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Die
Erfindung betrifft eine Isolierungs-Prüfvorrichtung für ein Prüfobjekt,
bei dem eine elektrische Isolierung zwischen einem ersten elektrisch
leitenden Element und einem elektrisch getrennten zweiten elektrisch
leitenden Element angeordnet ist, umfassend einen Stromkreis mit
einem ersten Kontakt und einem zweiten Kontakt, mittels welchen
die elektrisch leitenden Elemente des Prüfobjekts jeweils kontaktierbar
sind, und eine Auswerteeinrichtung für den Stromkreis.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung der elektrischen Isolierung
an einem Prüfobjekt,
bei dem die elektrische Isolierung zwischen einem ersten elektrisch
leitenden Element und einem elektrisch getrennten zweiten elektrisch
leitenden Element angeordnet ist, bei welchem zur Isolierungsprüfung ein
erster Kontakt mit dem ersten elektrisch leitenden Element verbunden
wird und ein zweiter Kontakt mit dem zweiten elektrisch leitenden
Element verbunden wird und eine Spannung angelegt wird.
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Aus
der
DE 39 09 020 A1 ist
ein elektrisches Prüfgerät zur Isolationsprüfung mit
einer Spannungsquelle zur Beaufschlagung einer zu prüfenden Isolation
mit der Prüfspannung
bekannt, wobei Meßmittel vorgesehen
sind, die während
des Betriebs der Spannungsquelle Parameter erfassen, die die Bestimmung
des Widerstandswert der Isolation ermöglichen, Entladungsmittel zur
Entladung einer durch die Isolation gebildeten Kapazität vorgesehen
sind, wobei die Entladungsmittel nach Beendigung der Zuführung der
Testspannung von Seiten der Spannungsquelle betätigt werden, und Wiedergabemittel zum
Anzeigen des aus den Parametern ermittelten Widerstandswerts vorgesehen
sind, wobei diese Wiedergabemittel den Widerstandswert erst dann anzeigen,
wenn die Entladungsmittel die Kapazität im wesentlichen ganz entladen
haben.
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Aus
der
DE 42 19 970 A1 ist
eine Prüfschaltung
für elektrische
Geräte,
die mit ein- oder mehrphasiger Netzspannung zu betreiben und mit
einem Netzstecker oder dergleichen Standard-Anschlußelement
mit Schutzleiterkontakt anzuschließen sind und die zumindest
eine elektrisch leitend mit dem Schutzleiterkontakt verbundene Gehäusefläche aufweisen,
bekannt, wobei die Prüfschaltung
einen auf den Schutzleiterkontakt aufschaltbaren Hochspannungsgenerator
umfaßt.
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Ein
Anwendungsbeispiel für
eine solche Isolierungs-Prüfvorrichtung
und für
ein solches Prüfverfahren
ist beispielsweise die Überprüfung der
Isolierung zwischen einer Statorwicklung (entsprechend dem ersten
Element) und einer Rotorwicklung (entsprechend dem zweiten Element)
bei einem Elektromotor oder zwischen einer Stator-/Rotorabwicklung und
einem Statorgehäuse.
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Um
eine Isolierung zu prüfen,
muß der Durchgangswiderstand
gemessen werden bzw. detektiert werden, ob der Durchgangswiderstand
oberhalb einer bestimmten Schwelle liegt. Dazu wird üblicherweise
eine Spannung angelegt und der Strom gemessen. Liegt der Strom unterhalb
einer Schwelle oder ist er nicht meßbar, dann wird die elektrische Isolierung
als gut klassifiziert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Isolierungs-Prüfvorrichtung und
das eingangs genannte Prüfungsverfahren
so zu verbessern, daß bei
einfachem Aufbau eine sichere Überprüfung ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird bei der eingangs genannten Isolierungs-Prüfvorrichtung
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß eine
Kontaktprüfungseinrichtung
vorgesehen ist, mittels der die Kontakte des Stromkreises mit einem
Prüfstrom
beaufschlagbar sind.
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Grundsätzlich besteht
das Problem, daß bei der
Spannungsmessung ein detektierter Stromwert unterhalb einer Schwelle
bzw. ein nicht meßbarer Strom
verschiedene Ursachen haben können.
Neben einem hohen Durchgangswiderstand (entsprechend einer guten
Isolierung) kann auch eine fehlerhafte oder schlechte Kontaktierung
des Prüfobjekts
zu einem niedrigen oder nicht meßbaren Stromwert führen. Auch
eine unterbrochene Leitung im Stromkreis kann zu einem nicht meßbaren Strom
führen.
Fehlerhafte Kontaktierungen können
beispielsweise auf Oxidation und/oder mechanischen Verschleiß von Kontaktspitzen
zurückzuführen sein.
