DE1249405B - Verfahren zum Prüfen von Wicklungen gleicher Art und Große auf Gleichheit ihrer Windungszahlen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIr

Deutsche Kl.: 2Ie-29/11

Nummer: 1 249 405

Aktenzeichen: A 37834IX d/21 e

Anmeldetag: 8. Juli 1961

Auslegetag: 7. September 1967

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Wicklungen gleicher Art und Größe für elektrische Maschinen und Apparate auf Gleichheit ihrer Windungszahlen.

Besonders im Transformatorenbau kommen vielfach Wicklungen mit parallelen Zweigen vor. Bei deren Herstellung ist dabei streng auf Gleichheit der Windungszahlen zu achten, da andernfalls im fertigen Transformator innere Ausgleichströme unter starker ^N Erhitzung der Leiter auftreten. Ein derartiger Fehler wäre folgenschwer, weil er erst nach der Fertigstellung bemerkbar würde und seine Behebung eine weitgehende Demontage erfordert.

Wohl können zum rechtzeitigen Erkennen von ungleichen Windungszahlen paralleler Zweige deren Impedanzen, eventuell bei erhöhter Frequenz, nach dem Wickeln ausgemessen und miteinander verglichen werden, doch ist die Genauigkeit eines solchen Vorgehens kaum ausreichend, um beispielsweise den Unterschied von nur einer Windung noch mit Sicherheit feststellen zu können. Mehr Aussicht auf Erfolg bietet es, die zu vergleichenden Wicklungen auf einem Eisenkern aufzubauen, der zu einem Magnetkreis vervollständigt wird, und nach Erregen eines magnetischen Flusses in einer besonderen Hilfswicklung entweder die Gleichheit der induzierten Spannungen oder das Fehlen eines Ausgleichstromes bei Gegenschaltung festzustellen. Doch ist der Aufwand für eine solche Lösung nicht unbeträchtlich. Das nachfolgend beschriebene Verfahren vermeidet diesen und andere Nachteile und vermag in einfacher Weise die gestellte Aufgabe zu lösen.

Es ist ferner bekannt, zur Feststellung von Fehlern, insbesondere Windungsschlüssen in Wicklungen gleicher Art, Impulse zu verwenden, die dem Eingang der Wicklung zugeführt und am Ausgang auf einen Leuchtschirm eines Elektronenstrahloszillographen gegeben werden. Diese Impulse ändern an der Fehlerstelle ihre Form und Größe; durch diese Änderungen wird der Fehler beim Vergleich mit einem störungsfrei durch eine Wicklung hindurchgehenden Impuls angezeigt. Diese Methode ist nur für die Feststellung von bestimmten Isolationsfehlern vorgesehen.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren angegeben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß mehrmals nacheinander je ein Spannungsimpuls, dessen Flanke in bezug auf die mögliche Differenz seiner Laufzeiten durch die zu vergleichenden Wicklungen steil ist, gleichzeitig auf die Eingänge der zu vergleichenden Wicklungen und auf einen Elektronenstrahloszillographen zur Auslösung der Zeitablenkung gegeben Verfahren zum Prüfen von Wicklungen gleicher Art und Größe auf Gleichheit ihrer
Windungszahlen

Anmelder:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.,

Baden (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld

und Dr. D. v. Bezold, Patentanwälte,

München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Berthold Gänger,
Wettingen, .Aargau (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 22. Juni 1961 (7297)

wird, daß die an den Enden der Wicklungen auftretenden Spannungsimpulse mittels eines Umschalters abwechselnd nacheinander auf die Ablenkelektroden des Oszillographen gegeben werden und daß eine auf dem Leuchtschirm des Oszillographen sichtbare Differenz der Laufzeiten der Spannungsimpulse als Maß für den Unterschied der Windungszahlen der zu vergleichenden Wicklungen dient.

