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特許7169346少なくとも1本の電気ケーブルの絶縁および/または連続性監視装置および関連監視方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-01
(45)【発行日】2022-11-10
(54)【発明の名称】少なくとも1本の電気ケーブルの絶縁および/または連続性監視装置および関連監視方法
(51)【国際特許分類】
   G01R 31/58 20200101AFI20221102BHJP
   G01R 31/12 20200101ALI20221102BHJP
【FI】
G01R31/58
G01R31/12 B
【請求項の数】 10
(21)【出願番号】P 2020513726
(86)(22)【出願日】2018-09-07
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-11-19
(86)【国際出願番号】 EP2018074184
(87)【国際公開番号】W WO2019048627
(87)【国際公開日】2019-03-14
【審査請求日】2021-08-06
(31)【優先権主張番号】1700904
(32)【優先日】2017-09-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】511093144
【氏名又は名称】ナバル グループ
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100165191
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 章
(74)【代理人】
【識別番号】100133835
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 努
(74)【代理人】
【識別番号】100141162
【弁理士】
【氏名又は名称】森 啓
(72)【発明者】
【氏名】エリク パロワ-ケランネック
(72)【発明者】
【氏名】リシャール シュルエル
【審査官】永井 皓喜
(56)【参考文献】
【文献】特開昭57-161560(JP,A)
【文献】特開2008-44304(JP,A)
【文献】特開昭58-50477(JP,A)
【文献】実開昭50-33276(JP,U)
【文献】米国特許出願公開第2015/0316600(US,A1)
【文献】実開昭58-138076(JP,U)
【文献】特開昭50-119288(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01R 31/58
G01R 31/12
G01R 31/50
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の電気ワイヤ(14、14、14)を含む、少なくとも1本の電気ケーブル(12)の絶縁および/または連続性を監視するための監視装置(10)であって、
前記監視装置(10)は、該電気ケーブル(12)の該電気ワイヤ(14、14、14)に接続することができる測定回路(16)を備え、
該測定回路(16)は、
少なくとも1つの電圧発生器(22)を備える測定ステージ(20)と、
各電気ワイヤ(14、14、14)を前記測定回路(16)に自動的に連続して接続するのに適しており、および/または、前記測定回路(16)をグラウンド(m)に接続するのに適している前記測定ステージ(20)に接続できるスイッチングステージ(25)と、
電気ワイヤを前記電気ケーブル(12)の電気ワイヤから、スイッチングステージ(25)へ接続可能な前記測定回路(16)のループステージ(28)であって、該ループステージは、絶縁モードおよび抵抗モードの2つのモードのうちの少なくとも1つを自動的に動作するように構成されており、それぞれ、前記絶縁の監視、または前記電気ケーブル(12)の前記連続性の監視に関連する、ループステージ(28)と、
を備える、監視装置であり、
前記絶縁モードでの前記ループステージ(28)の極性は、前記抵抗モードでの前記ループステージ(28)の極性の逆である、監視装置
【請求項2】
各ワイヤ(14、14、14)に対して、前記ループステージ(28)は、電流が一方向に流れるような少なくとも1つのコンポーネント(30、30、30)を備え、
電流が一方向に流れるような各コンポーネント(30、30、30)電流が、前記ループステージ(28)が抵抗モードであるとき、オンになり、
前記ループステージ(28)が絶縁モードであるとき、ブロックされる、
請求項1に記載の監視装置。
【請求項3】
各ワイヤ(14、14、14)に対して、前記ループステージ(28)は、少なくとも1つの単方向コンポーネントを有する少なくとも1つの抵抗(32、32、32)を備える、請求項2に記載の監視装置。
【請求項4】
前記スイッチングステージ(25)は、電子スイッチ(25、25、25)、CMOSスイッチを備える、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項5】
前記電子スイッチは、CMOSスイッチである、請求項4に記載の監視装置。
【請求項6】
前記電子スイッチ(25、25、25)は、シフトレジスタによって自動的に制御される、請求項4または請求項5に記載の監視装置。
【請求項7】
前記測定ステージ(20)は、電圧発生器(22)に直列に接続し、測定抵抗(24)を備え、
前記測定抵抗(24)の端子における電圧(Umes)は、測定に適しており、絶縁の品質および/または前記電気ケーブル(12)の各電気ワイヤの連続性(14、14、14)を表す、
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項8】
前記電圧発生器(22)は可変電圧発生器である、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項9】
前記監視装置(10)は手で持ち運び可能であり、バッテリーを備えている、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項10】
複数の電気ワイヤを含む、少なくとも1本の電気ケーブルの絶縁および/または連続性を監視するための方法であって、該方法は、請求項1ないし9のいずれか1項に記載の監視装置により自動的に実行され、