Es können
dann auch, sofern solche Probleme auftreten, schlechte Bauteile
mit schlechter Isolierung als gut bewertet werden, weil beispielsweise
die Kontaktierung fehlerhaft war.
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Erfindungsgemäß ist eine
Kontaktprüfungseinrichtung
vorgesehen, mittels der die Kontakte des Stromkreises mit einem
Prüfstrom
beaufschlagbar sind. Die entsprechende Messung erfolgt insbesondere
dann, wenn die Kontakte spannungsfrei sind oder auf einer Spannung
liegen, welche erheblich niedriger ist als die Spannung zur Isolierungsprüfung. (Die
Spannung zur Isolierungsprüfung
kann auch als Hochspannung bezeichnet werden in dem Sinne, daß sie eben
ausreichend sein muß,
um die Durchschlagfestigkeit mit genügender Genauigkeit zu ermitteln.)
Es kann dann geprüft
werden, ob ein Stromfluß durch
die Kontakte stattfindet. Liegt ein Stromfluß oberhalb eines Schwellenwerts
vor, dann sind die Kontakte gut und es liegen auch keine Fehler
in den entsprechenden Zuführungsleitungen
zu den Kontakten vor. Liegt jedoch dieser Prüfstrom unterhalb eines Schwellenwerts,
dann ist dies auf fehlerhafte Kontakte bzw. auf Fehler in den entsprechenden
Leitungen zurückzuführen.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Isolierungs-Prüfvorrichtung
läßt sich
dann vor und/oder nach einer eigentlichen Isolierungsprüfung ermitteln, ob
ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Kontakten des (Hochspannungs-) Stromkreises
und dem Prüfobjekt
besteht. Die Kontaktprüfung
wiederum läßt sich
durchführen,
ohne daß die
Kontakte von dem Prüfobjekt
entfernt werden müssen. Über die elektrisch
leitenden Elemente kann ein Strom fließen und durch entsprechendes
Schließen
der Stromkreise läßt sich
der Stromwert ermitteln, um eine Auswertung durchführen zu
können.
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Die
erfindungsgemäße Kontaktprüfungseinrichtung
läßt sich
auf schaltungstechnisch einfache Weise realisieren. Ein Auftrennen
des Stromkreises bezüglich
seiner Kontaktierung des Prüfobjekts
ist nicht notwendig, so daß die
Kontaktierung gewissermaßen "in situ" überprüfbar ist.
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Vorteilhafterweise
weist die Kontaktprüfungseinrichtung
mindestens einen ersten Prüfkontakt
und einen zweiten Prüfkontakt
auf. Die Prüfkontakte
sind dabei an die elektrisch leitenden Elemente des Prüfobjekts
koppelbar. Es kann dann ein Strom über die elektrisch leitenden
Elemente zu den Kontakten des Stromkreises fließen, um so wiederum die Qualität der Kontaktierung überprüfen zu können.
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Es
kann dabei auch vorgesehen sein, daß Prüfkontakte an elektrische Leitungen
des (Hochspannungs-)Stromkreises koppelbar oder gekoppelt sind.
Diese Kopplung erfolgt dabei insbesondere zusätzlich zur Kopplung an die
elektrisch leitenden Elemente des Prüfobjekts. Bei einer solchen
Ausführungsform
läßt sich
ein Prüfstrom über die
elektrischen Leiter einkoppeln, um so die Kontakte des Stromkreises
zu beaufschlagen.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktprüfungseinrichtung einen Niederspannungs-Stromkreis
umfaßt
in dem Sinne, daß die Spannungen
hier erheblich niedriger sind als die Spannungen zur Isolierungsprüfung. Im
Niederspannungs-Stromkreis fließt
ein entsprechend kleiner Strom. Dies läßt sich dann auf schaltungstechnisch einfache
Weise realisieren. Dadurch läßt sich
auch die Oxidation von Prüfkontakten,
mittels welchen die Kontaktprüfungseinrichtung
das Prüfobjekt
kontaktiert, gering halten.
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Insbesondere
weist die Kontaktprüfungseinrichtung
eine Spannungsquelle auf, welche die Energiequelle für den Prüfstrom bildet.
Bei der Spannungsquelle handelt es sich vorzugsweise um eine Niederspannungsquelle.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktprüfungseinrichtung von dem Stromkreis
bezüglich der
Spannung und insbesondere einer Hochspannung entkoppelbar ist oder
entkoppelt ist. Dadurch wird eine Hochspannungsbeaufschlagung der
Kontaktprüfungseinrichtung
verhindert, so daß diese
wiederum auf schaltungstechnisch einfache Weise realisierbar ist.