Das zugrunde liegende Prinzip ist, daß Wicklungen sich bei vereinfachender Betrachtung in ähnlicher Weise wie eine Übertragungsleitung verhalten und beim plötzlichen Anlegen einer Spannung der so verursachte Erregungsvorgang längs der Leiter mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortschreitet. Bei derartigen Leitungen hat man die Laufzeit von Impulsen bereits zur Feststellung der Fehlerstelle bei Kurzschlüssen ausgenutzt. Solche Impulse werden nämlich an der Fehlerstelle reflektiert und an den Eingang zurückgeworfen. Dort kann man dann auf einem Oszillographenschirm aus dem Abstand des ursprünglichen und des reflektierten Impulses die Entfernung ableiten. Bei der Erfindung wird von der Reflexion der Impulse nicht Gebrauch gemacht.

Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Spannung liegt bei in Luft eingebetteten Wicklungen bei zwei Drittel der Lichtgeschwindigkeit; zum Durchlaufen

709 640/207

Claims (2)

durch ein Leitungsstück von 1 Meter Länge bedarf es dann einer Zeit von ηΐΐκΙ-^-μδ. Zeiten bzw. Zeitdifferenzen dieser Größenordnung lassen sich mit modernen Hochleistungsoszillographen noch ohne weiteres ausmessen. Damit bietet sich der Weg an, die Aufgabe eines Windungszahlenvergleiches über einen Längen- bzw. Zeitvergleich zu lösen. Hierzu wird ein Spannungsimpuls großer Steilheit gleichzeitig auf die Eingänge der zu vergleichenden Wick- ίο lungen gegeben und die Gleichheit der Durchlaufzeiten der Impulse durch die Wicklungen geprüft. Der Eingangsimpuls wird mehrmalig gegeben. Dabei muß die Zeitschreibung des verwendeten Elektronenstrahloszillographcn in bekannter Weise vom Vorgang her periodisch angestoßen werden, damit auf dem Oszillographenschirm ein leicht beobachtbares stehendes Bild entsteht. Impulsspannungen der benötigten Steilheit lassen sich entweder elektronisch oder durch den plötzliehen Durchschlag einer Funkenstrecke, vielleicht' sogar unter Pressgas oder in einem flüssigen Isoliermedium, oder beispielsweise auch mittels Quecksilberkontakt erzeugen. Wird im letzten Fall der Kontakt mit einem netzerregten Schwinger betrieben, so ist damit beispielsweise die Erzeugung netzfrequenter sich wiederholender Spannungsimpulse möglich. Dem Meßsystem des Oszillographen können entweder der auf den Enden der zu vergleichenden Wicklungen abgegriffene Spannungsimpuls oder, falls die Enden über passend bemessene Widerstände geerdet sind, die dort an einem Meßwiderstand abgegriffene, dem nach Erde abfließenden Strom proportionale Spannung zugeführt werden. Mittels eines Umschalters sind die zu vergleichenden Meßgrößen nacheinander auf den Leuchtschirm des Oszillographen zu geben und die Bilder auf Deckung zu prüfen. Abweichungen und damit Laufzeitdifferenzen lassen sich um so leichter erkennen, je größer die zeitliche Änderung der Meßgrößen ist. Daher die Forderung nach großer Steilheit des am Anfang aufgedrückten Spannungsimpulses. Ausreichende Empfindlichkeit bei dieser Kontrolle auf Gleichheit der Leiterlängen (Gleichheit der Windungszahlen) ist dann gegeben, wenn das Zu- oder Abschalten auch nur einer Windung einer Wicklung, beispielsweise durch provisorisches einmaliges Herumschlingen der Zuleitung um den Kern, bereits eine deutliche wahrnehmbare Verschiebung eines der Oszillographenbilder bewirkt. Der Windungszahlvergleich ist nicht nur erst nach Aufsetzen der Wicklungen auf den Eisenkreis des Transformators möglich, sondern bereits in einem früheren Stadium der Fertigung, so beispielsweise schon gleich nach