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Die bisherigen Prüf-und Messverfahren in der Kabel-und Leitungstechnik sind hauptsächlich für die Fertigfabrikate bestimmt und werden auch bei diesen vorgenommen. Es ist gleichgültig, ob es sich um eine Isolationsprüfung oder um eine Spannungsprüfung handelt, beiden muss mindestens ein 24 stündiges Wasserbad vorangehen, dann erst kann die Prüfung vorgenommen werden.
Die Isolationsmessung soll tunlichst mit Gleichstrom erfolgen, um die durch den Wechselstrom bedingten Kapazitätsströme zu vermeiden, weil diese zu Fehlresultaten führen. Bei den Spannungsprüfungen bzw. den Durchschlagsprüfungen sind, abgesehen von der Beanspruchungsdauer, auch die Formgebung der Elektroden von grossem Einfluss. Starke Feldkonzentrationen an den Rändern der Elektroden setzen die Durchschlagsspannung sehr herab. Dies sind also Messund Prüfverfahren, die ausschliesslich dem Prüffeld vorbehalten bleiben.
Die nachstehende erfindungsgemässe Prüfeinrichtung soll in einfacher Weise die Güte der hergestellten Drähte, Leitungen und Kabel schon laufend während der Fabrikation überwachen und nachträgliche zeitraubende Prüfverfahren unnötig machen. Es kann beispielsweise die Isolation durch ganz feine Haarrisse oder Verunreinigungen, die insbesondere durch schlechte Mischung bei den thermoplastischen Kunststoffen oder selbst bei
Gummimischungen verursacht sind, des öfteren unbrauchbar sein.
Infolge ihrer Eigenschaft an der Oberfläche ihren Weg zu nehmen sowie auch wegen ihrer
Ungefährlichkeit werden Hochfrequenzströme als Prüf-und Messströme verwendet. Mit dem er- findungsgemässen Gedanken, mittelst Hoch- frequenzströmen schadhafte Stellen an Leitungen,
Kabeln usw. während der Herstellung aufzu- suchen, ist auch eine eigene Einrichtung ver- bunden, die imstande ist, den Fehlerort fest- zustellen.
Wie schon erwähnt, werden von de' : i Leitungs- typen bestimmte Isolationswerte (Megohm/km) oder eine bestimmte Isolierfestigkeit (kV, mm, spez.
Durchschlagsfestigkeit) verlangt. Sowohl bei der einen als auch bei der anderen Art wird weniger
Wert auf eine bestimmte Isolierfestigkeit gelegt, dagegen muss das Isoliermaterial dieser Leitungen während der Prüfung eine bestimmte vorgeschriebene Spannung aushalten, welche je nach dem Aufbau der Leitungen verschieden ist. Wie die Praxis zeigt, schneidet die zu prüfende Leitung bei der Prüfung auf den Isolationswiderstand gut ab, dagegen kann sie bei der Spannungprüfung nicht standhalten. Fig. 1 und 2 zeigen Leiter mit einer Isolation, bei welcher Lunkerbildungen, Haarrisse, Schichtungsfehler oder mechanische Verletzungen der Isolation vorkommen. Diese Fehler sind in den einzelnen Isolierschichten.
Diese schlechten Stellen, die sich bei Prüfung mit Gleich-oder niederfrequenter Spannung durch Stossionisation in der Richtung der Feldlinien vermehren, bewirken in der Praxis Funkenbildung bzw. Lichtbogenbildung und Schädigung der Leitung. Wird dagegen HF-Strom angewendet, so wird jede Schädigung vermieden. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Leiter konnte bei der vorgeschriebenen Wechselstromprüfung bei 50 Hz kein Durchschlag festgestellt werden, wohl aber ist auch nach dem vorgeschriebenen Wasserbad der Isolationswert unter die Grenze gesunken.