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Bei
einer Ausführungsform
sind ein oder mehrere Schalter zur Entkopplung vorgesehen. Wenn
die Schalter in einer bestimmten Schaltstellung sind (beispielsweise
geöffnet
sind), dann ist die Kontaktprüfungseinrichtung
entkoppelt. Die Schalter werden in diese Stellung gebracht, wenn
eine Isolierungsprüfung
unter Anlegen einer Spannung stattfindet. Diese Überführung in die entsprechende
Stellung erfolgt vorzugsweise automatisch, wobei entsprechende Relais
vorgesehen sind.
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Insbesondere
sind ein oder mehrere Schalter in einem Prüfstromkreis angeordnet. Damit
kann beispielsweise eine Auswerteeinrichtung, welche in dem Prüfstromkreis
angeordnet ist, auf einfache Weise entkoppelt werden.
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Es
kann auch vorgesehen sein, daß ein
oder mehrere Schalter in dem (Hochspannungs-)Stromkreis angeordnet
sind. Dadurch läßt sich
bei entsprechender Schaltstellung eine Spannungsversorgungseinrichtung
für den
(Hochspannungs-)Stromkreis überbrücken, wenn
eine Kontaktprüfmessung
durchgeführt
wird.
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Es
können
auch ein oder mehrere Gleichrichterelemente vorgesehen sein, wie
beispielsweise Dioden, die in einem Prüfstromkreis angeordnet sind. Dadurch
wird bei entsprechender Anordnung und Ausbildung der Gleichrichterelemente
automatisch eine Entkopplung durchgeführt. Dies läßt sich auf besonders einfache
Weise durchführen,
wenn die Isolierungsprüfung über eine
DC-Hochspannung durchgeführt
wird.
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Günstig ist
es, wenn die Kontaktprüfungseinrichtung
eine Auswerteeinrichtung für
einen Prüfstrom
aufweist. Es läßt sich
dann der Wert des Prüfstroms
ermitteln und dadurch ermitteln, ob bezüglich der Kontaktierung ein
Fehler vorliegt; insbesondere wenn der Prüfstrom unterhalb eines Schwellenwerts liegt,
wird auf Kontaktierungsprobleme geschlossen.
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Bei
der Spannung, welche zur Isolierungsprüfung angelegt wird, handelt
es sich insbesondere um eine Hochspannung in dem Sinne, daß sie ausreicht,
die Durchschlagfestigkeit mit der erforderlichen Genauigkeit zu
ermitteln. Typischerweise ist diese Spannung höher und insbesondere erheblich höher als
Betriebsspannungen des Prüfobjekts.
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Günstigerweise
ist bei einer Kontaktprüfungsmessung
der (Hochspannungs-)Stromkreis nicht hochspannungsbeaufschlagt,
d. h. eine Spannungsversorgungseinrichtung des Hochspannungs-Stromkreises
ist abgekoppelt.
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Bei
einer Ausführungsform
weist die Kontaktprüfungseinrichtung
einen Prüfstromkreis
zur Kopplung an die elektrisch leitenden Elemente des Prüfobjekts
auf. Über
diese elektrisch leitenden Elemente wird dann ein Prüfstrom eingekoppelt,
welcher über
die elektrisch leitenden Elemente zu den benachbarten Kontakten
des Stromkreises fließt.
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Es
ist auch möglich,
daß die
Kontaktprüfungseinrichtung
einen Prüfstromkreis
umfaßt,
welcher an Leitungen des (Hochspannungs-)Stromkreises koppelbar
ist oder gekoppelt ist. Dadurch läßt sich über diese Leitungen ein Kontakt
mit Strom beaufschlagen. Ist der Kontakt gut, dann fließt dieser Strom über die
elektrisch leitenden Elemente des Prüfobjekts ab.
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Wenn
dann die Kontaktprüfungseinrichtung eine Überbrückungseinrichtung
zur leitenden Verbindung der elektrisch leitenden Elemente des Prüfobjekts
umfaßt,
dann läßt sich
dadurch der Stromkreis schließen.
Es läßt sich
dadurch verhindern, daß ein eventueller
Kurzschlußstrom
im Prüfobjekt
die Kontaktprüfungsmessung
beeinflußt,
da der Prüfstrom über die
Kontakte eingekoppelt wird.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die elektrisch leitende Verbindung zwischen
den elektrisch leitenden Elementen des Prüfobjekts schaltbar ist. Dadurch
kann die elektrische Verbindung geöffnet werden, bevor eine (Hochspannungs-)
Messung zur Isolierungsprüfung
durchgeführt
wird.
