist und auf eine gegenüber einer Umgebungstempera­ tur erhöhte, einer vorgegebenen Meßtemperatur entsprechende Temperatur erwärmt wird.To solve the problem, a method for measuring is specified solution of an electrical potential of an electrical Lei ters, which is surrounded by an insulating sleeve, relative to a ground electrode by means of an electrometer, which via a resistor connected directly to the conductor between the conductor and the ground electrode is connected which the resistance is formed by a part of the Insulating sleeve, which is made of an electrically conductive sleeve is covered and compared to an ambient temperature increased, corresponding to a predetermined measurement temperature Temperature is heated.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird auch angegeben eine Vorrich­ tung zur Messung eines elektrischen Potentials eines elektri­ sches Leiters, welcher von einer Isolierhülle umgeben ist, relativ zu einer Masseelektrode, umfassend:
To achieve this object, a device for measuring an electrical potential of an electrical conductor, which is surrounded by an insulating sheath, relative to a ground electrode, is also specified, comprising:

  • a) eine elektrisch leitfähige Hülse, welche mit der Isolier­ hülle kontaktierbar ist;a) an electrically conductive sleeve, which with the insulating case is contactable;
  • b) ein mit der Hülse verbundenes und durch eine weitere Ver­ bindung mit der Masseelektrode zwischen diese und den Leiter schaltbares Elektrometer; undb) a connected to the sleeve and by another Ver bond with the ground electrode between this and the conductor switchable electrometer; and
  • c) eine Heizeinrichtung zur Erwärmung eines von der Hülse abgedeckten Teilbereichs der Isolierhülle auf eine gegenüber einer Umgebungstemperatur erhöhte, einer vorgegebenen Meßtem­ peratur entsprechenden Temperatur.c) a heater for heating one of the sleeve covered portion of the insulating sleeve on an opposite an ambient temperature increased, a predetermined Messtem temperature corresponding temperature.

Das Verfahren und die Vorrichtung erfordern erfindungsgemäß keinen Rückgriff auf die bekannten kontaktlosen Meßverfahren und vermeiden deren stets notwendige Kompliziertheit. Viel­ mehr lehnt sich das Verfahren an an das Prinzip der Span­ nungsmessung unter Verwendung einer wirksamen galvanischen Kontaktierung des elektrischen Leiters. Erfindungsgemäß wird dazu der real zwar hohe, aber doch endliche ohmsche Wider­ stand der Isolierhülle des elektrischen Leiters nutzbar ge­ macht und durch Erwärmung so weit herabgesetzt, daß die ge­ wünschte Messung mittels eines herkömmlichen Elektrometers möglich ist. Das Erreichen eines angemessen niedrigen Wider­ standes wird dadurch gefördert, daß die Kontaktierung der Isolierhülle flächig erfolgt und so ein räumlich ausgedehnter Teil der Isolierhülle zur Bildung des Widerstandes zum Ein­ satz kommt.The method and the device require according to the invention no recourse to the known contactless measuring methods and avoid the complexity that is always necessary. A lot the process is based more on the principle of the chip voltage measurement using an effective galvanic Contacting the electrical conductor. According to the invention plus the real high but finite ohmic contradiction the insulating sheath of the electrical conductor can be used makes and reduced by heating so far that the ge desired measurement using a conventional electrometer is possible. Reaching a reasonably low cons  standes is promoted in that the contacting of the Insulation is made flat and thus a spatially extended Part of the insulating sleeve to form the resistance to on sentence is coming.

Vorzugsweise wird als Meßtemperatur eine Temperatur entspre­ chend einer vorgegebenen maximalen Betriebstemperatur der Isolierhülle gewählt; die auf diese Weise maximierte Tempera­ turdifferenz zwischen der Meßtemperatur und der Umgebungstem­ peratur in üblicher Höhe sorgt für eine inhärente Stabilisie­ rung der Temperatur der Isolierhülle und gewährleistet eine maximale Absenkung des Isolationswiderstands der Isolierhül­ le. Eine zugehörige maximale Betriebstemperatur ist für jeden üblichen Isolierstoff bekannt; grundsätzlich kann davon aus­ gegangen werden, daß bei einem im Rahmen einer üblichen In­ stallation verwendeten Isolierstoff die maximale Betriebstem­ peratur zumindest bei 70°C liegt.A temperature is preferably used as the measurement temperature according to a predetermined maximum operating temperature Insulating sleeve selected; the tempera maximized in this way difference between the measuring temperature and the ambient temperature Temperature at normal height ensures inherent stabilization temperature of the insulating sleeve and ensures a maximum reduction of the insulation resistance of the insulating sleeve le. An associated maximum operating temperature is for everyone known insulating material; basically can assume be gone that in a normal In insulation used the maximum operating temperature temperature is at least 70 ° C.

