DE2647346A1

DE2647346A1 - Anordnung und verfahren zur messung der isolationseigenschaften mehrphasiger elektrischer geraete

Info

Publication number: DE2647346A1
Application number: DE19762647346
Authority: DE
Inventors: Joseph Francis Barresi; Donald Searcy Ironside; Harry Lawrence Latham; Peter Harold Reynolds; Charles Joseph Saile; Carl Richard Scharle
Original assignee: Northeast Utilities Service Co
Current assignee: Northeast Utilities Service Co
Priority date: 1975-10-21
Filing date: 1976-10-20
Publication date: 1977-04-28
Also published as: US4054832A; CH619545A5; CA1056456A; DE2647346B2; GB1509884A; DE2647346C3

Description

Priorität: 21. Oktober 1975, USA, Nr. 624 421

Anordnung und Verfahren_zur
schaften_mehrghasiger_elektrischer_Geräte

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein fahren zur Messung bzw. Überwachung der Verschlechterung der Isoliereigenschaften bei mehrphasigen Geräten," insbesondere bei an das Netz angeschlossenen mehrphasigen Geräten, zur Warnung vor einem möglichen Ausfall solcher Geräte.

In den vergangenen Jahren wurde die Messung der Isolationseigenschaften und des dielektrischen Verhaltens in starkem Maße v/eiterentwickelt, nicht nur hinsichtlich der dielektrischen Messung jeglicher Art, sondern es wurden auch Vorgehensweisen zur Messung der dielektrischen Eigenschaften von Isolationen angegeben, die in verschiedenen Teilen eines Geräts verwendet werden.

So v/urde eine Vielzahl von Techniken entwickelt, die die Prüfung der dielektrischen Eigenschaften der Isolation eines

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Geräts während seiner Herstellung ermöglichen und gewährleisten, daß das Gerät Spannungsbeanspruchungen und anderen Bedingungen bei der gewünschten Art der Benutzung widersteht. Jedoch kann sich die Isolation während des Gebrauchs eines Geräts verschlechtern, und es gibt bisher keine Möglichkeit, eine etwa eingetretene Verschlechterung der dielektrischen Eigenschaften festzustellen, ohne das Gerät außer Betrieb zu setzen. Da sich die Isolationseigenschaften in nicht vorhersehbarer Weise ändern, sondern in vielerlei Art von der Art der Benutzung und der Umgebung abhängig sind, sowie auch von den besonderen Eigenschaften und Mangeln des Materials, besteht jederzeit in jedem Teil des Geräts die Möglichkeit des Ausfalls. Selbst wenn man das Isoliermaterial allein betrachtet, können die physikalischen und chemischen Eigenschaften betroffen sein, und es können von Charge zu Charge der Isolation Unterschiede in diesen Eigenschaften sowie geringe Änderungen nach der Art und Weise des Einbaus bestehen.

Die beste Art der Überprüfung der Isolationseigenschaften ist bekanntermaßen die Entfernung des Geräts vom Netz zur Durchführung von Prüfungen und Tests. Nun ist es schwierig genug, ein einmal vom Netz getrenntes einphasiges Gerät zu prüfen und bei mehrphasigen, insbesondere dreiphasigen Geräten ist es, mit Ausnahme der einphasigen Methode, praktisch unmöglich, eine Prüfung vorzunehmen. Es ist auch häufig nicht zweckmäßig, das Gerät zur Untersuchung seiner Isolationseigenschaften vom Netz zu trennen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zur Untersuchung der Isolationseigenschaften eines elektrischen Geräts anzugeben, bei deren Anwendung das Gerät nicht vom Netz getrennt zu werden braucht.