前記監視装置は、該電気ケーブル(12)の該電気ワイヤ(14、14、14)に接続することができる測定回路(16)を備え、該測定回路(16)は、
少なくとも1つの電圧発生器(22)を含む測定ステージ(20)と、
前記測定ステージ(20)に接続でき、各電気ワイヤ(14、14、14)を前記測定回路(16)に自動的に連続して接続するのに適しているスイッチングステージ(25)と、
スイッチングステージ(25)にワイヤツーワイヤで接続できる前記測定回路(16)のループステージ(28)と、
を備え、
前記方法は、監視装置によって自動的に実行される、
監視装置(10)のインターフェイス(18)を介して、入力データを受信するステップと、
前記入力データの値に応じて、前記ループステージ(28)の、絶縁モードおよび抵抗モードの2つのモードのうちの少なくとも1つを自動的にアクティブにするステップであって、それぞれ、絶縁の監視、または電気ケーブル(12)の連続性の監視に関連する、ステップと、
電気ケーブルの連続性の監視(12)、前記測定回路(16)の前記スイッチングステージ(25)による前記少なくとも1本の電気ケーブルの測定回路(16)への各電気ワイヤ(14、14、14)の連続接続後に、前記電気ワイヤ(14、14、14)の絶縁および/または導通障害が検出されるまで、または、前記少なくとも1本の電気ケーブル(12)の前記電気ワイヤ(14、14、14)のすべてが、接続されるまで、前記測定ステージ(20)の測定抵抗(24)の端子における電圧(Umes)を測定するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、絶縁および/または複数の電気ワイヤを含む少なくとも1つの電気ケーブルの連続性を監視するための監視装置および方法に関する。
【0002】
例えば、本発明は、海軍艦艇の分野に関する。
【背景技術】
【0003】
海軍艦艇のケーブルの電気絶縁および/または連続性は、定期的に監視する必要がある。
【0004】
海軍艦艇は、テストされる非常に多くのケーブルで構成されている。
【0005】
測定を実行するためにオペレータによる多数の操作が必要な電気ケーブルの絶縁および/または連続性を監視するための装置がある。
【0006】
特に、オペレータは、ケーブルの電気ワイヤを一つずつ、監視装置に手動で接続し、手動で測定設定を入力しなければならない。
【0007】
絶縁のテスト、および/またはケーブルの電気ワイヤの連続性と測定誤差には比較的長い時間がかかる。
【0008】
さらに、ケーブルの連続性および/または絶縁は、狭いスペースでテストする必要がある。したがって、これは、オペレータにとって比較的不便である。
【発明の概要】
【0009】
本発明の1つの目的は、絶縁および/または絶縁を可能にする少なくとも1本の電気ケーブルの連続性および/または簡素化される連続性測定プロセスを監視する装置を提案することである。
【0010】
この目的を達成するために、本発明は、絶縁および/または複数の電気ワイヤを含む少なくとも1つの電気ケーブルの連続性を監視するための監視装置に関する。この装置は、ケーブルの電気ワイヤに接続できる測定回路を備える。この測定回路は、
・ 少なくとも1つの電圧発生器を含む測定ステージと、
・ 各電気ワイヤを測定回路に自動的に連続して接続するのに適しており、および/または、測定回路をグラウンドに接続するのに適している測定ステージに接続できるスイッチングステージと、
・ 電気ワイヤからケーブルの電気ワイヤでスイッチングステージへ接続可能な測定回路のループステージと、
を備える。このループステージは、2つのモード、絶縁性または抵抗性の少なくとも1つで、それぞれ絶縁の監視または電気ケーブルの連続性の監視に関連し、自動的に動作するように構成されている。
【0011】
本発明による装置は、個別に、または技術的に実行可能なすべての組み合わせで取得され、
・ 絶縁モードでのループステージの極性が抵抗モードでのループステージの極性の逆である、
・ 各ワイヤに対して、ループステージには、電流が一方向に流れるために、少なくとも1つのコンポーネントが含まれ、ここで、ループステージが抵抗モードの場合電流の単方向通過のための各コンポーネントがオンになり、ループステージが絶縁モードの場合はブロックされる、
・ 各ワイヤについて、ループステージは、少なくとも1つの単方向コンポーネントで少なくとも1つの抵抗を備えている、
・ スイッチングステージは、電子スイッチ、特にCMOSスイッチで構成されている、
・ 電子スイッチは、シフトレジスタによって自動的に制御される、
・ 測定ステージは、電圧発生器に直列に接続され、測定抵抗を備え、測定抵抗器の端子の電圧は、測定、および絶縁の品質および/またはケーブルの各電気ワイヤの連続性の表示に適している、
・ 電圧発生器は可変電圧発生器である、
・ 監視装置は手で運搬され、バッテリーを備えている、および、
・ 電圧発生器は、テストするケーブルを含む電気アセンブリ(すなわち、電気システム)から電気的に絶縁されており、これは、海軍艦艇の電気系統からの発電機のガルバニック絶縁をもたらす、
の特徴のうちの1つ以上を備えることができる。
【0012】
本発明はまた、絶縁および/または複数の電気ワイヤを含む少なくとも1つの電気ケーブルの連続性を監視する方法に関する。この方法は、上記の監視装置によって自動的に実行され、ここで、監視装置は、ケーブルの電気ワイヤに接続できる測定回路を含む。測定回路は、
・ 少なくとも1つの電圧発生器を含む測定ステージと、
・ 測定ステージに接続でき、各電気ワイヤを測定回路に自動的に連続して接続するのに適しているスイッチングステージと、
・ スイッチングステージにワイヤツーワイヤで接続できる測定回路のループステージと、
を備える。この方法は、監視装置によって自動的に実行される以下の、
・ 監視装置のインターフェイスを介した入力データを受信すること、
・ 入力データの値に応じて、ループステージの2つのモード、それぞれ絶縁の監視または電気ケーブルの連続性の監視に関連する絶縁性または抵抗性の少なくとも1つを自動的にアクティブにすること、
・ 測定ステージの測定抵抗器の端子において、少なくとも1本のケーブルの各電気ワイヤを連続して測定回路へ接続した後、測定回路のスイッチングステージにより、電気ワイヤの絶縁および/または導通障害が検出されるまで、または、少なくとも1本のケーブルのすべての電気ワイヤが接続されるまで電圧を測定すること、
のステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【0013】
本発明は、これは例としてのみ提供されるものであり、制限するものではないが、添付の図面を参照して、以下の説明に基づいてよりよく理解される。図面は、以下を示す。
図1図1は、本発明による、絶縁および/または連続性を監視するための装置の模式図を示す。
図2図2は、本発明による、監視装置の測定回路の概略図である。
図3図3は、図1の装置のユーザーインターフェイス上の表示に適したヒューマンマシンインターフェイスの概観である。
図4図4は、図1の装置のユーザーインターフェイス上の表示に適した別のヒューマンマシンインターフェイスの図である。
図5図5は、図1の監視装置の第1のハウジングの前面の概略図である。
図6図6は、図5の第1のハウジングの後面の概略図である。
図7図7は、図1の監視装置の第2のハウジングの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図1は、電気絶縁および/または電気ケーブル12の連続性を監視するための装置10の模式図であり、電気ケーブル12の電気絶縁性と連続性のテストに適している。
【0015】
よく知られているように、電気ケーブル12は、複数kの電気ワイヤ14を含み、例えば、電気ケーブル12は最大63本の電気ワイヤで構成され、その場合、k=63である。この説明を簡略化するために、ケーブル12の単一の電気ワイヤ14のみが図1に示されている。
【0016】
電気ケーブル12の絶縁試験は、各電気ワイヤとグラウンドmとの間の電気絶縁とともに、互いに、ケーブル12の導電性電気ワイヤ14の電気絶縁のテストを含む。
【0017】
電気ケーブル12の導通をテストすることは、ケーブル12の少なくとも1つのワイヤ14の電気導通をテストすること、すなわち、電流iが、その両端の間のワイヤ14の全長にわたって循環することをテストすることからなる。
【0018】
監視装置10は、ケーブル12の各電気ワイヤ14の2つの端子間に接続できる測定回路16と、測定情報をユーザーに伝えることができる測定回路16に接続されたユーザーインターフェイス18とを備えている。
【0019】
測定回路16は、電圧発生器22に直列に接続された少なくとも1つの電圧発生器22と測定抵抗器24を備える測定ステージ20を含む。
【0020】
この例では、測定ステージ20の電圧発生器22は、例えば、最大500Vの電圧Uを有する可変電圧発生器である。たとえば、50V、250V、500Vの種々の電圧Uは、この同じ可変電圧ジェネレーターで生成できる。測定抵抗器24は、20.2MΩの値Rmesを有する。例えば、測定抵抗器24は第1の200KΩ抵抗器と第2の20MΩ抵抗器とは、2つの抵抗のうち弱い方つまり、第2の抵抗の端子の電圧が、絶縁測定中に、2本のワイヤ間を循環する故障電流(fault current)iに比例するようにディバイダ・ブリッジに取り付けられる。
【0021】
測定抵抗24を形成する2つの抵抗のうち最も弱い端子の電圧は、常に5V未満であり、テスト電圧に関係なく、取得ステージの最大測定範囲、すなわち、可変電圧発生器および直列に接続された障害抵抗器、すなわち、第1の抵抗器によって生成された電圧である。
【0022】
測定回路16は、測定ステージ20および電気ケーブル12の第1の端部12Aに接続されているスイッチングステージ25をさらに備える。スイッチングステージ25は、ケーブル12の各電気ワイヤ14を、自動的かつ連続的に測定回路16へ、および/または、測定回路16をグラウンドmに接続するのに適している。
【0023】
スイッチングステージ25は、CMOS(相補型金属酸化膜半導体)スイッチなど電子スイッチのようなスイッチ25、25、25、25、26、26、26、26を含む(図2に示す)。
【0024】
例えば、スイッチ25、25、25、25、26、26、26、26は整流カード、たとえば、4枚の整流カードに組み込まれ、それぞれが、カードのスイッチの制御を制御するのに適したシフトレジスタを含んでいる。シフトレジスタは、よく知られているように、制御信号をスイッチ25、25、25、25、26、26、26、26に送信するのに適した同期ラッチのグループを備える。
【0025】
図1に示すように、スイッチングステージ25は、ケーブル12の第1の端部12Aに、特にワイヤ14の第1の端子に接続されている。
【0026】
測定回路16は、スイッチングステージ25に接続され、スイッチングステージ25の監視に適しているシーケンサ27をさらに備える。
【0027】
シーケンサ27は、プログラム可能なマイクロコントローラなど既知のタイプのマイクロコントローラ(図示せず)を含む。特に、マイクロコントローラは、中央処理装置(CPU)、プログラムメモリ、および、計算結果の処理に適したデータメモリ、および、マイクロコントローラの、監視装置10の他の要素への、特に測定ステージ20における接続に適した入出力ポートを備えている。
【0028】
プログラマブルマイクロコントローラは、クロック信号のリズムで動作するシーケンシャルロジック回路である。
【0029】
したがって、各クロックパルスで、整流カードのシフトレジスタの同期ラッチで表される数は、更新され、接続するスイッチに制御信号が送信され、電気ワイヤ14またはグラウンドmを測定回路16から切り離す。
【0030】
測定回路16は、ケーブル12の第2端12Bに接続するのに適しているループステージ28も備える。
【0031】
ループステージ28は、2つのモード、絶縁性または抵抗性の少なくとも1つで自動的に動作するように構成され、それぞれ絶縁の監視または電気ケーブルの連続性の監視12に関連している。
【0032】
各電気ワイヤ14に対して、ループステージ28は、電流の単方向通過のため少なくとも1つのコンポーネントを含む。ダイオード30、たとえば、整流ダイオード、および抵抗器32などである。
【0033】
したがって、図1に示すように、ワイヤ14の第2の端子は、ダイオード30と抵抗器32に接続されている。この例では、ダイオード30に直列に取り付けられている。
【0034】
ユーザーインターフェイス18は、測定回路16のシーケンサ27およびスイッチングステージ25に接続されている。
【0035】
