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Verfahren zum Prüfen einer Induktionswicklung oder einer Isolation
und Prüfgerät zur Ausführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Prüfen einer Induktionswicklung oder einer Isolation durch Widerstandsvergleich
des an die Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossenen Prüflings mit einem
an dieselben Klemmen anzuschließenden Normal. Ferner betrifft die Erfindung ein
Prüfgerät, das nach diesem Verfahren arbeitet.
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Zur Wicklungsprüfung geht man bisher meist so vor, daß in Reihe mit
dem Prüfling ein Strommesser geschaltet wird.
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Durch Vergleich des Ausschlags dieses Strornmessers mit demjenigen
bei Anschluß eines passenden Normals läßt sich beurteilen, ob eine Unterbrechung
bzw. ein Wicklungsschluß vorhanden ist. In gleicher Weise wird zur Isolationsprüfung
mit Hochspannung der von der Sekundärwicklungab gegebene Fell strom mit einem empfindlichen
Strommesser angezeigt. Um hierbei das Meßergebnis nicht allzusehr durch den Innenwiderstand
der Sekundärwicklung zu verfälschen bzw. die Stromstärke nicht so weit zu verringern,
daß
hochempfindliche Meßinstrumente benutzt werden müssen, muß der Drahtquerschnitt
der Sekundärwicklung entsprechend groß gewählt werden. Dies bedingt einen entsprechend
großen Platzbedarf und insbesondere einen verhältnismäßig hohen Stromverbrauch,
der bei batteriebetriebenen Geräten besonders ins Gewicht fällt.
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Der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Erfindung liegt die
Aufgabe zu Grunde, ein Prüfverfahren und ein entsprechendes Prüfgerät zur Verfügung
zu stellen, bei dem man einen geringen Stromverbrauch hat und trotzdem mit einem
verhältnismäßig einfachen und billigen Meßinstrument auskommt.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als Vergleichsmaßstab
für den Widerstandsvergleich die Klemmenspannung der Sekundärwicklung oder eines
Abschnitts derselben dient.
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Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß die Klemmenspannung einer
Transformatorwicklung von der sie durchfließenden Stromstärke abhängig ist. Dies
gilt nicht nur für die gesamte Wicklung, sondern auch für beliebige Abschnitte derselben.
Wenn also an einen bestimmten Wicklungsabschnitt ein Voltmeter angeschlossen wird,
so zeigt dieses eine bestimmte Leerlaufspannung an. Wird nun an denselben oder einen
anderen Wicklungsabschnitt ein
induktiver Widerstand angeschlossen,
so sinkt die von dem Voltmeter angezeigte Spannung wegen des die Wicklung nunmehr
durchfließenden Stromes mehr oder weniger stark ab. Dieses Zurückgehen des Ausschlages
kann als Maß für den Wert des induktiven Widerstandes bzw. für einen Vergleich desselben
mit einem Normalwiderstand dienen.
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Ebenso macht sich bei der Isolationsprüfung ein Fehlstrom durch ein
entsprechendes Zurückgehen des Voltmeterausschlages bemerkbar.
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Ein Prüfgerät zur Ausführung des gescllilderten Verfahrens besitzt
vorzugsweise einen Transformator, dessen Sekundärwicklung mehrere Anzapfungen und
eine gemeinsame Rückleitung zum Anschluß von Prüflingen verschiedenen Widerstandswertes
aufweist. Zwischen zwei bestimmte Anzapfungen ist ein Spannungsmesser eingeschaltet.
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Die betreffenden Anzapfungen sind vorzugsweise so gewählt, daß im
Leerlauf der Spannungsmesser Vollausschlag zeigt. Er wird dann beim Anschließen
eines Prüflings um einen gewissen Grad zurückgehen und man wählt die Anzapfung,
an welche der Prüfling angeschlossen wird, z. B. so aus, daß für einen guten Prüfling
bzw. das mit ihm zu vergleichende Normal der Ausschlag ungefähr auf die Hälfte zurückgeht.
Werden dann verschiedene Prüflinge mit vergleichbarem Widerstandswert
angeschlossen,
so darf die Anzeige des Spannungsmessers nur in einem gewissen, erfahrungsgemäß
festzulegenden Bereich schwanken; Prüflinge, die einen stärker abweichenden Ausschlag
hervorrufen, sind auszuscheiden.
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Vorzugsweise ist die zur Prüfung von Induktionswicklungen dienende
Sekundärwicklung in Reihe mit einer oder mehreren Hochspannungswicklungen geschaltet,
deren Ausgänge über Gleichrichter an Isolationsprüfklemmen geführt sind.
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So kann in einfacher Weise mit dem gleichen Gerät eine Isolationsprüfung
bei den vorgeschriebenen Prüfgleichspannungen (z. B. 2 kV und 4 kV) vorgenommen
werden.
