DE2240221A1 - Anzeigeeinrichtung fuer isolationsfehler - Google Patents
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Description
94/72 Fr/ er
Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)
Anzeigeeinrxchtung für Isolationsfehler
Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für Isolationsfehler in isolierten elektrischen Einrichtungen.
Der Zweck der Erfindung liegt in der Erhöhung der Sicherheit dieser elektrischen Einrichtungen.
Es ist bekannt, dass bei den vorgenannten elektrischen Einrichtungen
auftretende isolationsfehler normalerweise durch Messung z.B. der Glxniraeinsatzspannung oder des Durchgangswiderstandes
bei den Abnahmeprüfungen oder im Zuge besonderer Betriebskontrollen erfasst werden. Zwischen diesen Kontrollen
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auftretende Fehler sind jedoch ohne entsprechenden Aufwand
nicht erkennbar. Selbst periodische Messungen erfordern bereits einen grossen zusätzlichen Messaufwand. Das Fehlen
der zwischen den vorgenannten Messungen liegenden zwischenzeitlichen Kontrolle hingegen birgt die Gefahr von unkontrollierten,
gegebenenfalls nicht mehr unter Kontrolle bringbaren Schäden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei zumindest zum Teil isolierten elektrischen Einrichtungen mit einfachen
Mitteln, wie einrichtungsmässigen Teilen selbst, eine ständige Einrichtung zur Anzeige von Isolationsfehlern mit dem Ziel
eines Dauerschutzes für die eingangs genannten elektrischen Einrichtungen zu schaffen.
D.iese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Isolierung der Einrichtung wenigstens eine Elektrode vorgesehen
ist, die eine hochohmige Erdung und ein der Erdung in Serie oder parallelgeschaltetes Signalelement aufweist.
Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass die Elektrode aus wenigstens einem elektrischen Leiter oder einem
Halbleiter besteht, deren Werkstoffe anorganischer oder organischer Natur sein können. Diese Werkstoffe können auch mit
leitenden oder halbleitenden Mitteln versehen sein.
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Vor allem empfiehlt es sich, die Elektrode aus wenigstens
einem Metall oder einem leitenden oder halbleitenden Schaum- -stoff
oder aus mindestens einem kohlenstoffaserverstärkten Kunststoff oder aus wenigstens einem karbonisierten Gewebe
herzustellen.
Es ist zweckmässig, die hochohmige Erdung der Elektrode insbesondere
als hochohmig geerdeten Widerstand auszuführen, die Isolierung der elektrischen.Einrichtung hingegen an der Oberfläche
als Schutzerde auszubilden, die unmittelbar niederohmig geerdet ist, wobei diese Erdung mittels einer Isolierschicht
von der Elektrode zu trennen ist.
Die Elektrode sebst kann in empfehlenswerter Weise insbesondere eingegossen, eingepresst oder eingeschäumt werden.
■Die in vorbeschriebener Weise ausgebildete Anzeigeeinrichtung
für Isolationsfehler in isolierten elektrischen Einrichtungen ist nun mit besonderem Vorteil für die Steuerung einer Schutzeinrichtung
verwendbar, die die elektrische Einrichtung ständig selbsttätig überwacht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, mit einfachsten Mitteln, wie insbesondere mit wenigstens
einer Elektrode, die gegebenenfalls Teil-der aus ähnlichem Material bestehenden Isolation der elektrischen
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Einrichtung sein kann, und einfachen konventionellen Mitteln bei billiger Herstellung einen betriebssicheren wirksamen
Schutz für die letztgenannte Einrichtung zu schaffen. Im Hinblick darauf, dass die Zukunft bei solchen Einrichtungen, also
z.B. im elektrischen Anlagenbau bei mit Kunststoffen vollisolierten Einheiten liegt, bei denen Isolier- bzw. Isolationsfehler
im Betrieb verheerende Folgen, wie Explosionen, Brände u.s.w., nach sich ziehen können, stellt die Erfindung eine
anlagenadäquate Anzeige- und Schutzeinrichtung dar, die zumindest mit ihren Messelektroden ein integrierendes Bestandteil der jeweiligen Anlageneinheit bildet, so dass mit der
Fertigung solcher Einheiten oder von Teilen von diesen zugleich auch ein wesentlicher Teil der Einrichtung für die
dauernde Fehlanzeige in einfachster Weise mitgefertigt werden kann.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
schematisch dargestellt und im folgenden näher besehrieben« Es zeigen
Fig. 1 das Grundschema einer überwachten elektrischen
Einrichtung und
, rFJLg. 2 das Schema einer mit einer Schutzerde versehenen Einrichtung, wobei Jene gegebenenfalls als Kapselung dienjen kann.
, rFJLg. 2 das Schema einer mit einer Schutzerde versehenen Einrichtung, wobei Jene gegebenenfalls als Kapselung dienjen kann.
