DE1949780A1

DE1949780A1 - Transformer for thermal testing of cables

Info

Publication number: DE1949780A1
Application number: DE19691949780
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Hetzer
Original assignee: Vereinigte Draht und Kabelwerke AG
Current assignee: Vereinigte Draht und Kabelwerke AG
Priority date: 1969-09-27
Filing date: 1969-09-27
Publication date: 1971-04-08

Description

Transformator für die thermische Prüfung von Kabeln Die Erfindung betrifft einen Transformator für die Prüfung der Wärmefestigkeit der Isolation von Kabeln, insbesondere von Starkstromkabeln.Transformer for thermal testing of cables The invention relates to a transformer for testing the thermal stability of the insulation of Cables, in particular power cables.

Die Leiter eines Starkstromkabels erwärmen sich bei Normalbetrieb auf etwa 70 bis 9000. Im Kurzschlußfall liegt diese Erwärmung kurzzeitig wesentlich höher, etwa zwischen 130 und 2500C, Die Isolation eines Starkstromkabels muß so beschaffen sein, daß sie derartigen Temperaturbelastungen ohne Gefahr einer Beschädigung oder Verminderung des Isolationswertes ausgesetzt werden kann. Um die Wärmefestigkeit der Isolation eines Kabels zu prüfen, müssen daher Bedingungen hergestellt werden, die den normalen Betriebsbedingungen des Kabels im Einsatz entsprechen, d h. dem Kabel muß mindestens die Energie zugeführt werden, die es im Normalbetrieb führt. Da die Energie, diesmal einem Kabel über einen normalen PrüStransformator zuführen kann, dazu nicht ausreicht, werden dem zu prüfenden Kabel in der Regel eine hochspannung und ein hoher Strom getrennt voneinander eingespeist. Durch die dabei entstehen de Stromwärme heizt sich der Kabelleiter auf, und es wird m.iglich, betriebsnahe Bedingungen herzustellen. Eine bekannte Anordnung sieht einen Hochspannungstransformator vor, über dessen Hochspannungswicklung das zu prüfende Kabel die erforderliche Hochspannung erhält, während der erforderliche hohe Strom über eine das Kabel umgebende Induktionswicklúng im Kabel induziert wird. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß sie nur bei Kabeln ohne Abschirmung Verwendung finden kann, da bei Kabeln mit Abschirmung ein Strom außer in den Kabeladern auch in der Abschirmung des Kabels induziert würde. Daraus ergäbe sich eine Aufheizung des Kabels von außen her und nicht, wie es den normalen Betriebsbedingungen entspriwht, von den Kabeladern her. Eine weitere Anordnung benutzt zur Erzeugung des hohen Stromes für die Aufheizung der Kabeladern einen Generator. Bei dieser Anordnung wird die Hochspannung wieder von der Hochspannungswicklung eines Transformators abgegriffen. Diese Anordnung ist sehr aufwendig. Da der Generator an Hochspannung liegt, muß er sorgfältig isoliert aufgestellt sein- und über eine Isolierwelle angetrieben werden. Zur Aufheizung eines Kabels wird vorzugsweise Gleichstrom benutzt.The conductors of a power cable heat up during normal operation to about 70 to 9000. In the event of a short circuit, this warming is significant for a short time higher, between about 130 and 2500C, the insulation of a power cable must be like this be designed to withstand such temperature loads without the risk of damage or a reduction in the insulation value. About the heat resistance To test the insulation of a cable, conditions must therefore be established, which correspond to the normal operating conditions of the cable in use, i.e. to the Cables must be supplied with at least the energy that it carries in normal operation. As the energy, this time to a cable via a normal test transformer If this is not enough, the cable to be tested is usually subjected to a high voltage and a high current fed separately from each other. Through the the resulting electrical heat heats up the cable ladder and it is possible to create operational conditions. One known arrangement provides for a high voltage transformer before, the cable to be tested has the required high voltage via its high-voltage winding receives, while the required high current through an induction winding surrounding the cable is induced in the cable. However, this arrangement has the disadvantage that it is only at Cables without shielding can be used, as with cables with shielding a Current would be induced not only in the cable cores but also in the shielding of the cable. This would result in the cable heating up from the outside and not as it would corresponds to normal operating conditions, from the cable cores. Another arrangement uses one to generate the high current for heating the cable cores Generator. In this arrangement, the high voltage is again from the high voltage winding a transformer tapped. This arrangement is very complex. Because the generator is due to high voltage, it must be carefully isolated - and over a Isolating shaft are driven. Direct current is preferably used to heat a cable used.

