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Isolationsmesser mit mehreren Messbereichen zur Überprüfung des Isolationszustandes von elektrischen Anlagen, Maschinen und Geräten
Die Erfindung betrifft einenIsolationsmesser mit eingebautem, in Widerstandswerten geeichtenstrommesser zur Überprüfung des Isolationszustandes von elektrischen Anlagen, Maschinen und Geräten mit mehreren Messbereichen, wobei an der Schaltfeder des zur Messbereichsänderung vorgesehenen Umschalters der Strommesser und an den Enden der Ruhe- bzw. Arbeitskontakte seines Federsatzes die den jeweiligen Messbereich bestimmenden Nebenwiderstände angeschlossen sind.
Die Isolationsmesser sind bekanntlich mit einer eigenen Spannungsquelle ausgerüstet, welche an jeweils zwei voneinander isolierten Stromleitern oder zwischen einem Leiter und Masse bzw. Erde des zu überprüfenden Gegenstandes angeschlossen, einen Isolationsstrom zur Folge haben, der mit einem empfindlichen in dem Isolationsmesser eingebauten Strommesser gemessen wird. Bei Voraussetzung konstanter Spannung wird derStrommesser unmittelbar in Widerstandswerten (kss ; M n) geeicht. Da nach dem ohm- schen Gesetz Strom und Widerstand umgekehrt proportional sind, ergibt die Eichung einen nichtlinearen Skalenverlauf, dadurch sind im oberen DrittelderSkalenkeine genauen Ablesewerte möglich.
Es hat sich daher als zweckmässig erwiesen, die Isolationsmesser mit mehreren möglichst dekadisch abgestuften Messbereichen zu versehen. Die Auslegung eines Strommessers für mehrere Messbereiche geschieht bekanntlich durch Nebenwiderstände, die jeweils einen proportionalen Teilstrom vom Messwerk des Strommessers ableiten und entsprechend dem gewählten Messbereich umgeschaltet werden.
In Fig. l ist die Schaltung eines an sich bekannten Isolationsmessers mit zwei Messbereichen dargestellt. Wird dieser, unter Spannung stehend, von Messbereich A auf Messbereich B oder umgekehrt durch Betätigen des Umschalters a geschaltet, so ist im Augenblick des Umschaltens der Strommesser bohne Nebenwiderstand c bzw. d, so dass der Strommesser mit dem gesamten über den zu messenden Widerstand Rx fliessenden Isolationsstrom überlastet ist, was zur Beschädigung des empfindlichen Strommessers führen kann.
Es ist auch ein Kontaktbahnen-Umschalter zum Anschliessen verschiedener Widerstände an eine Brückenschaltung bekanntgeworden, bei dem zwischen den Anschlusskontakten zusätzlich Übergangskontakte zum Kurzschliessen bzw. Parallelschalten eines Galvanometers dienen, um schädliche Stromstösse zu vermeiden. Derartigen Umschaltern haftet jedoch der bedeutende Nachteil an, dass infolge des grossen Schaltweges über zwei Kontakte die Umschaltzeit so lang ist, dass der Zeiger des Messwerkes auf Null zurückgeht und beim Umschalten ein erhöhter Stromverbrauch auftritt.
Ein anderer Umschalter für eine Messgerät-Vielfachschaltung sieht einen Schalthebel vor, der zum Zwecke des Umschaltens zwei fingerartige Fortsätze aufweist. Hiebei darf jedoch nicht übersehen werden, dass durch das Abreissen des Doppelkontaktes eine Funkenbildung entsteht, die sich sowohl auf die Kontaktelemente als auch auf das Messverfahren selbst sehr nachteilig auswirkt.
Diese Nachteile werden gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, dass bei der Umschaltung von einem Messbereich auf den andern nach Öffnen des Isolationsstromkreises (Kontakt k) das Messinstrument b zunächst durch einen weiteren Kontakt m über seinen Nebenwiderstand c überbrückt bleibt, danach durch einen weiteren Kontakt n auf den Nebenwiderstand d des geänderten Messbereiches umgeschaltet wird und erst dann der Isolaticnsstromkreis mittels des Kontaktes 1 wieder geschlossen wird.
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Der Umschaltvorgang erfolgt nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäss Fig. 2 in der Weise, dass der Umschalter, an dessenSchaltfeder i der inWiderstandswerten geeichteStrommesser bund andessen Kontakten m bzw. n die den jeweiligen Messbereich bestimmenden Nebenwiderstände c bzw. d angeschlossen sind, zuerst einen Kontakt k bzw. 1 des Isolationsstromkreises öffnet und anschliessend durch Betätigen von Kontakten m bzw. n den Strommesser auf den zweiten Messbereich umschaltet und durch die Kontakte l bzw. k den Isolationsstromkreis wieder schliesst. Die notwendige Hubbegrenzung der äusseren Kontaktfedern k bzw. 1 geschieht in bekannterweise durch justierbare Gegenlagen o bzw. p (s. Fig. 3a-3d, aus denen die einzelnen Schaltphasen ersichtlich sind).