Die.Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Anordnung zur Überwachung unter Spannung stehender, insbesondere mehrphasiger Geräte, sowie auf ein Verfahren zu seiner Anwendung, bei deren Anwendung die Isolationsverschlechterung über eine längere Benutzungsdauer festgestellt werden kann. Die Er-

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findung schafft eine Technik zur Prüfung des Geräts an seiner Betriebsstelle und während seiner Benutzung bei sehr geringfügigen Abwandlungen der Anschlüsse des Geräts. Erfindungsgemäß wird angezeigt, ob der Isolationszustand im wesentlichen unverändert bleibt oder sich ändert. Im Fall der Änderung wird festgestellt, was die ungefähre relative Richtung und Größe der Änderung ist. Nur wenn die Änderung so groß wird, daß sie Beachtung verdient, muß das Gerät für eine sorgfältigere Prüfung oder Überholung außer Betrieb gesetzt werden. Durch die Erfindung wird somit die Notwendigkeit der Außerbetriebsetzung teurer Geräte zum bloßen Zwecke des Tests vermieden, und es wird die Gefahr auf ein Minimum herabgesetzt, daß das Gerät durch Isolationsfehler ernstlich beschädigt oder gar zerstört wird.

Durch die Erfindung wird eine Anordnung zur Feststellung von Änderungen der Isolationseigenschaften mehrphasiger, in Betrieb stehender Geräte geschaffen, wobei das Gerät während der Untersuchung an ein mehrphasiges Netz und Erde angeschlossen bleibt. Die Anordnung enthält je Phase eine Verbindungseinheit, die zwischen Erde und eine Phase des mehrphasigen Netzes anschließbar ist, mit dem das zu prüfende Gerät verbunden ist. Die Verbindungseinheit ist mit einer Einrichtung •zur Erfassung des durch dieselbe fließenden Stroms versehen, so daß ein Probe-Tast- oder Prüfsignal für diese Phase erzeugt werden kann. Je Phase ist eine Phasen- und Amplitudeneinstelleinrichtung vorgesehen, die auf Amplitude und Phase des von jeder Verbindungseinheit erfaßten Stroms zur Abwandlung des Prüfsignals dieser Phase dient. Zur Messung oder Erfassung des Stroms in der Erdverbindung des Geräts dient eine Erdstrommeßeinrichtung, die ein Erdstrom-Prüfsignal erzeugt, das den Erdstrom des Geräts darstellt. In einer Summiereinheit werden abgewandelte Prüfsignale, jeweils von jeder Phase, wie sie von der zugehörigen Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtung abgewandelt sind, addiert und dem Erdstrom-Prüfsignal gegenübergestellt. Durch getrennte Einstellungen von Phase und Amplitude in jeder Phase der Prüfströme werden Prüfsignale erzeugt, die einander

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aufheben, wenn Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen so eingestellt sind, daß der kumulative Effekt der Phasen des Geräts simuliert wird. Eine an die Summiereinheit angeschlossene Nulldetektoreinrichtung spricht an, wenn eine solche Löschung oder gegenseitige Aufhebung eintritt.

Erfindungsgemäß wird das beschriebene oder ein anderes Gerät in einem Verfahren zur Erfassung von Änderungen der Isolationseigenschaften der verschiedenen Phasen eines mehrphasigen Geräts verwendet, während das Gerät an das mehrphasige Netz und Masse bzw. Erde angeschlossen bleibt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden sämtliche Erdverbindungen des Geräts bis auf eine aufgetrennt, und es wird eine Erdstrom-Meßeinrichtung in diese Verbindung eingefügt, durch die ein den Erdstrom wiedergebendes Prüfsignal erzeugt wird. Getrennte Verbindungseinheiten sind zwischen jede unterschiedliche Phase des mehrphasigen Netzes geschaltet, an die das mehrphasige Gerät angeschlossen ist. Darauf wird der durch jede Verbindungseinheit fließende Erdstrom gemessen und ein Prüfsignal für diese Phase erzeugt. Jeder Verbindungseinheit ist eine getrennte geeichte Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtung zum Zwecke der wirksamen Änderung der Amplitude und des Phasenwinkels des Prüfsignals zugeordnet, das den Strom in dieser Phase wiedergibt oder darstellt. Die die Phasenströme darstellenden Prüfsignale werden addiert und den den Erdstrom darstellenden Prüfsignalen in einer Summiereinrichtung gegenübergestellt, die einen Nulldetektor enthält. Durch Einstellung bis auf einer sämtlicher Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen auf einen vorherbestimmten festen Einstellwert, der die Bedingungen in der entsprechenden Phase des Geräts simuliert, auf einen zeitlichen Bezugspunkt,wird eine Basis gebildet, von der aus die Änderung stattfinden kann. Die Einstellungen des Phasenwinkels und der Amplitude dieser Phase werden dann eingestellt, bis der Nulldetektor Null anzeigt. Hierdurch werden Ablesungen erhalten, die den kapazitiven Faktor und den Verlustfaktor dieser Phase des im Test befindlichen