Daher -muß der Generator entweder al s als Gleichstromgenerator ausgebildet sein, wobei der erforderliche Kommutator bei den zu erzeugenden hohen Strömen einen großen Aufwand erfordert, oder es muß bei Verwendung eines Wechselstromgenerators zur Gleichrichtung des Stromes ein Gleichrichter vorgesehen werden. Diese Erfordernisse machen-die genannte Anordnung. Therefore, the generator must either be designed as a direct current generator the required commutator for the high currents to be generated requires great effort, or it must if an alternator is used a rectifier can be provided to rectify the current. These requirements make-the said arrangement.

maschinell aufwendig und kostspielig. Darüber hinaus ergibt sich bei Verwendung einer solchensAnordnung ein-großer Raulbedarf. mechanically complex and expensive. In addition, it arises when using such an arrangement, a large amount of space is required.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Aufheizung eines Starkstromkabels zur Prüfung der Wärmefestigkeit seiner Isolation mit Hilfe eines Transformators zu ermöglichen und dadurch den Prüfvorgang zu vereinfachen. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Transformator zusätzlich zu einer primären Niederspannungswicklung und einer sekundären Hochs-pannungswicklung eine als Hochstromwicklung ausgelegte Tertiärwicklung aufweist. Die Tertiärwicklung liegt nach der Erfindung auf dem Potential der sekundären Hochspannungswicklung. Dadurch braucht die Hochspannungsisolierung zwischen der Hochspannungssekulldärwicklwzg und der tertiären Hochstromwicklung nur für die in der Tertiärwicklung erzeugte SSalmullg ausgelegt zu sein. Es ist zwar bereits bekannt, einen Hochspannungstransformator mit einer zusätzlichen Wicklung zu versehen. Diese zusätzliche Wicklung ist jedoch, wie auch die Sekundärwicklung, als Hochspannungswicklung ausgelegt. Von dieser zusätzlichen Hochspannungswicklung wird eine Spannungfür einen Verbraucher bei kleinem Strom abgegriffen. Über die zustätzlicile Wicklung bei den herkömmlichen Transformatoren sol]en lediglich weitere Transformatoren aii die Hochspannung des ersten angekoppelt werden können, um so eine Kaskadenschaltung von Transformatoren zu erhalten. Auf keinen Fall gibt ein solcher bekannter Transformator den-hohen Strom her, der für die Aufheizung eines Starkstromkabels zur Prüfung der Wärmefestigkeit seiner Isolation erforderlich ist. It is the object of the invention to heat a power cable to test the thermal stability of its insulation with the help of a transformer to enable and thereby the Simplify the inspection process. Solved this object is according to the invention characterized in that the transformer additionally to a primary low-voltage winding and a secondary high-voltage winding has a tertiary winding designed as a high-current winding. The tertiary development is according to the invention at the potential of the secondary high-voltage winding. This means that the high-voltage insulation between the high-voltage secondary winding is required and the tertiary high current winding only for that generated in the tertiary winding SSalmullg to be designed. Although it is already known, a high voltage transformer to be provided with an additional winding. However, this additional winding is as well as the secondary winding, designed as a high-voltage winding. From this additional High voltage winding becomes a voltage for a load with a small current tapped. About the additional winding in conventional transformers only further transformers should be coupled to the high voltage of the first one in order to obtain a cascade connection of transformers. on In no case does such a known transformer produce the high current required for the heating of a power cable to test the thermal stability of its insulation is required.

Ilit dem erfindungsgem.Qen Transformator kann ein Kabel, bei welchem die Wärmefestigkeit der Isolation geprüft werden soll, auf einfache, technisch und wirtschaftlich wenig aufwendige Weise Von den Kabeladern her aufgeheizt werden. Die für die Aufheizung erforderliche Energie wird dem Kabel als Produkt einer von der sekundärer Hochspannungswicklung des erfindungsgemäßen Transformators abgegriffenen hohen Spannung und eines von der tertiären Hochstrowicklung abge rifTenen - hohen Stromes zugeführt.Ilit the transformer according to the invention, a cable in which The heat resistance of the insulation should be checked for simple, technical and Economically inexpensive way to be heated up by the cable cores. The energy required for heating is the product of one of the cable the secondary high-voltage winding of the transformer according to the invention tapped high voltage and one that has been developed from the tertiary high-current winding - high Electricity supplied.

Eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Transformators-in Verbindung mit zwei Anwendungsbeispielen ist in der Zeichnung gegeben.A schematic representation of the transformer-in according to the invention Connection with two application examples is given in the drawing.

Die gestrichelt angedeuteten Kästchen 1 enthalten die drei Wicklungen des Transformators nach der Erfindung. Die primäre Niederspannungswicklung 2 ist über einen Schalter mit der Netzspannung verbunden. In der Hochspannungswicklung 3 wird eine Hochspannung und in der tertiären Wicklung 4 ein hoher Strom induziert. Der in der Ifochst-romwicklung induzierte Strom wird über einen Stromregler 5 abgegriffen, der, wie auch die Tertiärwicklung 4 auf dem Potential der Hochspannungswicklung 3 liegt. Nach dem in Fig. 1 dargestellten 4twendungsbeispiel liegt das zu prüfende Kabel 7 über den Punkt A an der in der Sekundärwicklung des Trafos induzierten Hochspannung. Über den Stromregler 5 wird dem, Gabel 7 gleichzeitig ein hoher Strom zugeführt. Da sich füi die Aufheizung eines Kabels ein Gleichstrom besser eignet als ein Wechselstrom, wird der vom Stromregler 5 abgegriffene Wechselstrom mit Hilfe eines Gleichrichters 6 gleichgerichtet.The boxes 1 indicated by dashed lines contain the three windings of the transformer according to the invention. The primary low voltage winding 2 is connected to the mains voltage via a switch. In the high voltage winding 3, a high voltage is induced and a high current is induced in the tertiary winding 4. The current induced in the high current winding is tapped via a current regulator 5, which, like the tertiary winding 4, is at the potential of the high-voltage winding 3 lies. According to the application example shown in Fig. 1 is the one to be tested Cable 7 via point A to the high voltage induced in the secondary winding of the transformer. At the same time, a high current is fed to the fork 7 via the current regulator 5. Since a direct current is more suitable for heating a cable than an alternating current, the alternating current tapped off by the current regulator 5 is achieved with the aid of a rectifier 6 rectified.

Ein zweites Anwendungsbeispiel des Transformators nach der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Ein herkömmAicher-Hochspannungstransformator 8 liefert die erforderliche hohe Spannung. Durch die Sekundärwicklung 3 des Transformators 1 fließt ein kleiner Strom zur Erde und induziert dabei in der Tertiärwicklung 4 des Transformators 1 einen hohen Strom. In diesem Fall kann die Erregung des erfindungsgemäßen Transformators 1 über seine Primärwicklung 2 entfallen.A second example of application of the transformer according to the invention is shown in FIG. A conventional high voltage transformer 8 supplies the required high voltage. Through the secondary winding 3 of the transformer 1 a small current flows to earth and induces it in the tertiary winding 4 of the transformer 1 has a high current. In this case, the excitation of the invention Transformer 1 via its primary winding 2 is omitted.

Selbstverständlich handelt es sich bei den dargestellten Anwendungen des -rf1ndungsgemäßen Transformators nur um Beispiele. Die Anwendungsmöglichkeiten des Transformators werden dadurch nicht auf die genannten Beispiele beschränkt, und sie beschränken sich auch nicht auf die Aufheizung und Prüfung von Kabeln.It goes without saying that these are the applications shown of the transformer according to the invention are only examples. The possible uses of the transformer thereby not referring to the examples mentioned and they are not limited to heating and testing Cable.

5 5. Beschreibung 2 Patentansprüche 1 Bl. Zeichng. m. 2 Fig.5 5. Description 2 claims 1 sheet. Drawing. m. 2 fig.

PatentansprücheClaims

Claims

P 8 t e n t a n s p r ü c h e ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 1. Transformer for the thermal testing of cables, characterized in that it is additionally to a primary low voltage winding and a secondary high voltage winding has a tertiary winding designed as a high-current winding.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that the Tertiary winding is at dePotential of the secondary high-voltage winding.