ユーザーインターフェイス18は、タッチスクリーンなど画面36を含み、オプションで、監視装置10の入力データの値を入力できる、ユーザーが使用するキーボード37を含む。例えば、キーボード37は、タッチスクリーン36上に表示されることを意図したタッチキーボードである。
【0036】
図2を参照して、監視装置10の測定回路16については、以下で詳細に説明する。
【0037】
この説明を簡単にするために、測定回路16は、3本の電気ワイヤ14、14、14を備える電気ケーブル12に接続されている。
【0038】
この図では、測定ステージ20が、スイッチングステージ25に接続されていることが分かる。この図は、「プラグ(plug)」とも呼ばれる、各ワイヤ14、14、14の第2端子に接続されたループステージ28も示している。
【0039】
ケーブル12のコネクタのグラウンドに電気的に接続したケーブル12の金属被覆は、測定ステージ20をループステージ28に接続するのに適している。わかりやすくするために、ケーブル12の被覆は、図2のワイヤ41によって示されている。ワイヤ41はグラウンドmに接続されている。
【0040】
スイッチングステージ25のスイッチ25、25、25、25、26、26、26、26は、スイッチのペア、つまり(25-26)、(25-26)、(25-26)、(25-26)を形成する。スイッチの各ペアの端子の1つは、各電気ワイヤ14、14、14またはワイヤ41、のそれぞれの第1端子に接続するために適切である。スイッチの各ペアのもう一方の端子は、測定ステージ20に接続されるのに適切である。
【0041】
言い換えると、各スイッチ25、25、25、26、26、26の端子の1つは、測定ステージ20に接続されており、各スイッチ25、25、25、26、26、26のもう一方の端子は、各電気ワイヤ14、14、14それぞれの第1端子に直列に接続するのに適している。
【0042】
各スイッチ25、25、25、25、26、26、26は、2つの位置p1、p2の間で自動的に制御されるのに適している。開ポジションp1では、電流iは、スイッチ25-26、25-26、25-26の各ペアが接続に適している電気ワイヤ14、14、14を通過できない。スイッチ25、25、25、26、26、26は、測定回路16にワイヤ14、14、14を接続しない。閉位置p2では、電流iは、スイッチの各ペア25-26、25-26、25-26のうちのスイッチの1つがそれぞれ接続される電気ワイヤ14、14、14を介して循環することができ、スイッチ25、25、25、26、26、26は、ワイヤ14、14、14を測定回路16に接続するように構成される。
【0043】
各ワイヤ14、14、14について、ループステージ28は、ブランチ40、40、40を含み、各ブランチ40、40、40において、抵抗器32、32、32に直列に接続されているダイオード30、30、30を含む。3つの抵抗32、32、32は、同じ値Rを持つ。
【0044】
さらに、ワイヤ41は、測定ステージ20を、スイッチングステージ25を介してループステージ28の第1の分岐40へ接続する。
【0045】
その後、ダイオード30、30、30のアノードとカソードは、ダイオード30、30、30の順方向に関して定義されることに留意する必要がある。
【0046】
より詳細には、各ダイオード30、30、30のアノードは、同じブランチ40、40、40の、それぞれ抵抗器32、32、32に接続されており、そして、各ダイオード30、30、30のカソードは、各ワイヤ14、14、14の第2端子に接続されている。
【0047】
さらに、第2ブランチ40のダイオード30のアノードは、第2の分岐40の抵抗器322を介して、第1ブランチ40のダイオード30のカソードに接続されている。そして、第3の分岐40のダイオード30のアノードは、第3の分岐40の抵抗器323を介して、第2の分岐40のダイオード30のカソードに接続されている。
【0048】
言い換えると、第2ブランチ40の抵抗器32は、第1のワイヤ141と第2の分岐40のダイオード30との間に接続され、そして、第3の分岐40の抵抗器323は、第2のワイヤ14と第3の分岐40のダイオード30との間に接続されている。
【0049】
したがって、第1ブランチ40のダイオード30のアノードは、抵抗器32およびワイヤ41を介してグラウンドmに接続されている。ダイオード30のカソードは、抵抗器32を介して第2の分岐40のダイオード30のアノードに接続される。ダイオード30のカソードは、抵抗器323を介して第3の分岐40のダイオード30のアノードに接続されている。
【0050】
図2に示す実施形態では、監視装置10は、ケーブル12の連続性を監視するのに適している。
【0051】
スイッチ25または26を介して測定ステージ20に接続するのに適しているグラウンドm、および、ループステージ28のグラウンドmは、すべて互いに接続され、スイッチ25または26によって電圧発生器22の極の1つにスイッチすることができる。
【0052】
この例では、連続性測定フェーズ中に、スイッチ26が閉じており、スイッチ25が開いている。したがって、ワイヤ41は、テストされたワイヤの連続性の場合に閉回路を形成するため、測定ステージ20の正極に接続されている。
【0053】
電圧発生器22は、電気的危険から人を保護するため、および、測定の中断を避けるために、監視されている海軍艦艇の電気システムに存在する電圧から電気的に絶縁されている。例えば、この要件は、電圧発生器22の電源としてバッテリーを使用することで満たすことができる。
【0054】
さらに、電圧発生器22によって決定される測定回路16の極性が与えられた場合、図2に示すように。ループステージ28は抵抗モードで構成されている。
【0055】
このモードでは、ダイオード30、30、30がオンになる。言い換えると、電流iは、図2に示すように、ワイヤ41内および各ブランチ40、40、40内で循環することができる。
【0056】
シーケンサ27は、ワイヤ14、14、14のいずれかを、自動的に(つまり、オペレータの手動介入なしで)接続/切断するのに適している。
【0057】
各ワイヤ14、14、14は参照番号nで識別される。図2の例では、n={1、2、3}、他の例示的な実施形態では、n={1、...、k}である。ここで、k=63である。
【0058】