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Geräts darstellen. Vorzugsweise wird die gleiche Verfahrensweise jeweils für die anderen Phasen wiederholt. Die Ablesungen jeder Phase werden dann mit den früheren Ablesungen der entsprechenden Phasai verglichen, wodurch die Änderungen der Isolationseigenschaften jeder Phase festgestellt werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das schematische Blockschaltbild einer angeschlossenen erfindungsgemäßen dreiphasigen Anordnung zur Messung der Isolationseigenschaften jeder Phase;

Fig. 2 ein die Anordnung der Fig. 1 darstellendes theoretisches Schaltbild, das eine mathematische Analyse gestattet;

Fig. 2A eine teilweise Abvrandlung·der Schaltung der Fig. 2;

Fig. 3 das Schaltbild einer praktischen Ausführungsform der Schaltungsanordnung der Fig. 1;

Fig. 4a das Spannungs-Vektordiagramm des zu prüfenden Geräts ;

Fig. 4b das Strom-Vektordiagramm des Geräts einschließlich der in den drei Phasen fließenden Ströme und des Erdstroms;

Fig. 5A,

5B und

5C die Vektordiagramme der Ströme in den einzelnen Phasen;

Fig. 6A ein dreiphasiges Spannungs-Vektordiagramm mit der Darstellung der Spannungen in den drei Verbindungs-Kondensatoreinheiten der Fig. 3;

Fig. 6b ein Vektordiagramm mit der Darstellung der durch die drei Koppelkondensatoren fließenden Ströme;

Fig. 7 ein Ersatzschaltbild zur Erläuterung der Funktionen der beiden Einstellungen einer Phasenschieber-Einrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 8A,

8B und

8C Vektordiagramme der Ströme in der erfindungsgemäßen

Phasenschieber-Einrichtung gemäß Fig. 7; 709817/0800

Fig. 9 ein Vektordiagramm mit der Darstellung der Amperewindungen-Vektoren n^ * i' j. , np * i' ρ und n-, · i ' -, zur Ermittlung von i' gemäß der Definition der Fig. 3, 8A, 8B und 8C; und

Fig.10 die Zusammenstellung eines Testdiagramms, das unter Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung entstanden ist, mit der Darstellung der relativen Phasenänderungen der verschiedenen Phasenströme bei gemeinsamen BeobachtungsIntervallen sowie ein besonderes Diagramm der Temperatur über die gleichen Intervalle.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Überwachung der Verschlechterung der Isolationseigenschaften mittels eines Programms periodischer Prüfungen, die verhältnismäßig einfach und billig durchzuführen sind und als deren Ergebnis eine Warnung am Aufstellungsort des unter Spannung stehenden Geräts möglich ist, wenn die Isolation Anlaß zu einem Fehler geben könnte.

Beispiele für Geräte, die erfindungsgemäß untersucht werden können, sind dreiphasige Transformatoren, dreiphasige Schaltungsunterbrecher, dreiphasige Kondensatoranordnungen und andere dreiphasige Geräte. Auch sind einphasige Messungen möglich. Zweck der Messung ist die Vermeidung der Außerbetriebsetzung des Geräts für eine Routineprüfung. Durch die Erfindung werden auch Ausfallzeiten vermieden, die dadurch bedingt sind, daß Geräte ersetzt werden müßten, für die Ersatzgeräte nicht leicht zur Verfügung stehen.