Die Temperatur der erwärmten Isolierhülle wird vorzugsweise aktiv überwacht und geregelt; zu diesem Zweck ist die Vor­ richtung ergänzt um einen Sensor, welcher die Temperatur der erwärmten Isolierhülle mißt, und einen einstellbaren Regler, mit welchem der Sensor verbunden ist und welcher den notwen­ digen Regelvorgang besorgt. An dem Regler kann auch die ge­ wünschte Meßtemperatur eingestellt werden.The temperature of the heated insulating sleeve is preferred actively monitored and regulated; for this purpose the front direction supplemented by a sensor which measures the temperature of the heated insulated sleeve measures, and an adjustable regulator, with which the sensor is connected and which the necessary concerned control process. The ge desired measuring temperature can be set.

Der zu erwärmende Teilbereich der Isolierhülle kann insbeson­ dere erwärmt werden mittels einer Heizeinrichtung, die diesen Teilbereich direkt kontaktiert. Eine solche Heizeinrichtung ist beispielsweise eine elektrische Widerstandsheizung. Um jedwede Beeinträchtigung des Ergebnisses der Messung des elektrischen Potentials des elektrischen Leiters durch eine solche Heizeinrichtung auszuschließen ist es vorteilhaft, die Heizeinrichtung mittels eines geeigneten Servoverstärkers, welcher im einfachsten Fall lediglich ein Spannungsfolger ist, auf ein einem elektrischen Potential der Hülse entspre­ chendes elektrisches Potential zu bringen. Zum Zwecke der galvanischen Entkopplung kann die nötige Energieversorgung für die Heizeinrichtung und den Servoverstärker gegebenen­ falls über einen Trenntransformator mit ausreichend hohem Isolationswiderstand erfolgen.The part of the insulating sleeve to be heated can in particular which are heated by means of a heating device, this Sub-area contacted directly. Such a heater is for example an electrical resistance heater. Around any impairment of the result of the measurement of the electrical potential of the electrical conductor through a to exclude such a heater, it is advantageous to Heating device using a suitable servo amplifier, which in the simplest case is just a voltage follower is to correspond to an electrical potential of the sleeve bring appropriate electrical potential. For the purpose of  galvanic decoupling can provide the necessary power given for the heating device and the servo amplifier if via an isolating transformer with a sufficiently high Insulation resistance take place.

Alternativ ist es von Vorteil, eine Heizeinrichtung vorzuse­ hen, welche die entsprechenden Teilbereiche der Isolierhülle durch eine Strahlung, insbesondere eine Mikrowellenstrahlung, erwärmt und keiner Kontaktierung mit der Isolierhülle bedarf. Die Heizeinrichtung kann also ein geeigneter Mikrowellen­ strahler sein; auch ein Infrarotstrahler kommt als Heizein­ richtung in Betracht. In einem solchen Fall kann u. U. der erwähnte Servoverstärker entfallen.Alternatively, it is advantageous to use a heater hen which the corresponding sub-areas of the insulating sleeve by radiation, especially microwave radiation, heated and no contact with the insulating sleeve is required. The heating device can therefore be a suitable microwave be spotlights; an infrared heater also comes as a heater direction into consideration. In such a case, u. U. the mentioned servo amplifier are omitted.

Um eine Beeinträchtigung der Messung durch einen äußeren Ein­ fluß auszuschließen ist es weiterhin vorteilhaft, die Vor­ richtung zu ergänzen um eine Abschirmung, innerhalb derer die Hülse, das Elektrometer und die Heizeinrichtung angebracht werden können, und wobei insbesondere die Abschirmung mit der Masseelektrode, bezüglich derer das elektrische Potential des elektrischen Leiters gemessen ist, verbunden wird.To impair the measurement by an external input To exclude river, it is still advantageous to direction to be supplemented by a shield within which the Sleeve, the electrometer and the heater attached can be, and in particular the shielding with the Ground electrode with respect to which the electrical potential of the electrical conductor is measured, is connected.