ワイヤ14(すなわち、参照番号1のワイヤ)は、測定回路16に接続されており、ワイヤ14は、第1の分岐40に直列に接続され、そして、他のワイヤ14および143は、測定回路16に接続されていない。フィードバック回路28の1つの抵抗器32のみが測定回路16に接続されている。
【0059】
ワイヤ14(すなわち、参照番号2のワイヤ)が、測定回路16に接続されているとき、ワイヤ14は、第1の分岐40に直列に接続され、他のワイヤ14、143は測定回路16に接続されていない。電流iは、第1分岐40と第2分岐40とを通過でき、抵抗器32および32を測定回路16に接続する。
【0060】
最後に、ワイヤ14(つまり、参照番号3のワイヤ)測定回路16に接続されているとき、ワイヤ14は、第1、第2および第3の分岐40、40、40に直列に接続され、他のワイヤ14、14は測定回路16に接続されていない。電流iは、ループステージ28の3つのブランチ40、40、40を横断でき、ループステージ28の抵抗器32、32および32を、測定回路16に接続する。
【0061】
測定回路16に接続された、14、14、14で識別されるワイヤに依存して、または、言い換えると、測定回路16に接続された、ワイヤ14、14、14の参照番号nに応じて、所定の数の抵抗器32、32、32は、測定回路16に接続されている。
【0062】
図2の例示的な実施形態では、測定回路16に接続された抵抗器32、32、32の数は、測定回路16に接続されたワイヤ14nの参照番号nに対応する。
【0063】
したがって、この例では、ワイヤ14nの参照番号nが大きいほど、測定回路16に接続されているワイヤ14nを使用する抵抗器の数が多い。
【0064】
言い換えると、本発明による測定回路16において、ケーブル12の連続性のテストに関連する抵抗モードでは、ループステージ28内で抵抗勾配が、ケーブル12のワイヤ14の参照番号nに応じて生成される。実際には、ワイヤ14、14、14とのワイヤ間接続が多いほど、より多くの抵抗器32、32、32が、測定回路16に接続される。
【0065】
測定抵抗器24の端子における測定電圧Umesは、
mes=(Rmes*U)/(Rmes+n*R) (1)
に等しい。ここで、Rmesは、測定抵抗24の値であり、Uは、電圧発生器22によって生成された電圧であり、nは、測定回路16に接続された、ワイヤ14、14、14の参照番号、または、言い換えると、測定回路16に接続されているループステージ28と同じ値を持つ抵抗器32、32、32の数であり、そして、測定回路16に接続されているRは抵抗32、32、32の共通値である。
【0066】
各抵抗器32、32、32の値Rは、例えば、180Ωである。
【0067】
測定抵抗器24の端子の電圧は測定可能であり、ケーブル12の各電気ワイヤ14、14、14の連続性の質の表示であり得る。言い換えると、「品質」とは、ワイヤ14、14、14の十分な連続性、またはケーブル12のワイヤ14、14、14の連続性障害を指す。
【0068】
ワイヤ14、14、14が、連続性障害がないことを示す場合、測定回路16に接続された各ワイヤ14、14、14に対する測定抵抗24の端子で測定される電圧測定Umesは、式(1)と一致する。
【0069】
一実施形態では、監視装置10は、ケーブル12の絶縁を監視するのに適している。
【0070】
デフォルトでは、すべてのスイッチ25、25、25、25、26、26、26、26は、開いている、すなわち、それらは位置p1にある。開ポジションp1では、スイッチは、監視されている測定ステージ20のワイヤ14、14、14を絶縁する。
【0071】
ケーブル12の絶縁が監視装置10によってテストされるとき、電圧発生器22の極性は、連続性試験の場合、極性に関連してスイッチングステージ25を介して反転するのに適している。電圧発生器22の極性の反転は、絶縁モードで動作するループステージを引き起こす。言い換えると、フィードバック回路28は、ワイヤ14、14、14をお互いから絶縁する。
【0072】
より詳細には、したがって、絶縁モードでのループステージ28の極性も、抵抗モードでの極性と比較して反転する。電流iの方向は、図2に示す電流iの循環の方向と比較して逆になる。ダイオード30、30、30はブロックされており、電流iはループステージ28を循環できない。したがって、ループステージ28は、このモードでは機能的な効果を持たない。
【0073】
シーケンサ27は、ワイヤ14、14、14、41のうちのどれがテストされているかに依存してスイッチングコマンドを生成する。
【0074】
ワイヤ14とワイヤ14の間の絶縁を測定するために、シーケンサ27は、スイッチ251および262を閉じる。次に、ワイヤ14を測定ステージ20の負極に接続し、そして、ワイヤ14を測定ステージ20の正極に接続する。2本のワイヤ14、14間に絶縁不良がある場合、故障電流はこれら2本のワイヤ間を循環し、そして、測定ステージ20の分割ブリッジの最も低い抵抗に電圧が現れる。この電圧は、絶縁が無限の場合、0Vから、絶縁がゼロの場合、5Vまで、故障電流に比例する。測定後、スイッチ251および262は、シーケンサ27によって開かれる。
【0075】
ワイヤ14とワイヤ143の間の絶縁を測定するために、シーケンサ27はスイッチ25と263を閉じる。次に、ワイヤ14を測定ステージ20の負極に、そして、ワイヤ143を測定ステージ20の正極に接続する。2本のワイヤ14、143間に絶縁不良がある場合、故障電流はこれら2本のワイヤ間を循環し、そして、測定ステージ20の分圧器ブリッジの最も低い抵抗に電圧が現れる。この電圧は、絶縁が無限の場合、0Vから、絶縁がゼロの場合、5Vまで、故障電流に比例する。測定後、スイッチ25および26は、シーケンサ27によって開かれる。
【0076】
ワイヤ14とワイヤ14の間の絶縁を測定するために、シーケンサ27はスイッチ25および26を閉じ、次に、ワイヤ14を測定ステージ20の負極に接続し、そして、ワイヤ143を測定ステージ20の正極に接続する。2本のワイヤ14、14の間に絶縁不良がある場合、故障電流はこれら2本のワイヤ間を循環し、そして、測定ステージ20の分圧器ブリッジの最も弱い抵抗器に電圧が表示される。この電圧は、絶縁が無限の場合、0Vから、絶縁がゼロの場合、5Vまで、故障電流に比例する。測定後、スイッチ25および26は、シーケンサ27によって開かれる。
【0077】