Um zu der vorliegenden Erfindung zu kommen, war es notwendig, eine große Anzahl von Möglichkeiten in Betracht zu ziehen und zu eliminieren. Eine zu untersuchende Frage war, was zur Bestimmung der Isolationsqualität gemessen werden sollte. Teil des Problems in einem Teilbereich eines dreiphasigen Geräts ist, daß, verglichen mit der Benutzung des Geräts in einem Gebäude, bei Verwendung desselben im Freien nur wenige Möglichkeiten bestehen. Die Außerbetriebsetzung ermöglicht die getrennte Prüfung einzelner Phasen. Es mußten

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daher ausgedehnte Untersuchungen und Experimente hinsichtlich des Leck- oder Kriechstroms nach Erde durchgeführt werden, um die drei Phasen des Isolationsstroms aufzulösen. Dabei bestehen meist gemeinsame Verbindungen von den drei Phasen nach Erde, die im allgemeinen eine Erdungseinrichtung umfassen, beispielsweise eine Gittermatte aus leitfähigem Metalldraht, die in die Erde eingegraben ist. Oftmals bestehen mehrfache Verbindungen nach Erde; um jedoch ein Maß für sämtliche fließenden Isolationsströme zu erhalten, erwies es sich als notwendig, zunächst bis auf eine sämtliche Erdverbindungen aufzutrennen und die Messung in der verbleibenden Erdverbindung durchzuführen. Die Ausschaltung aller anderen Erdverbindungen vermeidet die Möglichkeit der Entstehung von vagabundierenden Strömen, die durch die eine Erdverbindung ein- und durch die andere ausfließen. Die tatsächliche Messung des Stroms kann durch Unterbrechung einer Leitung geschehen, während die anderen aus Sicherheitsgründen angeschlossen bleiben, um die Primärwicklung eines Stromwandlers oder einer anderen geeigneten Einrichtung mit niedriger Impedanz zur Erleichterung der Messung in die Schaltung einzufügen. Eine niedrige Impedanz wird benötigt, damit die Funktion der Erdverbindung während der Messung nicht beeinträchtigt wird. Die Messung der Isolations-Erdströme ist wegen ihrer geringen Größe schwierig. Sie liegen, wenn sich ein Gerät in gutem Zustand befindet, zwischen 0 und 100 ^uA, wobei bedeutende Änderungen die Messung sehr kleiner Änderungen gegenüber der Anfangsmessung erfordern.

Abgesehen von der Erdverbindung muß das Gerät zur Durchführung der Messungen und Bildung eines Vergleichs einfach, leicht zu benutzen und preiswert sein. Zusätzlich zu Problemen des Anschlusses an verhältnismäßig hochgespannte Netzleitungen bestanden Probleme mit Bauteilen des Testgeräts, die durch Felder in der Nachbarschaft von Übertragungsleitungen beeinflußt werden. Erfindungsgemäß werden Verbindungs- bzw. Kopplungseinheiten verwendet, um meßbare Phasenströme abzuleiten oder zu erhalten, die parallel zum Erdstrom des Geräts an den gleichen dreiphasigen Netzleitungen fließen. Zwar ent-

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hält die erfindungsgemäß gewählte Verbindungseinheit Koppelkondensatoren; es können jedoch verschiedenerlei Arten von Verbindungseinheiten verwendet werden. Statt Stromwandlern, die eine sehr einfache Erfassung des Erdstroms des Geräts und der Phasenströme durch die Kondensatoren ermöglichen, können auch andere Einrichtungen verwendet werden. Die Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen enthalten getrennt einstellbare Bestandteile, die in zur Interpretation der Testergebnisse geeigneter Weise kalibriert sind. Die Schaltung und andere Einstelleinrichtungen hierzu können in weitem Maße variieren. Zwar können auch andere Techniken angewandt werden, diese einfache Art des Phasen- und Amplituden-Einstellers in Verbindung mit Koppelkondensatoren wird zur Erzeugung von Strömen der gegenseitigen Beziehung bevorzugt, die in den entsprechenden Phasen des im Test befindlichen Geräts vorherrschen. Beim Beginn einer Testreihe werden die Amplituden- und die Phasen-Einstelleinrichtung je auf einen geeichten Wert eingestellt, und zwar entsprechend den Parametern in der entsprechenden Phase des zu testenden Geräts bei seiner Installation. Diese Werte können entweder in einer einphasigen Messung des Geräts tatsächlich gemessen oder aus Daten ähnlicher Geräte abgeleitet werden. Auch ist es möglich, sie in anderer Weise willkürlich so zu schätzen, daß sie repräsentativ sind. Somit wird durch sechs Einstellungen bei drei Phasen eine Annäherung des Isolationsstroms des an das Netz angeschlossenen Geräts gebildet. Da diese Annäherung für das Gerät bei seiner erstmaligen Installation oder, zuvor, nach seiner Herstellung, repräsentativ ist, bilden Änderungen gegenüber diesen Einstellwerten eine gute Annäherung der Änderungen im Gerät zum Vergleich mit dem tatsächlich getesteten Gerät. Die Änderungen werden erfaßt, indem in einer Phase zu einer Zeit eine Einstellung durchgeführt und der Nulldetektor zum Vergleich des Modells und des getesteten Geräts beobachtet wird, bis der Abgleich bzw. der Zustand Null eintritt. Der Abgleich von Phasenwinkel und Amplitude kann beispielsweise an einem Oszillographen beobachtet werden. Da bei einem solchen Vergleich die geeichte