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit vier Messbereichen gezeigt, bei dem die Umschaltung in bekannter Weise durch-einen Drehschalter u mit Rastung w erfolgt und den Messbereichen A, B, C und D gesonderte Kontaktsätze q ; r ; s ; t zugeordnet sind, die durch Schaltnocken v betätigt werden.
Die Umschaltung kann vorzugsweise beigedruckten Schaltungen auch derart erfolgen, dass eine Schleiffeder in bekannter Weise über isoliert angeordnete Kontakt-Schleifbahnen gleitet und diese entsprechend der Schaltaufgabe kurzschliesst.
Der Vorteil der Erfindung ist darin begründet, dass beim Abschalten des Strommessers als Vorbereitung zur Umschaltung das bewegliche Organ des Strommessers nicht durch einen kurzzeitigen erhöhten Stromfluss seinen Maximal-Ausschlag erreicht.
Die beim Umschalten noch zeitweise mit dem Strommesser verbundenen Nebenwiderstände c, d bzw. e, f halten die Dämpfung des Strommessers aufrecht, dadurch schnellt der Zeiger nicht auf Null zurück, sondern stellt sich nach dem Umschalten zügig auf den neuen Messwert ein.
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Insulation meter with several measuring ranges for checking the insulation status of electrical systems, machines and devices
The invention relates to an insulation meter with a built-in current meter calibrated in resistance values for checking the insulation status of electrical systems, machines and devices with several measuring ranges, the current meter on the switching spring of the switch provided for changing the measuring range and the break and working contacts of its spring set at the ends of the shunt resistors determining the respective measuring range are connected.
As is known, the insulation meters are equipped with their own voltage source, which is connected to two separate current conductors or between a conductor and ground or earth of the object to be checked, resulting in an insulation current that is measured with a sensitive ammeter built into the insulation meter. If constant voltage is required, the ammeter is immediately calibrated in resistance values (kss; M n). Since, according to Ohm's law, current and resistance are inversely proportional, the calibration results in a non-linear scale curve, which means that no precise readings are possible in the upper third of the scale.
It has therefore proven to be expedient to provide the insulation knife with several measuring ranges, graduated as decadic as possible. The design of an ammeter for several measuring ranges is known to be done by shunt resistors, which each derive a proportional partial current from the measuring mechanism of the ammeter and are switched over according to the selected measuring range.
FIG. 1 shows the circuit of an insulation meter known per se with two measuring ranges. If this, with voltage, is switched from measuring range A to measuring range B or vice versa by actuating switch a, then at the moment of switching the ammeter is without shunt resistance c or d, so that the ammeter with the entire resistance to be measured Rx the flowing insulation current is overloaded, which can damage the sensitive ammeter.
A contact path changeover switch for connecting various resistors to a bridge circuit has also become known, in which transition contacts are additionally used between the connection contacts for short-circuiting or connecting a galvanometer in parallel in order to avoid harmful current surges. Such switches, however, have the significant disadvantage that, due to the large switching path across two contacts, the switching time is so long that the pointer of the measuring mechanism goes back to zero and increased power consumption occurs when switching.
Another changeover switch for a measuring device multiple circuit provides a switch lever which has two finger-like extensions for the purpose of switching. However, it should not be overlooked here that the tearing off of the double contact results in spark formation, which has a very detrimental effect both on the contact elements and on the measurement process itself.
According to the invention, these disadvantages are eliminated in that when switching from one measuring range to the other after opening the insulation circuit (contact k), measuring instrument b is initially bridged by a further contact m via its shunt resistance c, then by a further contact n the shunt resistance d of the changed measuring range is switched over and only then is the isolation circuit closed again by means of contact 1.
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According to an exemplary embodiment of the invention according to FIG. 2, the switching process takes place in such a way that the switch, to whose switching spring i the ammeter and its contacts m and n, the shunt resistances c and d determining the respective measuring range are connected, first a contact k or 1 of the insulation circuit opens and then switches the ammeter to the second measuring range by actuating contacts m or n and closes the insulation circuit again through contacts l or k. The necessary stroke limitation of the outer contact springs k and 1 is done in a known manner by adjustable counter-positions o or p (see FIGS. 3a-3d, from which the individual switching phases can be seen).
4 shows a further exemplary embodiment according to the invention with four measuring ranges, in which switching takes place in a known manner by a rotary switch u with detent w and separate contact sets q for the measuring ranges A, B, C and D; r; s; t, which are operated by switching cams v.
The switchover can preferably also take place with the printed circuits in such a way that a slide spring slides in a known manner over insulated contact sliding tracks and short-circuits them according to the switching task.
The advantage of the invention is based on the fact that when the ammeter is switched off in preparation for switching, the movable element of the ammeter does not reach its maximum deflection due to a brief, increased current flow.
The shunt resistances c, d and e, f, which are still temporarily connected to the ammeter when switching, maintain the damping of the ammeter, which means that the pointer does not snap back to zero, but rather quickly adjusts to the new measured value after switching.