ワイヤ14とケーブル12の被覆との間の絶縁を測定するために、シーケンサ27はスイッチ26と25を閉じ、ワイヤ141を測定ステージ20の正極に接続し、そして、ワイヤ41を測定ステージ20の正極に接続する。ダイオード30の逆電圧によるループステージ28の抵抗器32およびダイオード30を流れる電流はない。ワイヤ14とケーブル12の外装との間に絶縁不良がある場合、ワイヤ41で表される。故障電流はこれら2本のワイヤ間を循環し、そして、測定ステージ20の分圧器ブリッジの最も低い抵抗に電圧が現れる。この電圧は、絶縁が無限の場合、0Vから、絶縁がゼロの場合、5Vまで、故障電流に比例する。測定後、スイッチ26および25mは、シーケンサ27によって開かれる。
【0078】
シーケンサ27は、可能なすべての順列の生成(参照番号1のワイヤと参照番号2のワイヤと、参照番号1のワイヤと参照番号3のワイヤと、参照番号1のワイヤと参照番号nのワイヤと、参照番号2のワイヤと参照番号3のファイルと、参照番号2のワイヤと参照番号nのワイヤと間の測定)を可能にする。シーケンサ27は、参照番号1のワイヤとワイヤ41(ケーブル12の被覆を表す)との間参照番号2のワイヤとワイヤ41、...参照番号nのワイヤとワイヤ41の絶縁測定用のスイッチングシーケンスも生成する。ケーブルの被覆を接続するスイッチ25および26は、ワイヤ41で表され、k=63の場合、シーケンサ27の64番目のパスによって制御される。
【0079】
絶縁および/または連続性の自動監視のために、監視装置10は、ユーザーインターフェイス18を介して起動される。
【0080】
図3は、ケーブル12で実行されるテストを構成するためのユーザーインターフェイス18の画面36に表示されるために適切なヒューマンマシンインターフェイス(IHM)50を示している。
【0081】
インターフェイスIHM50は、第1のフィールド「C」52を含み、そこで、テストするケーブル12の識別データを、入力でき、および/または、ケーブル参照リストから参照できる。テストするケーブル12の識別情報の価値は、たとえば、ケーブル12の機能、システムの回路図に表示されるケーブル12のID番号である。
【0082】
インターフェイスIHM50は、第2のフィールド「V」54を有し、電圧生成器22によって生成された絶縁電圧Uの値を、電圧Uレベルの選択から入力または選択できる。例えば、フィールド54がオペレータの指でアクティブにされるとき、電圧Uの3つの選択肢50V、250V、および500Vのリストするドロップダウンメニューを表示できる。
【0083】
インターフェイスIHM50には、フィールド「Fd」56および「Fa」58もある。そこで、開始ワイヤ14のたとえば、参照番号nの識別情報、および、宛先ワイヤ143の、たとえば、参照番号nの識別情報が、入力される。言い換えると、開始ワイヤの識別と宛先ワイヤの選択は、監視装置10によって1つずつテストできるケーブル12のワイヤ14のリストと順序を決定する。
【0084】
テストするケーブル12のワイヤのこのリストは、スイッチ25、25、25、25、およびスイッチングステージ25の26、26、26、26の自動制御によるシーケンサ27へ送信されることを目的としている。
【0085】
インターフェイスIHM50には、3種類の測定から監視装置10によって実行される測定のタイプを選択するボタンが追加されている。
【0086】
インターフェイスIHM50は、例えば、第1のタイプの測定のための第1のタッチボタン60を備える。第1のタイプの測定が選択されるとき、監視装置10は、ケーブル12の連続性を自動的かつ連続的に監視し、そして、次に、ケーブル12の絶縁を監視する。
【0087】
一変形例では、第1のタイプの測定が選択されるとき、絶縁性は、連続性をテストする前にテストされる。
【0088】
インターフェイスIHM50は、例えば、第2のタイプの測定のための第2のタッチボタン62を備える。第2ボタン62が選択されると、監視装置10は、ケーブル12の絶縁のみを監視することができる。
【0089】
最後に、インターフェイスIHM50は、例えば、第3のタッチボタン64コントロールを備える。第3のボタン64を選択すると、監視装置10は、ケーブル12の連続性のみを監視することができる。
【0090】
図4は、絶縁または連続テスト中に、画面36に表示できるインターフェイスIHM66を示している。
【0091】
インターフェイスIHM66は、監視装置10によってテストされているケーブル12を識別する第1のフィールド「Cc」67、現在のテスト、絶縁試験または導通試験のいずれかを示す第2のフィールド「T」68、および、テスト中のワイヤ14の参照番号nを示す第3フィールド「nc」69を含む。
【0092】
ケーブル12の連続性がテストされている場合、測定回路16に接続されたワイヤの参照番号nが示されている。例えば、テストするケーブル12のリストに3本のワイヤ14、14、14が含まれる場合、参照番号1、2および3は、対応するワイヤ14、14、14がスイッチングステージ25によって測定回路16に接続されると同時に、フィールド69に連続して表示される。
【0093】
ケーブル12の絶縁がテストされている場合、測定回路16に接続されたワイヤのペアの識別子14、14、14、または、41が、示される。例えば、これらの識別子は、測定回路16に接続されているケーブル12のワイヤ14、14、14の参照番号n、および、測定回路16へのワイヤ41で表されるケーブルmの被覆の接続を識別する文字mを含む。
【0094】
ワイヤ14、14、14、41の新しい接続ごとに、測定回路16に接続されたワイヤ14、14、14、41のペアの識別子は、フィールド69で更新される。
【0095】
例えば、インターフェイスIHM66は、絶縁または連続性テスト中に表示でき、現在のテストの性質を表す、緑色のインジケータ70a、オレンジ色のインジケータ70b、および赤色のインジケータ70cを有する。
【0096】
いくつかの例示的な実施形態では、インターフェイスIHM66は、フィールド70dを含み、そこで、絶縁中および/または導通テスト中に検出された絶縁および/または導通障害を、それぞれ、表示することができる。
【0097】
絶縁試験の場合、フィールド70dは、参照番号nを使用して、ケーブル12のワイヤ14、14、14、41を識別することができ、これらは、絶縁障害が検出された対象である。
【0098】
連続性試験の場合、フィールド70dは、たとえば、参照番号nを使用して、ケーブル12のワイヤを識別できる。これらは、連続性障害が検出された対象である。