Für die Messung wird der Widerstand vorzugsweise eingestellt auf einen Wert, welcher höchstens 1/100 eines Innenwiderstan­ des des Elektrometers beträgt. Bei der Verwendung eines her­ kömmlichen Elektrometerverstärkers mit einem Innenwiderstand von etwa 1015 Ohm als Elektrometer wird dies insbesondere dann erreicht, wenn der Widerstand durch geeignete Formgebung des entsprechenden Teilbereichs der Isolierhülle und entspre­ chende Erwärmung auf einen Wert in der Größenordnung von 1012 Ohm gebracht wird.For the measurement, the resistance is preferably set to a value which is at most 1/100 of an internal resistance of the electrometer. When using a conventional electrometer amplifier with an internal resistance of approximately 10 15 ohms as an electrometer, this is achieved in particular if the resistance is brought to a value of the order of 10 12 ohms by suitable shaping of the corresponding partial area of the insulating sleeve and corresponding heating .

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung ist aufzufassen als sche­ matische Skizze. Im einzelnen zeigen: Embodiments of the invention will now be described with reference to the Drawing explained. The drawing is to be understood as a true matical sketch. In detail show:  

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Messung eines elektrischen Po­ tentials eines elektrischen Leiters mit einer mit der Isolierhülle kontaktierten Heizeinrichtung; Fig. 1 shows a device for measuring an electric Po tentials an electrical conductor with an insulating sheath contacted with the heater;

Fig. 2 eine Schaltung mit einem Servoverstärker zur Ein­ stellung des Potentials der Heizeinrichtung gemäß Fig. 1; und Fig. 2 shows a circuit with a servo amplifier for a position of the potential of the heating device of FIG. 1; and

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Messung eines elektrischen Po­ tentials eines elektrischen Leiters mit einer Hei­ zeinrichtung, die die Isolierhülle des Leiters nicht kontaktiert. Fig. 3 shows a device for measuring an electrical potential of an electrical conductor with a heating device which does not contact the insulating sleeve of the conductor.

Fig. 1 zeigt einen elektrischen Leiter 1, umgeben von einer Isolierhülle 2. In der Regel wird der elektrische Leiter 1 zylindrisch sein, sei es als Draht oder Litze, ebenso die Isolierhülle 2. Der elektrische Leiter 1 hat gegenüber einer Masseelektrode 3, üblicherweise einem Null- oder Erdleiter einer elektrischen Installation, ein unbekanntes elektrisches Potential, und dies soll nun ohne Beeinträchtigung der Iso­ lierhülle 2 gemessen werden. Zu diesem Zweck wird ein Wider­ stand 4 gebildet aus einem gewissen Teilbereich 4 der Iso­ lierhülle 2, indem zunächst dieser Teilbereich 4 mit einer elektrisch leitfähigen Hülse 6 kontaktiert wird; beispiels­ weise ist diese Hülse 6 eine auf die Isolierhülle 2 aufge­ klebte Kupferfolie (zum Kleben kann jeder thermisch ausrei­ chend stabile Kleber verwendet werden; ein besonderer elek­ trisch leitfähiger Kleber ist in der Regel nicht erforder­ lich, nur sollte ein Kontakt zwischen Hülse 6 und Isolierhül­ le 2 ohne Luftspalt gewährleistet sein). Die Größe des Wider­ standes 4 wird bestimmt, indem der Teilbereich 4 mittels der Heizeinrichtung 8 auf eine gegenüber einer üblichen Umgebung­ stemperatur erhöhte Meßtemperatur aufgeheizt wird. Dadurch sinkt der spezifische Widerstand des Werkstoffes der Isolier­ hülle 2 in dem Teilbereich 4, und damit kann das gesuchte elektrische Potential des elektrischen Leiters 1 mittels des zwischen die Hülse 6 und die Masseelektrode 3 geschalteten Elektrometers 7 gemessen werden. Vorliegend ist das Elektro­ meter 7 ein als Spannungsfolger geschalteter Operationsver­ stärker, herkömmlich als "Elektrometerverstärker" bezeichnet; es zeichnet sich aus durch einen Innenwiderstand wesentlich oberhalb von 1 Gigaohm, in der Regel bei etwa 1015 Ohm. Die Anzeige des elektrischen Potentials erfolgt über die Anzeige­ einrichtung 13, vorliegend beispielhaft als herkömmliches Meßinstrument ausgeführt. Fig. 1 shows an electrical conductor 1 surrounded by an insulation sheath. 2 As a rule, the electrical conductor 1 will be cylindrical, be it as wire or strand, as will the insulating sleeve 2 . The electrical conductor 1 has an unknown electrical potential compared to a ground electrode 3 , usually a neutral or ground conductor of an electrical installation, and this should now be measured without impairing the insulating sleeve 2 . For this purpose, an opposing stand 4 is formed from a certain section 4 of the insulating sleeve 2 , by first contacting this section 4 with an electrically conductive sleeve 6 ; For example, this sleeve 6 is a copper foil glued to the insulating sleeve 2 (any thermally sufficiently stable adhesive can be used for bonding; a special electrically conductive adhesive is generally not required, only contact between sleeve 6 and insulating sleeve should be made le 2 can be guaranteed without air gap). The size of the opposing state 4 is determined by the portion 4 is heated by means of the heating device 8 to a temperature which is higher than a conventional ambient temperature. As a result, the specific resistance of the material of the insulating sleeve 2 in the sub-region 4 decreases, and thus the sought electrical potential of the electrical conductor 1 can be measured by means of the electrometer 7 connected between the sleeve 6 and the ground electrode 3 . In the present case, the electric meter 7 is an operational amplifier switched as a voltage follower, conventionally referred to as an "electrometer amplifier"; it is characterized by an internal resistance substantially above 1 gigohm, usually around 10 15 ohms. The electrical potential is displayed via the display device 13 , in the present case, for example, as a conventional measuring instrument.