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Die
eingangs genannte Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß zur
Kontaktprüfung
die Kontakte im spannungsfreien Zustand oder in einem Niederspannungs-Zustand
mit einem Prüfstrom
beaufschlagt werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erläuterten
Vorteile auf.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden ebenfalls
bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.
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Günstigerweise
wird ein Prüfstromkreis über die
beiden elektrisch leitenden Elemente geschlossen.
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Vorteilhafterweise
fließt
ein Prüfstrom
bei guter Kontaktierung über
die Kontakte des (Hochspannungs-)Stromkreises, d. h. wenn ein Prüfstrom mit
einem Wert oberhalb einer bestimmten Schwelle ermittelt wird, dann
können
die Kontakte als gut klassifiziert werden.
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Insbesondere
fließt
der Prüfstrom über die elektrisch
leitenden Elemente des Prüfobjekts.
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Es
kann dabei vorgesehen sein, daß ein Prüfstrom über die
elektrisch leitenden Elemente eingekoppelt wird, um die Kontakte
zu beaufschlagen. Eine entsprechende Schaltung läßt sich auf einfache Weise
realisieren.
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Es
ist auch möglich,
daß ein
Prüfstrom über Leitungen
zum Anlegen der (Hoch-)Spannung eingekoppelt wird. Dadurch läßt sich
erreichen, daß nur dann
ein Prüfstrom
in einem Prüfstromkreis
fließt, wenn
die Kontakte hinreichend gut sind, da der Prüfstrom die Kontakte durchfließen muß, bevor
er über die
elektrisch leitenden Elemente des Prüfobjekts abgeleitet werden
kann.
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Die
nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang
mit der Zeichnung der näheren
Erläuterung
der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Isolierungs-Prüfvorrichtung;
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2 eine
schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels und
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3 eine
schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels.
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Eine
erfindungsgemäße Isolierungs-Prüfvorrichtung
dient, wie in 1 schematisch gezeigt, zur Prüfung einer
elektrischen Isolierung 10 eines Prüfobjekts 12, bei dem
die elektrische Isolierung zwischen einem ersten elektrisch leitenden
Element 14 und einem zweiten elektrisch leitenden Element 16 angeordnet
ist. Die beiden elektrisch leitenden Elemente 14 und 16 sind
elektrisch voneinander getrennt. Beispielsweise handelt es sich
jeweils um eine Statorwicklung und eine Rotorwicklung eines Elektromotors,
die elektrisch durch eine Isolierungsschicht getrennt sind.
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Zur
Isolierungsprüfung
ist üblicherweise
eine Meßvorrichtung 18 vorgesehen,
welche einen Stromkreis 20 umfaßt, welcher im folgenden als
Hochspannungs-Stromkreis 20 bezeichnet
wird. Als Hochspannung wird hier eine Spannung verstanden, die ausreicht,
eine Isolierungsprüfung
mit der erforderlichen Genauigkeit durchzuführen. Insbesondere ist die Spannung
erheblich höher
als typische Betriebsspannungen am Prüfobjekt 12, wie beispielsweise
einem Elektromotor. Der Hochspannungs-Stromkreis 20 ist
an einen ersten Kontakt 22 und einen zweiten Kontakt 24 gekoppelt,
wobei die beiden Kontakte 22, 24 vorzugsweise
als Kontaktspitzen ausgebildet sind. Über den Hochspannungs-Stromkreis 20 läßt sich
eine Spannung, die beispielsweise die Größenordnung 250V hat
oder höher
ist, an die elektrisch leitenden Elemente 14, 16 anlegen,
und über
den Stromfluß im
Hochspannungs-Stromkreis 20 läßt sich der Durchgangswiderstand
des Prüfobjekts 12 ermitteln.
Eine entsprechende Spannungsversorgungseinrichtung 26 stellt
die Hochspannung bereit. Eine Auswerteeinrichtung 28 wertet
die Meßergebnisse
aus.
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Wird
beispielsweise eine bestimmte Spannung angelegt und ein Stromfluß unterhalb
einer vorgegebenen Schwelle detektiert oder kein meßbarer Stromfluß ermittelt,
dann wird die elektrische Isolierung 10 als gut bewertet.
Liegt dagegen der Strom oberhalb dieses Schwellenwerts, dann wird
die elektrische Isolierung 10 als nicht ausreichend bewertet und
das Prüfobjekt 12 verworfen.
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Ein
niedriger oder nicht meßbarer
Stromfluß durch
den Hochspannungs-Stromkreis 20 kann
jedoch nicht nur durch eine gute elektrische Isolierung 10 verursacht
sein, sondern auch dadurch, daß eine Meßleitung
des Hochspannungs-Stromkreises 20 unterbrochen ist oder
daß die
Kontaktierung der Meßvorrichtung 18 an
das Prüfobjekt 12 fehlerhaft ist.