【0099】
インターフェイスIHM66は、アクティブである間に現在のテストを停止できるタッチボタン71を含む。
【0100】
図5および図6は、それぞれ、監視装置10の第1のハウジング72の正面図および背面図を示す。
【0101】
第1のハウジング72は、測定ステージ20、スイッチングステージ25、シーケンサ27およびユーザーインターフェイス18を含む。
【0102】
第1のハウジング72は、自律バッテリー(図示せず)も含む。たとえば、リチウムイオン(Li-ion)バッテリーである。有利なことに、自律バッテリーは、電圧発生器22に供給するように構成されており、測定ステージの電圧Uを生成するようになっている。バッテリーにより、電圧発生器を、測定対象のシステムから電気的に絶縁することができる。自律バッテリーは、コネクタ74を使用した取り外し可能なケーブルにより、外部充電装置に接続できる。この充電装置は、取り外し可能なバッテリーを充電しながら、測定を実行するために測定されているシステムから電気的に絶縁されている。
【0103】
図5を参照すると、ユーザーインターフェイス18は、オペレータがアクセスできるように、第1のハウジング72の前面に配置される。
【0104】
第1のハウジング72の前面は、たとえば、監視装置10をコンピューターに接続するためにUSB74コネクタなどのコネクタも含む。その他のコネクタ76も同様である。
【0105】
特に、一変形では、監視装置10は、コネクタ76を介して監視装置10に接続された外部電圧発生器22を備える。そして、監視装置10は、第1ハウジング72の外部に、メガオーム計、たとえば、MEGGER MITメガオーム計430など電圧生成ステージを含む。
【0106】
第1のハウジング72の前面は、また、オペレータが保持するのに適している少なくとも1つのハンドル80も含む。したがって、本発明による装置10は、2つのハウジング70、72に分散し、容易に持ち運ぶことができる。
【0107】
図6を参照すると、第1のハウジング72の後面は、種々のタイプのケーブル12の第1端を、特に、断面サイズの点で異なるテストに接続するのに適している異なるタイプのコネクタソケット82を含む。
【0108】
特に、測定対象のケーブル12のコネクタに互換性がある場合、ケーブルは、適切に、直接または電気ジャンパーケーブルを介してコネクタソケット82に接続される。
【0109】
第1のハウジング72は、耐性があり軽量の材料、例えば、アルミニウムで作られている。
【0110】
例えば、第1のハウジング72は、長さ400mm、幅300mm、高さ3300mm、重量が10kg未満である。
【0111】
図7を参照するとして、監視装置10の第2のハウジング90が示されている。第2のハウジング90は、ループステージ28を含む。
【0112】
第2のハウジング90は、また、テストする種々のタイプのケーブル12のもう一方の端を接続するのに適している様々なタイプのコネクタソケット92も備える。第2のハウジングは、ハンドル94も含む。
【0113】
第2のハウジング90は、耐性があり軽量の材料、例えば、アルミニウムで作られており、重量は10kg未満である。
【0114】
ループステージ28のスイッチ25または26の一方または他方とグラウンドmを介して測定ステージ20に接続するためのグラウンドmは、それぞれ、2つのハウジング72および90のグラウンドに対応している。2つのハウジング72と90のグラウンドは、すべての金属部品(コネクタキャップ、取り付け部品など)と同様にすべて互いに接続するのに適している。
【0115】
したがって、監視装置10はコンパクトであり、エネルギーに依存せず、容易に持ち運び可能である。装置10は、海軍艦艇の通路など狭いスペースでのケーブル12の試験に特に適している。
【0116】
以下で、ケーブル12の電気絶縁性および/または連続性をテストする方法を説明する。
【0117】
ユーザーインターフェイス18に表示できる構成メニューを使用して、ユーザーは、測定シーケンスのパラメーター:テストの性質(絶縁または連続性)、絶縁試験の試験電圧U、ケーブル12のワイヤ14の数をユーザーインターフェイス18に入力する。この情報は、シーケンサ27によって保存および処理される。これは、スイッチに対処し、測定を実行し、結果を保存する。
【0118】
より詳細には、メソッドの第1のステップで、監視装置10は、オペレータによって入力された入力を、監視装置10のユーザーインターフェイス18を介して受け取る。
【0119】
特に、オペレータは、テストするケーブル12と、ワイヤ14を開始ワイヤとして識別するフィールド56と、ワイヤ143を宛先ワイヤとして識別するフィールド58とを識別するために、インターフェイスIHM50の少なくともフィールド52に入力する。開始ワイヤ14の選択と宛先ワイヤ14の選択は、テストするワイヤの順序付きリストを作成する。この場合、テストするワイヤのリストは3本のワイヤ14で構成されている。
【0120】
ケーブル12で絶縁テストを実行する場合、絶縁電圧Uが選択される。オペレータがフィールド54を押すと、電圧U、50V、250V、または500Vの3つのオプションで構成されるドロップダウンメニューが開く。オペレータが選択する絶縁電圧Uは、テストするケーブル12に依存する。
【0121】
オペレータが連続性テストのみを実行したい場合、フィールド54は埋められない。連続性テストのプリセット電圧Uが自動的に生成されるためである。
【0122】
次に、オペレータは、可能な3つのタイプのテストから実行するテストのタイプを選択する。絶縁試験と連続性試験のいずれかが自動的に連続して続々実行される、または、ボタン60を選択して、ボタン62を選択することによる絶縁テスト、または、ボタン64を選択することによる連続性テストが実行される。
【0123】
したがって、入力の値に応じて、すなわち、開始線の参照番号n、宛先ワイヤの参照番号n、そして、測定のタイプの選択、連続性および/または絶縁測定が自動的に有効になる。
【0124】
より詳細には、オペレータが連続性測定を選択した場合、ループステージ28は自動的に抵抗モードに入る。
【0125】
連続性測定全体にわたって、スイッチングステージ25は、ワイヤ41を測定回路16に、より詳細には、電圧発生器22の正極に接続するために、スイッチ26mを閉位置p2に配置する。
【0126】