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Änderung der Amplitude und des Phasenwinkels in einer einzelnen Phase herangezogen wird, während die anderen Phasen konstant gehalten werden. Wenn sich die Isolation in nur einer Phase des Geräts geändert hat, zeigt der Vergleich einen Trend der Änderungen statt absolute Meßwerte des Isolationsstroms und des Phasenwinkels für eine gegebene Phase. Eine solche Änderungsneigung oder -richtung und, insbesondere eine große Änderung des Isolationsstroms,kann einen gefährdenden Zustand der Isolation anzeigen.

Es ist zweckmäßig, vor der Erläuterung der Einzelheiten des Geräts die Art der angewendeten Technik zu betrachten. Hierzu wird auf die Figuren 1 und 2 verwiesen.

Die in Fig. 1 gezeigte elementare Schaltung bildet eine Einrichtung zur Erfassung der Größe und des Phasenwinkels des Erdstroms infolge der Kapazität und der Verschlechterung des Isolationszustandes. Es sei ein geerdetes Schaltungssystem angenommen. Der Strom wird durch einen Stromwandler erfaßt, der in der Erdleitung des Geräts angeordnet ist. Der Strom wird einer Brückenanordnung zugeführt, die ihn mit der Summe ähnlicher Ströme vergleicht, die durch an diese Leitung angeschlossene Bezugskondensatoren fließen.

Bei Anwendung bei einem einphasigen Gerät arbeitet diese Anordnung ähnlich wie eine Verlustfaktorbrücke (z.B. die Verlustfaktorbrücke der James G. Biddle Company), mit der Ausnahme, daß das Gerät während des Tests von der Netzspannung versorgt wird. Es sei erwähnt, daß die vorliegende Erfindung bei einphasigen Geräten angewendet werden kann, mit dem Vorteil, daß die Untersuchungen während des Betriebs des Geräts durchgeführt werden können. Werden dann weitere Tests benötigt, so können genauere Messungen nach Abschaltung des Geräts vom Netz durchgeführt werden.

Bei Anwendung auf dreiphasige Geräte ist die erhaltene Ablesung nicht bloß eine Funktion des Verlustfaktors der Isolation, sondern ein kompliziertes Ergebnis vieler Bedingungen. Die in diesem Fall gemessene Größe kann als dreiphasiger Isolationsstrom bezeichnet werden.