Die vorgegebene Meßtemperatur entspricht vorzugsweise einer maximalen Betriebstemperatur der Isolierhülle 2; dadurch wird ein möglichst geringer Wert für den Widerstand 4 und so eine besonders große Genauigkeit der Messung erreicht.The predetermined measuring temperature preferably corresponds to a maximum operating temperature of the insulating sleeve 2 ; As a result, the lowest possible value for the resistor 4 and thus a particularly high accuracy of the measurement is achieved.

Die Heizeinrichtung 8 ist beispielsweise eine Anordnung elek­ trischer Widerstände, welche von elektrischem Strom in geeig­ neter Höhe durchflossen werden und die gewünschte Erwärmung bewerkstelligen. Um eine Beeinträchtigung der Messung durch einen über die Heizeinrichtung 8 fließenden Kriechstrom oder dergleichen auszuschließen, wird die Heizeinrichtung 8 mit­ tels eines Servoverstärkers 9, dargestellt als Spannungsfol­ ger, auf ein dem Potential der Hülse 6 entsprechendes Poten­ tial gebracht; dies schließt das Auftreten eines Kriechstro­ mes aus. Eine Regelung der Temperatur des Teilbereichs 4 er­ folgt mittels eines an der Heizeinrichtung 8 angebrachten Sensors 10 und eines Reglers 11, welcher mit dem Sensor 10 verbunden ist und die Heizeinrichtung 8 regelt. Zwecks Vorga­ be der Meßtemperatur ist der Regler 11 einstellbar. Um jedwe­ de Beeinträchtigung der Vorrichtung und ihrer Funktion durch einen von außen kommenden Einfluß auszuschließen, ist die ge­ samte Vorrichtung umgeben von einer Abschirmung 12, welche elektrisch leitfähig und mit der Masseelektrode 3 verbunden ist.The heating device 8 is, for example, an arrangement of elec trical resistors, which are flowed through by electric current at a suitable height and bring about the desired heating. In order to rule out an impairment of the measurement by a leakage current flowing through the heating device 8 or the like, the heating device 8 is brought to a potential of the sleeve 6 using a servo amplifier 9 , shown as a voltage follower; this precludes the occurrence of a creeping current. The temperature of the partial area 4 is regulated by means of a sensor 10 attached to the heating device 8 and a controller 11 , which is connected to the sensor 10 and controls the heating device 8 . The controller 11 is adjustable for the purpose of measuring temperature. In order to rule out any impairment of the device and its function by an external influence, the entire device is surrounded by a shield 12 , which is electrically conductive and is connected to the ground electrode 3 .

Ein Schaltungsbeispiel für den mit der Heizeinrichtung 8 und dem Sensor 10 zusammenwirkenden Servoverstärker 9 ergibt sich aus Fig. 2. Demnach ist die Heizeinrichtung 8 aufgeteilt in zwei zueinander gleiche Widerstände, ebenso der Sensor 10. Sowohl die Heizeinrichtung als auch der Sensor 10 sind derart mit dem Ausgang des Servoverstärkers 9 verbunden, daß sich über der Heizeinrichtung 8 und über dem Sensor 10 ein mittle­ res Potential entsprechend einer am Eingang des Servoverstär­ kers 9 anliegenden Vorgabe ergibt.A circuit example for the servo amplifier 9 interacting with the heating device 8 and the sensor 10 results from FIG. 2. Accordingly, the heating device 8 is divided into two resistors that are the same as each other, as is the sensor 10 . Both the heating device and the sensor 10 are connected to the output of the servo amplifier 9 in such a way that a medium res potential results from the heating device 8 and the sensor 10 in accordance with a specification at the input of the servo amplifier 9 .