次に、ワイヤのリストから測定回路16への各ワイヤ14を、ワイヤツーワイヤで接続および切断するために、スイッチングステージ25が自動的に連続して、スイッチ25、25、25を開閉させる。
【0127】
より詳細には、第1のスイッチ25は、第1のワイヤ14を測定回路16へ接続するために閉位置p2に配置され、他のスイッチ25および25、26、26、26および25は開位置p1に配置される。単一の抵抗器32が測定回路16に接続されている。
【0128】
次に、第2のスイッチ25は、第2のワイヤ14を測定回路16に接続するために、閉位置p2に配置され、他のスイッチ25、25、26、26、26、および25は開位置p1に配置される。2つの抵抗器32および32は、測定回路16に接続されている。
【0129】
最後に、第3のスイッチ25は、開位置p1に配置されて、第3のワイヤ14を測定回路16へ接続する。その他のスイッチ25、26、26、26、および25は開位置p1に配置される。3つの抵抗32、32、32は測定回路16に接続されている。
【0130】
したがって、各配線14、14、14が接続され、測定回路16の抵抗値が増加する。
【0131】
この実施形態では、電圧発生器22により発生される電圧Uは約10ボルトに固定されている。測定ステージ20は、約80mVの増分において、スイッチドワイヤの参照番号nに比例する電圧Umesの増加を検出する。
【0132】
テストされるケーブル12のワイヤのリストの新しいワイヤ14、14、14が、接続されるたびに、測定抵抗器24の端子における電圧Umesが測定される。
【0133】
電圧Umesが、上記の式(1)で計算された電圧Umesに対応しない場合、ワイヤ14、14、14において、連続性障害が特定される。特に、測定された電圧Umesの変動は、画面36に表示される。電圧Umesの規則的な変動は、連続性障害がないことを示す。そうでない場合、ワイヤ14、14、14に連続性障害が発生した場合、電圧Umesの変動の不規則性が観察される。マイクロコントローラを介して測定データを保存し、コンピューターに転送することにより、障害の正確な原因は、後で特定できる。境界欠陥の検出、例えば、クロスワイヤは、ワイヤの連続性の中断14と同様に、絶縁不良の特徴である。
【0134】
連続性テストの数Nccは、テストするワイヤのリストの上のワイヤの数LFに等しい。ここで、LFはケーブル12のワイヤ14の数k以下である。
【0135】
ケーブル12の連続性がテストされた後にオペレータが絶縁テストを選択した場合、電圧発生器22の極性は自動的に反転し、本発明によれば、絶縁測定への移行時に、ループステージ28の極性の反転を引き起こす。ループステージは絶縁モードにスイッチされ、ダイオード30、30、30はオフになる。
【0136】
絶縁測定の場合、スイッチングモジュール25は、自動的に連続的に、図2のワイヤ41によって表されるケーブル12の被覆に、テストするワイヤのリストの第1のワイヤ14を接続し、そして、そのリストの他のワイヤ14、14で、1つずつ接続する。
【0137】
より詳細には、第1のスイッチ26と、ワイヤ41で表されるケーブルの被覆のスイッチ25mは、第1のワイヤ14を接続するために、測定回路16および測定回路16のワイヤ41の閉位置p2に配置される。この場合、他のスイッチ25、25、25、26、26、26プン位置p1である。
【0138】
次に、第1のスイッチ25および第2のスイッチ26は、第1のワイヤ14および第2のワイヤ14を測定回路16に接続するために、閉位置p2に配置される。この場合、他のスイッチ25、25、25、26、26、および26開位置p1である。
【0139】
最後に、第1のスイッチ25および第3のスイッチ26は、リストの第1のワイヤ14と第3と最後のワイヤ143を測定回路16に接続するために、閉位置p2に配置される。この場合、他のスイッチ25、25、25、26、26、および26開位置p1である。
【0140】
ケーブル12の被覆を表すワイヤ41を含む、ケーブル12の他のワイヤからの第1のワイヤ14の絶縁は、テスト済みであり、シーケンサ27はスイッチ25を、次のワイヤ142を測定回路16に接続するために,閉位置p2に配置し、そして、ワイヤ14とワイヤ14の絶縁をテストするために、スイッチ26を閉位置p2に置く。次に、スイッチ26および25は、ワイヤ41で表される、ワイヤ14とケーブル12の被覆との間の絶縁をテストするために、閉位置p2に配置される。
【0141】
最後に、シーケンサ27は、ワイヤ14とケーブル12の被覆との間の絶縁をテストするために、スイッチ26および25を閉位置p2に配置する。
【0142】
実行するテストの数Nciは、
ci=(LF*(LF+1))/2
に等しい。
【0143】
ここで、LFは、テストするケーブル12のワイヤのリストにあるワイヤ14の数である。テストするケーブル12のワイヤのリストのワイヤ14の数LFは、ケーブル12のワイヤ14の数k以下である。
【0144】
実施する絶縁試験の回数Nciは、ケーブル12の2本のワイヤ14、142の同時接続数および、ケーブル12の被覆を有するケーブル14、14、14の1本のワイヤに対応する。
【0145】
テストされるケーブル12のワイヤのリストからのワイヤ14、14、14が接続されるたびに、ワイヤ間、または、ワイヤとグラウンドmに接続されたワイヤ41との間の絶縁の欠陥を検出するために、測定抵抗器24の端子の電圧Umesが測定される。
【0146】
オペレータが連続性と絶縁性の連続した自動テストを選択するとき、またはその逆のとき、装置10が連続性テストを完了すると、ループステージ28の極性は、電圧発生器22の極性の自動反転によって自動的に反転する。
【0147】
したがって、本発明によれば、連続性および/または絶縁は、特に信頼できる方法でテストされる。実際に、ケーブルのリストからのケーブルの種々のワイヤの連続した接続は、テスト対象は自動的に実行され、配線接続エラーが回避される。
【0148】
さらに、絶縁および連続性試験の電圧Uの初期設定は、また、測定の信頼性を確保する。テスト対象のケーブル12に関連する電圧測定値が、自動的に選択されるからである。
【0149】
したがって、ケーブルは迅速かつ簡単にテストされる。これは、非常に多くのケーブルをテストする必要がある海軍分野で特に有利である。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7