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Fig. 1 zeigt ein insgesamt mit 10 bezeichnetes dreiphasiges Gerät, beispielsweise einen dreiphasigen Schaltunterbrecher. Der Leck- oder Isolationsstromweg nach Erde über die Isolation des Geräts, das an die drei Phasen 12A, 12B und 12C eines Netzes angeschlossen ist, besteht aus dem Isolationsstromweg, der durch eine Ersatzschaltung aus einzelnen Widerständen 14A, 14b und 14C und hierzu parallelgeschalteten einzelnen Kondensatoren 16A, 16B bzw. 16C dargestellt werden kann, die über eine gemeinsame Erdverbindung 18 in Sternschaltung an Erde angeschlossen sind. Diese Erdverbindung ist die einzig verbleibende, die, wie oben erläutert, während des Tests des Geräts verwendet wird. Das Testgerät besteht aus drei Verbindungs- oder Koppeleinheiten 2OA, 2OB und 2OC, die zwischen die Netzleitungen 12A, 12B und 12C sowie über eine gemeinsame Leitung 22 an Erde angeschlossen sind. Die Erdleitung 18 ist mit einer Aufnahmeeinrichtung 24 versehen. Jede Verbindungseinheit enthält Prüfeinrichtungen zur Erfassung des durch die jeweilige Verbindungseinheit fließenden Stroms. Die erfaßten Phasenströme werden durch zugehörige Phasen- und AmplitudenrEinstelleinrichtungen 21A, 21B und 21C getrennt hinsichtlich Amplitude und Phase des erfaßten Stroms abgewandelt und einer Summiereinheit 26 zugeführt, die die Phasenströme summiert und sie dem durch die Aufnahmeeinrichtung 24 erfaßten Erdstrom gegenüberstellt. Jede Differenz wird mittels eines Verstärkers 27 verstärkt und an einem Nulldetektor 28 angezeigt. Der Detektor 28 kann aus einem komplexen Gerät bestehen, das senquentiell oder gleichzeitig die Nullstellungen hinsichtlich Phasenwinkel und Amplitude in jeder Phase gegenüber den voreingestellten festen Werten in anderen Phasen analysiert- In einem solchen Fall kann eine automatische Rückkopplungsschaltung 30 vorgesehen sein, um jeden Wert auf Abgleich zu korrigieren, so daß die Phasen A, B oder C einzeln über Phasenschieber 21A, 21B oder 21C sequentiell korrigiert werden, bis für jede Phase der Wert Null auftritt. An dem schematisch gestrichelt gezeigten Außenbehälter des zu prüfenden Geräts ist ein Temperaturfühler angebracht, der über einen Kompensator an einen Eingang der

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Summationseinheit 26 angeschlossen ist.

Fig. 2 zeigt schematisch die Schaltung der Fig. 1, jedoch ohne Rückkopplungseinrichtung oder getrennte Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen. Im einzelnen ist in Fig. 2 die Schaltung einer Anordnung zur Messung eines insgesamt mit 10' bezeichneten dreiphasigen Geräts gezeigt. Der Strompfad nach Masse durch die Isolierung des an das dreiphasige Netz 12A^!, 12B^!, 12C angeschlossenen Geräts besteht aus dem Isolationsstrompfad, der durch ein Ersatzschaltbild aus einzelnen Widerständen 14A', 14B' und 14C dargestellt werden kann, denen je ein Kondensator 16A¹, 16B¹ bzw. 16C parallelgeschaltet ist und die gemeinsam in Sternschaltung über eine gemeinsame Erdverbindung 18' an Erde angeschlossen sind. Diese Erdverbindung ist die einzig verbleibende Erdverbindung des zu untersuchenden Geräts 10' während des Tests. Die Verbindungseinheiten bestehen aus drei Kondensatoren 2OA', 2OB' und 2OC, deren eine Platte an die Netzleitungen 12A', 12B¹ bzw. 12C und deren andere Platte an Masse angeschlossen ist. Die Kondensatoren können je abgeschirmt und die Abschirmung an Erde angeschlossen sein, um auftretende Störungen auf ein Minimum herabzudrücken. Die Erdleitung 18' ist mit einem Stromwandler 24' als Aufnahmeeinrichtung und die Erdleitung 22' mit einem Stromwandler 23 versehen, die über einen Nulldetektor 28^f in einer Brücken- oder Ausgleichsschaltung einander entgegengeschaltet sind. Es kann ein einphasiges Phasenschiebernetzwerk 31 mit einstellbarer Impedanz verwendet werden, so daß die Gesamtwirkung der Verbindungseinheit bezüglich des in der Untersuchung befindlichen Geräts einstellbar ist. Ein Shunt-Widerstand 32, der entsprechend dem erwarteten Bereich des Erdstroms gewählt werden kann, ist an die Sekundärwicklung des Wandlers 24' angeschlossen.

