DE2219136A1

DE2219136A1 - Vorrichtung zur pruefung der isolierung eines isolierten leiters auf fehler

Info

Publication number: DE2219136A1
Application number: DE2219136A
Authority: DE
Inventors: Herbert Langosch
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1972-04-20
Filing date: 1972-04-20
Publication date: 1973-10-25

Description

Vorrichtung zur Prüfung der Isolierung eines isolierten Leiters auf Fehler Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, welche zur Prüfung der Isolierung von isolierten Leitern auf Isolationsfehler verwendet werden soll. Es wird hierbei eine Einrichtung eingesetzt, die den Leiter impulsförmig mit Hochspannung beaufschlagt. Weiterhin wird ein Meßgerät verwendet, das den im Falle eines durch einen Isolationsfehler bedingten Kurzschlusses fließenden Strom mißt bzw. anzeigt.
Derartige Vorrichtungen werden heute bei der sogenannten Hochspannungstrockenprüfung von isolierten Leitungen eingesetzt. Diese Prüfung wird im allgemeinen als Zwischenprüfung von weiter zu verarbeitenden Leitungen oder Adern durchgeführt, kann jedoch auch als Endprüfung benutzt werden. Es sollen hierbei Fehler stellen in der Isolierung dieser Adern und Leitungen festgestellt werden. Ein bisher bekanntes und schon im Einsatz befindliches Gerät arbeitet dabei mit einer Elektrode, durch welche der Prüfling durchgeführt wird und an welche eine Hochspannungszündspule und ein Meßgerät angeschlossen sind. Über diese Zündspule wird die Leitung impulsförmig mit Hochspannung beaufschlagt. Der Nachteil dieses bekannten Gerätes besteht darin, daß seine Empfindlichkeit stark von äußeren Gegebenheiten abhängig ist, wie beispielsweise der Luftfeuchtigkeit, der Feuchtigkeit der Leitung selbst und Temperaturunterschieden, die Ableitströme bedingen und dementsprechend ein ständiges Nachjustieren der gesamten Geräte erforderlich machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Prüfen von Leitungen auf Isolationsfehler anzugeben, bei welcher sich Umgebungseinflüsse nicht auswirken, die also mit stets gleichbleibender Genauigkeit arbeitet. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Leiter durch zwei gleiche, gegeneinander isolierte und den Leiter vollständig umgebende Elektroden hindurchgeführt wird, an welche die Sekundärwicklung je eines Transformators zur Erzeugung der Hochspannung angeschlossen ist, deren antiparallel geschaltete Primärwicklungen mit Spannungsimpulsen beaufschlagt werden.
Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die Differenzschaltung der beiden Transformatoren Störeinflüsse von außen ausgeschlossen werden.
Temperatureinflüsse, Leitungskapazität und Widerstandsunterschiede können sich nicht mehr auf den Hochspannungs spitzenwert auswirken. Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung können die Wechselspannungsimpulse durch Umschaltung einer Gleichspannung erzeugt werden, wobei die Umschaltung mit veränderbarer Frequenz erfolgen kann, und zwar in Anpassung an unterschiedliche Leitungsgeschwindigkeiten.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt.
Mit 1 ist eine isolierte Leitung bezeichnet, deren Isolierung auf Fehler geprüft werden soll. Hierzu wird die Leitung durch einen Kasten 2 geführt, in dem zwei Elektroden 3 und 4, die beispielsweise aus Messing bestehen können und gegeneinander isoliert sind, angeordnet sind.
Die Elektroden 3 und 4 umgeben die Leitung 1 vollkommen.
An die Elektroden 3 und 4 ist über Widerstände 5 und 6 jeweils die Sekundärwicklung 7 bzw. 8 von zwei Transformatoren 9 und 10 angeschlossen. Die Primärwicklungen dieser beiden Transformatoren sind mit 11 und 12 bezeichnet. An die beiden Primärwicklungen 11 und 12 ist die aus der Gleichspannungsquelle 13 kommende Gleichspannung über den in dem Kasten 14 befindlichen Umschalter 15 angeschlossen. Da die beiden Primärwicklungen 11 und 12 in Differenzschaltung an die Gleichspannung bzw. den Umschalter angeschlossen sind, werden sie entsprechend den Pfeilen 16 und 17 in entgegengesetzter Richtung von Strom durchflossen. Es treten dementsprechend, wenn überhaupt Ableitströme fließen, solche Ableitströme gleicher Größe auf, die entgegengesetzt gerichtet sind und an dem Meßwiderstand 18 somit keinerlei Spannungsabfall hervorrufen. Derartige Ableitströme wirken sich also in keiner Weise aus. An dem Meßwiderstand 18 ist ein nur durch zwei Pfeile symbolisiertes Meßgerät angeschlossen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ist folgende: Nach Schließen des Hauptschalters 19 fließt vom positiven Pol der Gleichspannungsquelle 13,bei beider in der Zeichnung dargestellten Position des Umschalters 15wein Strom über denselben durch die Primärwicklung 11 in Richtung des Pfeiles 16 bzw. die Primärwicklung 12 in Richtung des Pfeiles 17 zurück zum Nullpol der Gleichspannungsquelle 13. Gleichzeitig mit dem Schließen des Hauptschalters 19 wird auch die isolierte Leitungen 1, die geprüft werden soll, in Richtung des Pfeiles 20 in Bewegung gesetzt. Wenn nun der Umschalter 15 statt an dem Kontakt 21 an seinem Kontakt 22 anliegt, dann fließt in diesem Falle ein Strom vom Nullpol der Gleichspannungsquelle 13 über die beiden Primärwicklungen in entgegengesetzter Richtung zu den eingezeichneten Pfeilen 16 und 17 über den Umschalter 15 zurück zum Minuspol der Gleichspannungsquelle 13. Daraus resultiert, daß gleichzeitig an den beiden voneinander getrennten Elektroden 3 und 4 stets positive und negative Hochspannung anliegt, die ständig mit der vorgegebenen Frequenz der Umschaltung durch den Umschalter 15 wechselt. Bedingt hierdurch fließt gleichzeitig beispielsweise ein Ableitstrom von der Elektrode 3 über Erde durch den Widerstand 18 nach Masse, welche durch das Symbol 23 angedeutet ist und über die andere Elektrode 4 ein entgegengesetzt gerichteter, gleich großer Ableitstrom von der Masse 23 über den Widerstand 18 nach Erde. Die Wirkung dieser beiden Ströme hebt sich also auf und es wird dementsprechend kein Spannungsabfall am Widerstand 18 erzeugt, also kein Meßergebnis erzielt.
Tritt nun ein Isolationsfehler auf, so wird dieser zunächst von der Elektrode 3 erfaßt, da die Leitung zuerst durch diese Elektrode hindurchläuft und es tritt ein Kurzschluß auf, so daß hier der maximale Kurzschlußstrom des zugehörigen Transformators 9 über den Widerstand 18 fließt und somit an diesem ein Spannungsabfall hervorgerufen wird, der von dem angeschalteten Meßgerät registriert, angezeigt und gemessen wird. Bei entsprechender Ausgestaltung dieses Meßgerätes kann der Fehler sofort ausgewertet und gegebenenfalls über ein Signal zur Abschaltung der gesamten Vorrichtung verwendet werden.
Der in dem Kasten 14 angebrachte Umschalter ist zur Vereinfachung der Erläuterung der Erfindung hier als mechanischer Schalter dargestellt. Selbstverständlich wird dieser Umschalter zur Erzielung einer entsprechend funktionssicheren Schaltung durch elektronische Elemente, insbesondere durch Transistoren, ersetzt werden.
Die Umschaltung von einem Pol auf den anderen soll hierbei mit hoher Frequenz erfolgen, was durch den Frequenzgeber 24 angedeutet ist. Es ist hierbei ohne weiteres möglich, pro Leitungspunkt, in Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit für den isolierten Leiter'1, eine größere Anzahl von Impulsen abzugeben, wobei die Anzahl dieser Impulse, d.h. also die Frequenz, mit welcher der Umschalter 15 betätigt wird, von der Fertigungsgeschwindigkeit und von der Dicke der Isolierung der Leitung 1 abhängt.
Der Hochspannungsscheitelwert (Spitzenwert) wird durch eine Absaugeinrichtung 25 auf der Primärseite der Transformatoren begrenzt. Die Absaugeinrichtung besteht aus einem Gleichrichter 26 und einer Z-Dioden-Kombination 27, die in Stufen einstellbar ist. Dadurch ist eine definierte und konstante Einstellung der Abriß spannung an der Primärseite bzw. der Sekundärseite der Transformatoren gegeben. Netzspannungsschwankungen haben auf die Prüfung der Leitung dadurch keinen Einfluß. Die Absaugeinrichtung kann ebenfalls durch eine Transistorschaltung ersetzt werden, wobei dann die Spannungseinstellung kontinuierlich erfolgt. Durch diese Möglichkeiten der Einstellungen ist ein Zerprüfen der Isolierung der Leitung von vornherein ausgeschlossen.