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I ' 94/72
In Fig. 1 ist die Isolierung mit 1, ein von der Isolierung 1 umgebener Leiter mit 2, die Elektrode mit 3» ein hochohmiger
Erdungswiderstand der Elektrode 3 mit 4, ein dem Erdungswiderstand 4 in Serie geschaltetes Signalelement mit 5 und
ein Fehler in der Isolierung 1 mit 6 bezeichnet.
Beim Entstehen von Isolati onsfehlern 6 tritt eine Veränderung
der Zahl der über den hochohmigen Erdungswiderstand 4 abfliessenden Elektronen auf, die mittels des Signalelementes 5
als Schadensindikator erfasst und als Steuergrösse für eine
in der Fig. 1 nicht dargestellten Schutzautomatik'dient, die
die elektrische Einrichtung 1,2 vor Schaden bewahrt.
In Fig. 2 sind die der Fig. 1 entsprechenden Positionen gleich bezeichnet. Um die Einrichtung 1,2 berührungssicher auszuführen,
ist die Aussenflache der Isolierung 1 unmittelbar niederohmig
geerdet bzw. als Schutzerde 7 ausgebildet, wobei die Elektrode durch eine Isolierschicht 1 von der Schutzerde 7 getrennt ist.
So kann die Schutzerde J insbesondere der'Mäntel" eines vollständig isolierten und gekapselten Schalters sein, um eine
weitereder vielen Möglichkeiten für die isolierte elektrische Einrichtung anzugeben. .
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Sowohl für die Ausführung nach Fig. 1 als auch gemäss Fig.
gilt nun, dass die tanCr -Kurve knickt, sobald im Inneren
z.B. eines Isolators infolge Fehlers entweder die Erwärmung zu gross wird und es zu einer Störung des Wärmegleichgewichtes
kommt oder an irgend einer Stelle ein Glimmen einsetzt. Von diesem Zeitpunkt an nehmen die dielektrischen Verluste
erheblich schneller zu. Mit anderen Worten gesagt, wenn der Verluststrom fortlaufend gemessen wird, so ergibt sich im
Fehlerfall eine Veränderung des glatten Stromverlaufes,
woraus zu schliessen ist, dass irgendwo im Isolator ein
Glimmen aufgetreten sein muss.
Die letztgenannte Veränderung wird nun mittels des Signalelementes
5 erfasst und kann nun je nach der relativen Grosse der Veränderung z.B. bei einer Schaltanlage in der
Schaltwarte eine Vorwarnung oder einen Alarm oder bei unmittelbarer
Gefahr im Verzug für den betreffenden Anlagenabzweig eine Kurzunterbrechung oder sogar einen Ausschaltbefehl
auslösen.
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Claims (15)
- 94/72 D — 7 -Patentansprüchel.j Anzeigeeinrichtung für Isolationsfehler in Isolierten elektrischen Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Isolierung (1) der Einrichtung wenigstens eine Elektrode (3) vorgesehen ist, die eine hochohmige Erdung (4) und ein zur Erdung In Serie oder parallelgeschaltetes Signalelement (5) aufweist.
- 2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) aus wenigstens einem elektrischen Leiter oder einem elektrischen Halbleiter besteht.
- 3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) aus wenigstens einem leitenden oder halbleitenden oder mit leitßnden oder halbleitenden Mitteln versehenenen anorganischen Werkstoff besteht.
- Ά. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode 03) aus Metall besteht.
- 5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) aus wenigstens einem leitenden oder halbleitenden oder mit leitenden oder halbleitenden Mitteln versehenen organischen Werkstoff besteht.309884/0928 .94/72 D - 8 -
- 6. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) aus wenigstens einem leitenden oder halbleitenden oder mit leitenden oder halbleitenden Mitteln versehenen Schaumstoff besteht.
- 7· Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) aus wenigstens einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff besteht.
- 8. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) aus wenigstens einem karbonisierten Werkstoff in Form von Fäden oder Gewebe oder Matten oder Papier besteht.
- 9« Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochohmige Erdung aus einem hochohmigen geerdeten Widerstand (4) besteht.
- 10. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (1) vorzugsweise an der Oberfläche der elektrischen Einrichtung als Schutzerde (7) ausgebildet ist, die unmittelbar niederohmig geerdet ist.
- 11. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbare Erdung (7) der Isolierung (1) durch309884/0928. - 9 - . 94/72 Deine Isolierschicht (I1)-von der Elektrode (3) getrennt ist.
- 12. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode eingegossen, eingeschäumt oder eingepresst ist.
- 13. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, dass das in Serie geschaltete Signalelement (5) aus einem Präzisionsamperemeter oder einer Arseniddiode oder einer Photodiode mit Umsetzer besteht.
- 14. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das parallelgeschaltete Signalelement (5) aus einer Kapazitätsbrücke besteht, die kippt und verstärkt,
- 15. Verwendung der Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 fürdie Steuerung einer Einrichtung zum Schutz der isolierten elektrischen Einrichtungen.Aktiengesellschaft Brown, Boveri & CIe.30988W0928Leerseite
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