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Die Primnrwicklung des Transformators kann an das Wechselstromnetz
angeschlossen sein. Um aber die Sekundärstromstärken herabzusetzen, empfiehlt es
sich, mit höherer Frequenz als Netzfrequenz zu arbeiten und so einen höheren induktiven
Widerstand der Prüflinge zu erzeugen. Die Primärwicklung des Transformators ist
deshalb vorzugsweise an einen batteriebetriebenen Wechselrichter passender Frequenz
(z. B. 300 Hz) angeschlossen. Dies hat den weiteren Vorteil, daß das Gerät netzunabhängig
ist, alsoüberall (z. B. auch im Außendienst) unabhängig vom Netzanschluß eingesetzt
werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur zeigt ein Schaltbild des neuen Prüfgerätes.
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Das Gerät wird aus einer Batterie 1 betrieben, die beispielsweise
aus 8 in Reihe geschalteten Monozellen zu je 1,5 V besteht. Ein Taster 2 sorgt dafür,
daß das Gerät nicht länger als notwendig eingeschaltet wird, um die Batterie nicht
unnötig zu belasten. Die Batterie ist mit einem transistorierten Wechselrichter
3 bekannter Art verbunden, der nicht im einzelnen beschrieben zu werden braucht.
Seine Ausgänge sind mit den Enden der Primärwicklung 4 eines Transformators 5 verbunden.
Eine Mittelanzapfung dieser Primärwicklung ist über die Leitung 6 an den Minuspol
der Batterie 1 gelegt. Der Wechselrichter gibt auf die Primärwicklung 4 beispielsweise
eine Wechselspannung von etwa 12 V mit einer Frequenz von 300 Hz.
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Auf der Sekundärseite des Translformators 5 befindet sich eine Sekundärwicklung
7, derer eineS Ende als gemeinsame, mit 0 bezeichnete Rückleitung dient. Die Wicklung
7 hat mehrere Anzapfungen 8 bis 12, die an entsprechende Kontakte eines Drehschalters
13 gelegt sind. Der Schaltarm 14 dieses Drehschalters ist mit einer Ausgangsklemme
15 für den Anschluß der Prüflinge bzw. Normale verbunden.
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Das ebenfalls an einen Kontakt des Drehschalters 13 geführte freie
Wicklungsende 16 dieser Sekundärwicklung stellt gleicllzeitig den Anfang einer Hochspannungswicklung
17 dar, die ihrerseits in Reihe mit einer zweiten Hochspannungswicklung 18 liegt.
Die Finden der Wicklungen 17 und 18 sind über Gleichrichter 19 und 20 an weitere
Kontakte 21 und 22 des Drehschalters 13 herausgeführt.
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Siebschaltungen 23 und 24 dienen zur Glättung der dort abgenommenen
Gleichspannungen.
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Ein Spannungsmesser 25 ist einerseits an die Anzapfung 12, andererseits
an die Rückleitung 0 angeschlossen.
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Ferner ist noch zwischen den Wicklungsenden 1G und 0 eine Glimmlampe
26 zur Batterieüberwachung vorgesehen.
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Die Windungsverhältnisse sind so gewählt, daß an den Hochspannungsanschlüssen
21 und- 22 die zur Isolationsprüfung'vorgeschriebenen Gleichspannungen 2 kV und
4 kV im Betrieb erreicht werden. Die Sekundärwicklung 7 ist so ausgelegt, daß die
Anschlüsse 8 bis 12 und 16 ungefähr den Bereich überstreichen, der normalerweise
für den Betrieb von Induktionsmaschinen verwendet wird, also z. B. zwischen 4 und
300 Vß Als Spannungsmesser 25 dient ein einfaches Voltmeter, das z. B. einen Meßbereich
von 250 V besitzt. Die Anzapfung 12 ist so gewählt, daß im Leerlauf (und bei guten
Batterien) der Vollausschlag ungefähr erreicht wird.
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Zur Vorbereitung der Induktionsprüfung schließt man nun ein Normal,
d. h. eine dem Prüfling gleichartige Wicklung, von der man weiß, daß sie gut ist,
an die Klemmen 0 und 15 an und verstellt den Schaltarm 14 so lange, bis etwa der
halbe Zeigerausschlag des Spannungsmessers 25 zustandekommt. Dieser eingestellte
Zeigerausschlag muß dann bei der gleichen Maschine für alle gleichartigen Wicklungen
gleich groß sein. Ist dies für eine Wicklung nicht der Fall und zeigt diese insbesondere
einen stark verringerten Zeigerausschlag, so hat die betreffende Wicklung oder Wicklungsgruppe
Windungsschluß.
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Zur Rotor- bzw. Ankerprüfung einer Maschine schließt man di; Bürsten
derselben an dia Klemmen 15 und 0 an und dreht den Anker von Hand langsam durch.
Hierbei tritt je nach Größe und Bauart des Ankers ein mehr oder weniger starkes
gleichmäßiges periodisches Rndeln oder auch ein Stillstand des Zeigers ein. Bei
einem schlechten Anker bzw. Rotor werden dagegen die Bewegungen ungleichmäßig und
stärker.
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Zur Isolationsprüfung werden die voneinander zu isolierenden Teile
an die Klemmen 15 und 0 angeschlossen und der Schaltarm 14 je nach Bedarf und Vorschrift
auf einen der Anschlüsse 21 und 22 gestellt. Wenn die Isolation gut ist, darf der
Zeiger des Spannungsmessers 25 nicht aus seiner Leerlaufstellung zurückgehen.