Claims

Patentansprüche

1.Vorrichtung zur Prüfung der Isolierung eines isolierten Leiters auf Fehler, unter Verwendung einer den Leiter impulsförmig mit Hochspannung beaufschlagenden Einrichtung und eines dem im Falle eines durch einen Isolationsfehler bedingten Kurzschlusses fließenden Strom messenden und anzeigenden Geräts, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (1) durch zwei gleiche, gegeneinander isolierte und den Leiter (1) vollständig umgebende Elektroden (3,4) hindurchgeführt wird, an welche die Sekundärwicklung (7,8) je eines Transformators (9,10) zur Erzeugung der Hochspannung angeschlossen ist, deren antiparallel geschaltete Primärwicklungen (11,12) mit Spannungsimpulsen belaufschlagt werden

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Spannungsimpulse ein periodisch betätigter Umschalter (15), an dessen Klemmen eine Gleichspannungsquelle (13) angeschlossen ist, vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurchgekennzeichnet, daß die Frequenz, mit welcher der Umschalter (15) betätigt wird, veränderbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (15) als Leistungsendstufe mit elektronischen Schaltelementen, wie beispielsweise Transistoren, ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Absaugeinrichtung (25), bestehend aus einem Gleichrichter (26) und einer schaltbaren Z-Dioden-Kombination (27) oder aus einer äquivalenten Transistorschaltung, zur begrenzenden Prüfspannungseinstellung an die Primärwicklungen (11,12) der Transformatoren (9,10) angeschlossen ist.