Bei der erfindungsgemässen Anwendung eines
Hochfrequenzstromes kann folgendes festgestellt werden : In Fig. 2 ist mit A-A'eine HF-Entladung angedeutet. Von A ausgehend nimmt der
HF-Strom jenen Weg, welchen die Feuchtigkeit bei der Wasserprüfung genommen hat. Der nor- male Netzstrom (50 Hz) nimmt dagegen nur vor B aus den kürzeren Weg, kann dagegen die Strecke
A-A'nicht überbrücken. Für den HF-Strom dagegen spielt der längere Entladungsweg keine wesentliche Rolle. Die üblichen, auf die ver- schiedensten Ursachen zurückzuführenden
Fehler (Fig. 2) bewirken, dass der HF-Prüfstrom an diesen Stellen austritt. Kommt also eine fehler- hafte Stelle im Leiter vor, so fliesst der HF-Strom über eine Abtasteinrichtung, die einerseits den
Fehler anzeigt, anderseits auch die Antriebs- maschine abstellen kann.
Die Anwendung hochfrequenter Ströme zur Spannungs-bzw. Isolationsprüfung ist bereits bekannt, jedoch nicht in der erfindungsgemässen
Art. Bei einer Prüfmethode wird durch die fehler- hafte Leitung ein abgestimmter HF-Kreis ver-
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stimmt. Bei einer anderen Erfindung dagegen wird die durch die Fehlerstelle entstandene HFEntladung auf eine Glimmlampe oder auf einen Elektronenrohr-Verstärker übertragen, wodurch eine Fehleranzeigevorrichtung betätigt wird. Diese bereits bekannten Prüfungsmethoden haben jedoch hauptsächlich messtechnischen Charakter und finden im Prüffeld ihre Anwendung.
Nicht bekannt dagegen ist ein Verfahren, welches während der Erzeugung an der Arbeitsmaschine die Güte und Brauchbarkeit der Fabrikate der verschiedensten Typen mittels HF-Strom überwacht, gegebenenfalls die Fehler anzeigt, registriert und auch, wenn erwünscht, den automatischen Stillstand der Arbeitsmaschine bewirkt.
Der erfindungsgemässen Idee zufolge hat der Hochfrequenzstrom die Aufgabe, fehlerhafte Stellen durch oszillatorische Entladungen (durch Verbrennen) leitend zu machen. Eine angelegte Gleich-oder niederfrequente Spannung, z. B. Batterie-, Generator-oder Induktorspannung bewirkt an der Durchschlagstelle (Störstelle) des Prüflings einen Stromfluss, welcher ein Relais oder irgend eine Anzeigevorrichtung zum Ansprechen bringt. Diese Fehleranzeigevorrichtung, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist in ihrem prinzipiellen Aufbau in Fig. 3 festgehalten. Wie Fig. 3 zeigt, besteht der HF-Kreis aus dem HF-Generator 9, der einseitig an der Erde liegt, der zu prüfenden Leitung 1 mit der Isolation 2, der Abtasteinrichtung 8, die vorzugsweise ein Metallrohr sein kann. Der niederfre- quente bzw.
Gleich-Stromkreis geht über eine HF-Drossel 3, den Stromzeiger 4, ein Schwach- stromrelais 5 mit dem Schaltkontakt 6 und eine
Stromquelle 7 sowie über die Störstelle über die
Gleich-bzw. Niederfrequenzspannungsquelle an
Erde. Fliesst nun der HF-Strom über die Fehler- stelle 8 zur Erde, so wird der Relaisstromkreis ge- schlossen und das Relais 5 spricht an. Durch die weitere Ausbildung dieser Schaltanordnung ist
Vorsorge getroffen, dass der Antriebsmotor in der ublichen Weise automatisch abgeschaltet oder die
Fehlerstelle auf einem Streifen mit Meterteilung registriert werden kann. Fig. 4 zeigt beispiels- weise eine übliche Einrichtung, um hochfrequente
Entladungen festzustellen.