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, wel­ ches in vielen Einzelheiten mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 übereinstimmt und insoweit nicht erneut en detail er­ läutert werden muß. Ein Unterschied liegt darin, daß die Er­ wärmung der Isolierhülle 2 über eine Heizeinrichtung 8 er­ folgt, welche nicht mit der Isolierhülle 2 bzw. der Hülse 6 kontaktiert ist und die Erwärmung mittels einer Strahlung, insbesondere Mikrowellen- oder Infrarotstrahlung, bewerkstel­ ligt. Es versteht sich, daß auch diese Heizeinrichtung 8 im Sinne der Heizeinrichtung 8 gemäß Fig. 1 ergänzbar ist um einen Sensor 10 und einen Regler 11; ggf. kann von dem Servo­ verstärker 9 gemäß Fig. 1 abgesehen werden. Fig. 3 shows an embodiment of the device which wel ches in many details with the embodiment of FIG. 1 and so far it does not need to be explained again en detail. One difference is that he heats the insulating sleeve 2 via a heating device 8 , which is not contacted with the insulating sleeve 2 or the sleeve 6 and the heating by means of radiation, in particular microwave or infrared radiation, is done. It goes without saying that this heating device 8 in the sense of the heating device 8 according to FIG. 1 can also be supplemented by a sensor 10 and a controller 11 ; if necessary, the servo amplifier 9 according to FIG. 1 can be disregarded.

Die Erfindung gibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung eines elektrischen Potentials eines elektrischen Lei­ ters an, welche beide sich durch große Einfachheit und Präzi­ sion bei der geforderten Messung auszeichnen. Die Erfindung eignet sich insbesondere hervorragend für eine entsprechende Messung in einer elektrischen Installation, insbesondere ei­ ner solchen Installation für eine elektrische Steuerung.The invention provides a method and an apparatus for Measurement of an electrical potential of an electrical Lei ters, both of which are characterized by great simplicity and precision mark the required measurement. The invention is particularly suitable for a corresponding Measurement in an electrical installation, especially an egg ner such installation for an electrical control.

Claims (13)