dem Wickeln, wenn gewünscht sogar noch auf der Wickelbank. Keinesfalls ist das hier beschriebene Verfahren an das Aufbringen der Wicklungen auf einen Magnetkreis gebunden. Nur ist es angebracht, für eine definierte Erdkapazität der Wicklungen zu sorgen, etwa dadurch, daß die Leiter auf einen mit dem anderen Pol der Impulsquelle zu verbindenden Metallbelag gewickelt werden oder ein solcher nach dem Wickeln eingeschoben wird; odei der Belag wird außen oder auch beiderseits aufgebracht. Selbstverständlich ist bei den zu vergleichenden Wicklungen auf gleichartige Ausführung dieser Hilfsbeläge zu achten. In der Figur ist eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines periodisch umschaltenden Kontaktes für den Impulsgeber schematisch dargestellt. Es bezeichnen 1 und 1' die zu verglichenden Wicklungen (deren Zahl beliebig ist), 2 und 2' die Hilfsbeläge. Die Anfänge Ax bzw. Ax der Wicklungen liegen an der vom Impulsgeber erzeugten Spannung. Dieser besteht im vorliegenden Fall aus einer Gleichspannungsquelle, zwei in Reihe geschalteten Widerständen 3 und 4 im Schließungskreis und dem Schaltorgan 5, beispielsweise einem periodisch schließenden und öffnenden quecksilberbenetzten Kontakt. Vorzugsweise beim Schließen wird die am Widerstand 4 vorhandene Spannung in kurzer Zeit kurzgeschlossen und sie damit von den Wicklungen- plötzlich weggenommen. Die an den Wicklungsenden Ex und E1 unmittelbar oder an den Meßwiderständen 7 und 7' hinter den Erdungswiderständen 6 und 6' abgegriffenen Spannungen werden über einen Umschalter 8 wechselweise dem Plattenpaar eines Oszillographen KO zugeführt; dessen Zeitablenkung wird über einen Kondensator 9 vom Impulsgeber angestoßen. · Das beschriebene Verfahren ist nicht nur für die Wicklungen von Transformatoren geeignet, sondern ist allgemein in allen Fällen anwendbar, in denen die richtige Arbeitsweise einer Maschine oder eines Apparates an die Gleichheit der Leiterlängen bzw. Windungszahlen von Wicklungen gebunden ist, so etwa auch bei rotierenden elektrischen Maschinen. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Prüfen von Wicklungen gleicher Art und Größe auf Gleichheit ihrer Windungszahlen für elektrische Maschinen und Apparate, dadurch gekennzeichnet, daß mehrmals nacheinander je ein Spannungsimpuls, dessen Flanke in bezug auf die mögliche Differenz seiner Laufzeiten durch die zu vergleichenden Wicklungen steil ist, gleichzeitig auf die Eingänge der zu vergleichenden Wicklungen und auf einen Elektronenstrahloszillographen zur Auslösung der Zeitablenkung gegeben wird, daß die an den Enden der Wicklungen auftretenden Spannungsimpulse mittels eines Umschalters abwechselnd nacheinander auf die Ablenkelektroden des Oszillographen gegeben werden und daß eine auf dem Leuchtschirm des Oszillographen sichtbare Differenz der Laufzeiten der Spannungsimpulse als Maß für den Unterschied der Windungszahlen der zu vergleichenden Wicklungen dient.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu vergleichenden Wicklungen auf eine geerdete metallische Hülle gewickelt sind, oder daß auf die zu vergleichenden Wicklungen eine geerdete metallische Hülle entweder innen eingeschoben oder am äußeren Umfang aufgebracht wird oder beiderseits sich solche Schirme befinden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»ASEA Journal«, 29 (1956), H. 11/12, S. 153;
»Fernmelde-Praxis«, 1958, H. 23, S. 887 bis 893.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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