Die über den Wider- stand 10 abgeleiteten Hochfrequenzströme werden von diesem abgegriffen und der Elektronenröhre 11 /ugefuhrt. Der in der Röhre veränderte Anoden- strom fliesst in üblicher Art über ein Messwerk l. B. in Verbindung mit einer Lichtschranke.
Diese Einrichtung ist, wie nachstehend be- schrieben, aufgebaut : Ein vorzugsweise unsicht- bares Strahlenbündel ist so gerichtet, dass es bei einem beliebig einstellbarem Skalenwert die
Skala durchsetzt und hiebei auf eine licht- empfindliche Schicht (ultrarotempfindliche Zelle) auffällt. Wird durch den Zeigerausschlag der unsichtbare Strahl nur für einen Augenblick unterbrochen, so fällt der Anker des Ruhestrom-
Relais ab, signalisiert durch eine Anzeigevor- richtung die Fehlerstelle oder schaltet auch gleich die Maschine ab, Durch die Wahl des Auftreff- punktes dieser Strahlen können die Ansprechwerte der Abtasteinrichtung eingestellt werden. Diese sind in Fig. 5 dargestellt.
Die Punkte 1, 2 entsprechen einer bestimmten Intensität der HFEntladung an der Fehlerstelle, die wieder einem bestimmten Isolationswert RL, RL'der zu prüfenden Leitung entspricht. Durch die elektrooptische Einstellung des Messwerkes ist es möglich, die Ansprechwerte zwischen einem gewünschten Minimal-und Maximalwert einzustellen. Jedem A RL entspricht ein A Ia, wobei 6. RL durch den zu prüfenden Widerstandsmessbereich und die dazugehörigen variierenden Anodenstromwerte bzw. Relaisauslöseströme bestimmt ist. Mit der hier aufgezeigten Methode ist es möglich, mit geringstem Energieaufwand die Untersuchungen während des Erzeugungsprozesses selbst sowie bei den Überprüfungen anzuwenden und es können insbesondere auch Widerstände höherer Werte etwa bis 106 leicht überprüft werden.
Ein Vorteil liegt auch darin, dass eine rein objektive Beurteilung der Leitungswiderstände, mithin ihrer Güte möglich ist. Die erfindungsgemässe Art der hochfrequenten Überprüfung ermöglicht nicht nur an beweglichen Leitungen mit hoher Durchzugsgeschwindigkeit, sondern auch an zugänglich verlegten Leitungen die Überwachung des Isolationswiderstandes sowie die Feststellung des Fehlerortes. Fig. 7 zeigt den Grundaufbau einer hochfrequenten Fehlerortsbestimmungsanordnung bei unzugänglichen Leitern. Analog der Fig. 3 zugrunde liegenden Idee wird der dem
Hochfrequenzgenerator (Funkenstrecken-oder
Röhrengenerator) entnommene Strom mit dem einen Pol an den zu prüfenden Leiter gelegt, mit dem anderen Pol an Erde geschaltet. Der zweite
Stromkreis ist, wie Fig. 7 zeigt, ein Zweig einer
Widerstandsmessbrücke 23.
Tritt eine Fehlerstelle
22 auf, so wird der Stromkreis des HF-Kreises geschlossen, ebenso auch der aus dem Ohmschen
Widerstand des Leiters bestehende Brücken- gleichstromkreis. Nach der bekannten Brücken- mcthode kann nun die Ermittlung des Fehlerortes erfolgen. Resonanzdrosseln 3 verhindern den Ein- tritt der HF in den Brückenkreis 23. Fig. 6 gibt den
Grundaufbau einer solchen HF-Prüfanlage an, bei welcher drei voneinander unabhängige Lei- tungsrollen 12, 13, 14 überprüft werden. Jeder
Leitung entspricht eine Abtasteinrichtung mit der dazugehörigen, bereits näher beschriebenen
Fehleranzeigevorrichtung 15, 16, 17 und der bei- spielsweise angeordneten Signaleinrichtungen 18,
19, 20.
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