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Beispielsweise
tritt in der Praxis oft das Problem auf, daß bei Kontaktspitzen, welche
die Kontakte 22, 24 umfassen, die Spitze aufgrund
Stromfluß oxidiert.
Ferner kann ein mechanischer Verschleiß aufgrund eines Andrückens an
das Prüfobjekt 12 auftreten.
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Wenn
ein solches Problem vorhanden ist (unterbrochene Meßleitung;
fehlerhafte oder nicht vorhandene Kontaktierung), dann liefert die
Meßvorrichtung 18 ein
Meßergebnis "Stromfluß unter
einer Schwelle";
jedoch ist dies nicht auf eine gute Isolierung 10 zurückzuführen, sondern
auf eine fehlerhafte Ankopplung der Meßvorrichtung 18 an
das Prüfobjekt 12.
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Erfindungsgemäß ist nun
eine Kontaktprüfungseinrichtung
vorgesehen, mittels welcher sich der Kontakt zwischen der Meßvorrichtung 18 über die Kontakte 22, 24 zu
dem Prüfobjekt überwachen
läßt, ohne
daß Leitungen
des Hochspannungs-Stromkreises 20 in ihrer Verbindung zu
den jeweiligen Kontakten 22, 24 aufgetrennt werden
müssen.
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Bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
einer solchen Kontaktprüfungseinrichtung,
welche in 1 als Ganzes mit 29 bezeichnet
ist, ist ein Prüfstromkreis 30 vorgesehen,
welcher über
einen ersten Prüfkontakt 32 an
das erste elektrisch leitende Element 14 und über einen
zweiten Prüfkontakt 34 an
das zweite elektrisch leitende Element 16 gekoppelt ist.
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In
dem Prüfstromkreis 30 ist
eine Spannungsquelle 36 angeordnet. Der Prüfstromkreis 30 ist
dabei vorzugsweise ein Niederspannungs-Prüfstromkreis. Die Spannungen
im Niederspannungs-Prüfstromkreis 30 sind
erheblich niedriger als im Hochspannungs-Stromkreis 20 und
liegen typischerweise im Bereich zwischen 6 V und 24 V.
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Der
Prüfstromkreis 30 ist
mit einer Auswerteeinrichtung 38 versehen, mittels der
sich ein Stromwert ermitteln läßt.
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In
einer von der Spannungsquelle 36 zu dem ersten Prüfkontakt 32 führenden
Leitung 40 des Prüfstromkreises 30 ist
ein erster Schalter 42 angeordnet; ist dieser erste Schalter 42 geschlossen,
dann ist der erste Prüfkontakt 32 an
die Spannungsquelle 36 gekoppelt. Ist er offen, dann ist
die Stromleitung unterbrochen.
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Auf ähnliche
Weise ist in einer Leitung 44, welche von der Spannungsquelle 36 zu
dem zweiten Prüfkontakt 34 führt, ein
zweiter Schalter 46 angeordnet. Bei geschlossenem Schalter
sind der zweite Prüfkontakt 34 und
die Spannungsquelle 36 miteinander verbunden, während bei
offenem Schalter 46 die Stromleitung unterbrochen ist.
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Sind
die Schalter 42, 46 geöffnet, dann ist der Prüfstromkreis 30 von
dem Hochspannungs-Stromkreis 20 entkoppelt.
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Grundsätzlich genügt es auch,
statt zweier Schalter 42, 46 nur einen Schalter
vorzusehen.
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Im
Hochspannungs-Stromkreis 20 ist eine Überbrückungsleitung 48 vorgesehen,
mittels welcher die beiden Kontakte 22, 24 auf
dasselbe Potential legbar sind. Dazu ist in der Überbrückungsleitung 48 ein
Schalter 50 angeordnet. Ist dieser Schalter 50 geschlossen,
dann werden die beiden Kontakte 22, 24 miteinander
verbunden, wobei sie auf dem gleichen Potential liegen. Ist der Schalter 50 geöffnet, dann
liegen die entsprechenden Leitungen der Meßvorrichtung 18 an
der Spannungsversorgungseinrichtung 26, so daß an die
beiden Kontakte 22, 24 eine elektrische Spannung
legbar ist.
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Die
Schalter 42, 46, 50 sind vorzugsweise derart
miteinander verbunden, daß sie
gemeinsam schließbar
sind bzw. geöffnet
werden können.
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Zur
Prüfung
der Kontakte 22, 24 über die Kontaktprüfungseinrichtung 29 wird
erfindungsgemäß wie folgt
vorgegangen:
Die Spannungsversorgungseinrichtung 26 ist
entkoppelt, d. h. es wird keine Hochspannung an die Kontakte 22, 24 gelegt.