1. Verfahren zur Messung eines elektrischen Potentials eines elektrischen Leiters (1), welcher von einer Isolierhülle (2) umgeben ist, relativ zu einer Masseelektrode (3), mittels ei­ nes Elektrometers (7), welches über einen mit dem Leiter (1) direkt verbundenen Widerstand (4) zwischen den Leiter (1) und die Masseelektrode (3) geschaltet ist, bei dem der Widerstand (4) gebildet wird von einem Teilbereich (4) der Isolierhülle (2), welcher von einer elektrisch leitfähigen Hülse (6) abge­ deckt ist und auf eine gegenüber einer Umgebungstemperatur erhöhte, einer vorgegebenen Meßtemperatur entsprechende Tem­ peratur erwärmt wird.1. A method for measuring an electrical potential of an electrical conductor ( 1 ) which is surrounded by an insulating sleeve ( 2 ), relative to a ground electrode ( 3 ), by means of an electrometer ( 7 ) which is connected to the conductor ( 1 ) directly connected resistor ( 4 ) is connected between the conductor ( 1 ) and the ground electrode ( 3 ), in which the resistor ( 4 ) is formed by a partial area ( 4 ) of the insulating sleeve ( 2 ), which is formed by an electrically conductive sleeve ( 6 ) is covered and is heated to a temperature which is higher than an ambient temperature and corresponds to a predetermined measuring temperature. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Meßtemperatur einer vorgegebenen maximalen Betriebstemperatur der Isolierhülle (2) entspricht.2. The method according to claim 1, wherein the measuring temperature corresponds to a predetermined maximum operating temperature of the insulating sleeve ( 2 ). 3. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Temperatur überwacht und geregelt wird.3. The method according to any one of the preceding claims, in which the Temperature is monitored and regulated. 4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem der Teilbereich (4) mittels einer elektrischen Heizeinrichtung (8), welche mit dem Teilbereich (4) kontaktiert ist, erwärmt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, in which the partial region ( 4 ) is heated by means of an electrical heating device ( 8 ) which is in contact with the partial region ( 4 ). 5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Heizeinrichtung (8) mittels eines Servoverstärkers (9) auf ein einem elektrischen Potential der Hülse (6) entsprechendes elektrisches Potential gebracht wird.5. The method according to claim 4, wherein the heating device ( 8 ) by means of a servo amplifier ( 9 ) is brought to an electrical potential of the sleeve ( 6 ) corresponding electrical potential. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Teilbereich (4) durch eine Strahlung, insbesondere eine Mi­ krowellenstrahlung, erwärmt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the partial region ( 4 ) is heated by radiation, in particular microwave radiation. 7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem der Widerstand (4) eingestellt wird auf einen Wert, welcher höch­ stens 1/100 eines Innenwiderstandes des Elektrometers (7) be­ trägt.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the resistance ( 4 ) is set to a value which is at most 1/100 of an internal resistance of the electrometer ( 7 ) be. 8. Vorrichtung zur Messung eines elektrischen Potentials ei­ nes elektrisches Leiters (1), welcher von einer Isolierhülle (2) umgeben ist, relativ zu einer Masseelektrode (3), umfas­ send:
  • a) eine elektrisch leitfähige Hülse (6), welche mit der Iso­ lierhülle (2) kontaktierbar ist;
  • b) ein mit der Hülse (6) verbundenes und durch eine weitere Verbindung mit der Masseelektrode (3) zwischen diese und den Leiter (1) schaltbares Elektrometer (7); und
  • c) eine Heizeinrichtung (8) zur Erwärmung eines von der Hül­ se (6) abgedeckten Teilbereichs (4) der Isolierhülle (2) auf eine gegenüber einer Umgebungstemperatur erhöhte, einer vor­ gegebenen Meßtemperatur entsprechenden Temperatur.
8. Device for measuring an electrical potential of an electrical conductor ( 1 ), which is surrounded by an insulating sleeve ( 2 ), relative to a ground electrode ( 3 ), comprising:
  • a) an electrically conductive sleeve ( 6 ) which can be contacted with the insulating sleeve ( 2 );
  • b) an electrometer ( 7 ) connected to the sleeve ( 6 ) and switchable between the latter and the conductor ( 1 ) by a further connection to the ground electrode ( 3 ); and
  • c) a heating device ( 8 ) for heating a portion of the sleeve ( 6 ) covered area ( 4 ) of the insulating sleeve ( 2 ) to a temperature that is higher than an ambient temperature, a temperature corresponding to a given measuring temperature.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, deren Heizeinrichtung (8) ei­ nen Sensor (10) zur Bestimmung der Temperatur und einen damit verbundenen einstellbaren Regler (11) zur Einstellung der Meßtemperatur und Regelung der Temperatur aufweist.9. The device according to claim 8, the heating device ( 8 ) has egg NEN sensor ( 10 ) for determining the temperature and an associated adjustable controller ( 11 ) for adjusting the measuring temperature and regulating the temperature. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei der die Heizeinrichtung (8) mit dem zu erwärmenden Teilbereich (4) kontaktierbar ist.10. The device according to claim 8 or claim 9, wherein the heating device ( 8 ) with the portion to be heated ( 4 ) can be contacted. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, umfassend einen Servover­ stärker (9), durch welchen die Heizeinrichtung (8) auf ein einem elektrischen Potential der Hülse (6) entsprechendes elektrisches Potential bringbar ist.11. The device according to claim 10, comprising a servo amplifier ( 9 ) through which the heating device ( 8 ) can be brought to an electrical potential of the sleeve ( 6 ) corresponding electrical potential. 12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei der die Heizeinrichtung (8) nicht mit dem Teilbereich (4) kontaktier­ bar und zu dessen Erwärmung mittels einer Strahlung, insbe­ sondere einer Mikrowellenstrahlung, eingerichtet ist. 12. The apparatus of claim 8 or claim 9, wherein the heating device ( 8 ) is not in contact with the partial area ( 4 ) and for heating it by means of radiation, in particular special microwave radiation. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, umfassend eine Abschirmung (12), innerhalb derer der die Hülse (6), das Elektrometer (7) und die Heizeinrichtung (8) anbringbar sind.13. Device according to one of claims 8 to 12, comprising a shield ( 12 ) within which the sleeve ( 6 ), the electrometer ( 7 ) and the heating device ( 8 ) can be attached.
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