Die Schalter 42, 46 und 50 werden geschlossen.
In dem Prüfstromkreis 30 wird
ein Strom erzeugt, wobei der Prüfstromkreis
durch den Hochspannungs-Stromkreis 20 mit der Überbrückungsleitung 48 geschlossen
wird, wenn ein guter elektrischer Kontakt des ersten Kontakts 22 an
das erste elektrisch leitende Element 14 des Prüfobjekts 12 und
des zweiten Kontakts 24 an das zweite elektrisch leitende
Element 16 des Prüfobjekts 12 besteht und
Leitungen 52 des Hochspannungs-Stromkreises 20 nicht
unterbrochen sind. Es fließt
dann ein Strom zwischen dem Prüfkontakt 32 und
dem ersten Kontakt 22 über
das erste elektrisch leitende Elemente 14 über den
Hochspannungs-Stromkreis 20 mit der Überbrückungsleitung 48 zu
dem zweiten Kontakt 24 über
das zweite elektrisch leitende Element 16 zu dem zweiten
Prüfkontakt 34.
Der Stromwert läßt sich über die
Auswerteeinrichtung 38 ermitteln.
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Liegt
dieser Stromwert oberhalb eines Schwellenwerts, dann bedeutet dies,
daß der
Hochspannungs-Stromkreis 20 das Prüfobjekt 12 gut kontaktiert
und auch die Leitungen 52 nicht unterbrochen sind (siehe
jedoch unten die Beschreibung im Zusammenhang mit der 3).
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In
diesem Falle werden dann anschließend die Schalter 42, 46 und 50 geöffnet und
es wird eine bekannte Hochspannungsmessung an dem Prüfobjekt 12 durchgeführt. Wenn
ein Stromwert unterhalb eines Schwellenwerts registriert wird, dann
ist dies darauf zurückzuführen, daß die elektrische
Isolierung gut ist. Eine fehlerhafte Kontaktierung des Prüfobjekts 12 über die
Kontakte 22, 24 bzw. eine unterbrochene Leitung 52 kann
ausgeschlossen werden, da ja vorher über die Kontaktprüfungseinrichtung 29 eine Überprüfung erfolgt
ist.
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Wird
dagegen durch die Auswerteeinrichtung 38 der Kontaktprüfungseinrichtung 29 ein Stromwert
unterhalb eines Schwellenwerts ermittelt, dann deutet dies auf Probleme
in der Kontaktierung des Prüfobjekts 12 durch
die Kontakte 22, 24 oder auf Probleme in den Leitungen 52 hin.
Eine Hochspannungsmessung an dem Prüfobjekt 12 macht dann
keinen Sinn; zuerst muß die
Ursache des zu geringen Stromflusses gefunden werden und es müssen die
Probleme behoben werden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird ausgeschlossen, daß schlechte
Bauteile, d. h. Prüfobjekte 12 mit
schlechter elektrischer Isolierung 10, irrtümlicherweise
als gut bewertet werden, weil die Kontaktierung fehlerhaft war.
Der Prüfstrom
fließt
nur, wenn die Kontakte 22, 24 elektrisch mit den
elektrisch leitenden Elementen 14, 16 verbunden
sind. Der mechanische Kontakt der Kontakte 22, 24 mit den
elektrisch leitenden Elementen 14, 16 muß nicht aufgetrennt
werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
funktioniert unabhängig
davon, ob die Hochspannungsmessung mit Gleichspannung oder Wechselspannung
erfolgt.
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Durch
die Schalter 42, 46 läßt sich die Auswerteeinrichtung 38 von
dem Hochspannungs-Stromkreis 20 trennen. Dadurch läßt sich
sicherstellen, daß auf
diese keine Hochspannung wirkt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
wird der Prüfstrom über die
Prüfkontakte 32, 34 in
die elektrisch leitenden Elemente 14, 16 eingekoppelt;
von dort fließt
er dann zu den Kontakten 22, 24.
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Die
Spannungsquelle 36 wird so gewählt, daß ein genügend großer Prüfstrom durch den Prüfstromkreis 30 fließt. Die
Spannung wird an die Meßvorrichtung 18 mit Überbrückung über die Überbrückungsleitung 48 (bei
geschlossenem Schalter 50) angepaßt. Vorzugsweise ist sie so
gewählt,
daß die Spannungsversorgungseinrichtung 26 und
die Auswerteeinrichtung 28 nicht beeinflußt werden.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Isolierungs-Prüfvorrichtung, welche
in 2 als Ganzes mit 54 bezeichnet ist, ist eine DC-Spannungsversorgungseinrichtung 56 vorgesehen.
Weiterhin ist eine Auswerteeinrichtung 58 vorgesehen, welche
der Auswerteeinrichtung 28 entspricht. Die an die DC-Spannungsversorgungseinrichtung 56 gekoppelte
Meßvorrichtung
entspricht derjenigen, wie sie in 1 beschrieben
wurde. Gleiche Bauteile werden deshalb mit den gleichen Bezugszeichen
wie in 1 bezeichnet.
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Wiederum
ist eine Kontaktprüfungseinrichtung 60 vorgesehen,
welche einen Prüfstromkreis 62 umfaßt. Dieser
ist wiederum über
Prüfkontakte 64, 66 an
das Prüfobjekt 12,
und zwar an die elektrisch leitenden Elemente 14, 16,
gekoppelt. Im Prüfstromkreis 62 sitzt
wiederum eine Auswerteeinrichtung 68. Im Prüfstromkreis 62 ist
eine Spannungsquelle 70 angeordnet, bei der es sich um
eine DC-Spannungsquelle handelt.
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Zur
Entkopplung des Prüfstromkreises 62 von
dem Hochspannungs-Stromkreis 20 ist anstatt der Schalter 42, 46 ein
Gleichrichter 72 beispielsweise in der Form einer Diode
vorgesehen. Dieser Gleichrichter 72 ist so angeordnet und
ausgebildet, daß bei
geschlossenem Schalter 50 der Überbrückungsleitung 48 ein
Strom durch den Prüfstromkreis 62 fließen kann
(sofern keine fehlerhaften Kontakte bzw. keine fehlerhafte Leitung 52 vorliegt).
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Der
Gleichrichter 72 ist jedoch bezogen auf die DC-Spannungsversorgungseinrichtung 56 so
angeordnet, daß in
dem Prüfstromkreis 62 kein
Strom fließen
kann, wenn eine Hochspannung der entsprechenden Polarität an die
Kontakte 22 und 24 angelegt wird.
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Über den
Gleichrichter 72 läßt sich
der Prüfstromkreis 62 und
damit die Kontaktprüfungseinrichtung 60 automatisch
von dem Hochspannungs-Stromkreis 20 entkoppeln, wenn eine
Hochspannungsmessung an dem Prüfobjekt 12 durchgeführt wird.
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Bei
einem dritten Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Isolierungs-Prüfvorrichtung, welche
in 3 schematisch gezeigt und dort als Ganzes mit 74 bezeichnet
ist, ist wiederum eine Spannungsversorgungseinrichtung 76 für Hochspannung
sowie eine Auswerteeinrichtung 77 vorgesehen. Zur Bildung
eines Hochspannungs-Stromkreises 79 verbindet eine Leitung 78 einen
ersten Spannungsausgang 80 dieser Spannungsversorgungseinrichtung 76 mit
einem ersten Kontakt 82 zur Kontaktierung des ersten elektrisch
leitenden Elements 14 des Prüfobjekts 12. Eine
zweite Leitung 84 verbindet einen zweiten Spannungsausgang 86 der
Spannungsversorgungseinrichtung 76 mit einem zweiten Kontakt 88 zur
Kontaktierung des zweiten elektrisch leitenden Elements 16 des
Prüfobjekts 12.
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Eine
erfindungsgemäße Kontaktprüfungseinrichtung 90 umfaßt einen
Prüfstromkreis 92,
welcher an die Leitungen 78 und 84 angekoppelt
ist und über
diese Leitungen 78, 84 an die Kontakte 82, 88 koppelbar
ist. Der Prüfstrom
wird dabei in die Leitungen 78, 84 eingekoppelt.
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Im
Prüfstromkreis 92 sitzt
eine Spannungsquelle 94 sowie eine Auswerteeinrichtung 96.
Ferner sind Schalter 98, 100 vorgesehen, mit denen
sich jeweils die Auswerteeinrichtung 96 von der Leitung 78 und
der Leitung 84 entkoppeln läßt.
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Zur
Schließung
des Prüfstromkreises 92 ist eine Überbrückungseinrichtung 102 vorgesehen, welche über einen
ersten Prüfkontakt 104 an
das erste elektrisch leitende Element 14 des Prüfobjekts 12 gekoppelt
ist und über
einen zweiten Prüfkontakt 106 an
das zweite elektrisch leitende Element 16 des Prüfobjekts 12 gekoppelt
ist. Eine Leitung 108 verbindet die beiden Prüfkontakte 104 und 106,
wobei in der Leitung 108 ein Schalter 110 angeordnet
ist. Bei geschlossenem Schalter 110 sind die beiden Prüfkontakte 104, 106 auf
dem gleichen Potential liegend miteinander verbunden, während bei
geöffnetem Schalter 110 die
elektrische Verbindung getrennt ist.
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Für eine Kontaktprüfungsmessung
werden bei abgeschalteter Hochspannung die Schalter 98 und 100 geschlossen.
Es kann dann ein Prüfstrom
in dem Prüfstromkreis 92 fließen, wenn
der Strom über den
Kontakt 82 durch das erste elektrisch leitende Element 14 und
bei geschlossenem Schalter 110 durch die Leitung 108 über das
zweite elektrisch leitende Element 16 über den Kontakt 88 durch
die Leitung 84 fließt.
Die Auswerteeinrichtung 96 ermittelt den Stromwert.
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Wie
oben beschrieben, deutet ein Stromwert unterhalb einer Schwelle
oder ein nicht meßbarer Strom
auf Kontaktprobleme oder Leitungsprobleme hin.
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Es
besteht grundsätzlich
die Möglichkeit, daß bei defekter
Isolierung 10 trotz fehlerhafter Kontaktierung ein Strom
fließt,
indem nämlich
der Prüfling 12 kurzgeschlossen
ist. Dies ist in der Schaltung gemäß 1 ersichtlich:
Wenn das Prüfobjekt 12 kurzgeschlossen
ist, dann fließt
zwischen den Prüfkontakten 32 und 34 ein
Strom unabhängig
davon, ob die Kontaktierung über
die Kontakte 22, 24 fehlerhaft ist oder nicht.
Dies ist bei der Schaltung von 1 darauf
zurückzuführen, daß der Prüfstrom direkt über die
elektrisch leitenden Elemente 14, 16 eingekoppelt
wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 3 läßt sich
auch erkennen, ob ein Kurzschlußstrom
fließt,
da der Prüfstrom über die
Leitungen 78, 84 eingekoppelt wird und vor Durchfließen der
elektrisch leitenden Elemente 14, 16 die Kontaktierungen über die
Kontakte 82, 88 durchfließen muß.
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Wenn
also eine fehlerhafte Kontaktierung vorliegt oder eine Leitung 78 bzw. 84 unterbrochen ist,
dann fließt
kein Strom über
die elektrisch leitenden Elemente 14, 16, so daß Kurzschlußströme am Prüfobjekt 12 dann
auch nicht relevant sind.
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Ansonsten
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 74 die
gleichen Vorteile wie oben beschrieben auf.
-
- 10
- elektrische
Isolierung
- 12
- Prüfobjekt
- 14
- erstes
elektrisch leitendes Element
- 16
- zweites
elektrisch leitendes Element
- 18
- Meßvorrichtung
- 20
- Hochspannungs-Stromkreis
- 22
- erster
Kontakt
- 24
- zweiter
Kontakt
- 26
- Spannungsversorungseinrichtung
- 28
- Auswerteeinrichtung
- 29
- Kontaktprüfungseinrichtung
(erstes Ausführungsbeispiel)
- 30
- Prüfstromkreis
- 32
- erster
Prüfkontakt
- 34
- zweiter
Prüfkontakt
- 36
- Spannungsquelle
- 38
- Auswerteeinrichtung
- 40
- Leitung
- 42
- erster
Schalter
- 44
- Leitung
- 46
- zweiter
Schalter
- 48
- Überbrückungsleitung
- 50
- Schalter
- 52
- Leitung
- 54
- Isolierungs-Prüfvorrichtung
(Figur 2)
- 56
- DC-Spannungsversorgungseinrichtung
- 58
- Auswerteeinrichtung
- 60
- Kontaktprüfungseinrichtung
- 62
- Prüfstromkreis
- 64
- Prüfkontakt
- 66
- Prüfkontakt
- 68
- Auswerteeinrichtung
- 70
- Spannungsquelle
- 72
- Gleichrichter
- 74
- Isolierungs-Prüfvorrichtung
(Figur 3)
- 76
- Spannungsversorgungseinrichtung
- 77
- Auswerteeinrichtung
- 78
- Leitung
- 79
- Hochspannungs-Stromkreis
- 80
- erster
Spannungsausgang
- 82
- erster
Kontakt
- 84
- Leitung
- 86
- zweiter
Spannungsausgang
- 88
- zweiter
Kontakt
- 90
- Kontaktprüfungseinrichtung
- 92
- Prüfstromkreis
- 94
- Spannungsquelle
- 96
- Auswerteeinrichtung
- 98
- Schalter
- 100
- Schalter
- 102
- Überbrückungseinrichtung
- 104
- erster
Prüfkontakt
- 106
- zweiter
Prüfkontakt
- 108
- Leitung
- 110
- Schalter