In Fig. 2 sind verschiedene Spannungen, Impedanzen, Kapazitäten und dergleichen bezeichnet, die in der folgenden mathematischen Ableitung verwendet werden.

Bei einer unendlichen Anzahl unterschiedlicher Kombinationen von Bezugselementen C«., Cp» C, und Z_R kann nur ein Abgleich

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herbeigeführt werden, wenn die bekannten Elemente C und die unbekannten Z im gleichen Verhältnis zueinander stehen. Dann ist der Abgleich unabhängig von der Netzspannung.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltung gilt bei Abgleich:

T _ü - T ^κ

^ΧΜ η ~ ^XR n
oder

^RM /V1 V2 V3 \ ^ZR

^x ΪΓ ⁼(χ- ⁺ Χ" ⁺ X7 J ^X n"

Setzt man die Elemente C und Z ins gleiche Verhältnis, so gilt:

Xey

= 4*p

Es ergibt sich:

V1 _A V2 _,_ V3 ^ ^ ^RM _ /V1 V2 V3 U ^Z

^ ^T /^Ti ir = Ιχς- djr^ P^₁/^χ

woraus folgt:

w— = «p— oder Ζ_Λ = X ■=—

^Z1 ^X _C1 ^{1 C}1 ^ZR

Weiter sind

7 _ γ ¹Hl ₇ ν %

C- Co

Die obigen Gleichungen zeigen, daß, wenn die Werte X¹ ins richtige Verhältnis gesetzt werden, durch Einstellung von Z_R ein Abgleich erzielt werden kann. Weiter .ist ersichtlich, daß Änderungen der Netzspannung den Abgleich nicht beeinflussen.

Beispielsweise v/erden Änderungen von Z. infolge Verschlechterung der Isolationseigenschaften dadurch erfaßt, daß entweder eine Änderung der Nulleinstellung eintritt oder es nicht möglich ist, den Abgleich zu erreichen.

Fig. 2A zeigt einen abgewandelten Teil der Schaltung der Fig. 2 mit einer Änderung der Verbindung oder Kopplung. Statt in der gemeinsamen Erdleitung 22^! wird der Strom in jeder Phasenleitung 34a, 34b und 34C gemessen oder erfaßt. Statt eines werden drei Stromwandler 36A, 36B und 36C, je einer für jede Phase, verwendet. An jede Sekundärwicklung des entsprechenden Wandlers ist ein getrenntes Phasen- und AmplLtuden-Einstellnetzwerk 38A, 38B bzw. 38C angeschlossen.

Die in Fig. 2A gezeigte Weiterbildung erlaubt eine größere Flexibilität insofern, als für jede beliebige Einstellung der Werte für Z ein Abgleich gefunden werden kann. Bei Abgleich gilt:

/V1 V2 V3*\ ^RM /V1 ²R₁ V2 ^ZR_p V3 ²R₃ ) \ Z₁ Z₂ Z₃ j η lx_c η X_Q η X_Q η /

Unter dieser Bedingung kann durch Einstellung der drei Z_R ein Abgleich erzielt werden; es existiert eine unendliche Anzahl von Abgleichzuständen.

Wählt man

h γ /7

r / R 7

und -

^Xc/ ²R. ^{l Z}1

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worin cL und w Vektorgrößen sind, so gilt bei Abgleich

^RM ²R₁

nZ₁ nX
1

Auch hier hat die Netzspannung keinerlei Auswirkung auf den Abgleich.

Es fragt sich nun, wie ein Abgleich gefunden werden kann, wenn sich eines der Z ändert. Geht man von den ursprünglichen Einstellungen Z_R aus, so gibt es verschiedene Wege, den Abwei^ chungsvektor zu lösen. Einer ist die Verwendung der Einstellungen von Z_R. Kann z.B. ihre Amplitude bei festem Phasenwinkel geändert werden, so kann das eine fest bleiben,und die beiden anderen können auf einen eindeutigen neuen Abgleich abgestellt werden. Der Abweichungsstrom kann hinsichtlich Amplitude und Phase aus der Differenz zwischen der alten und der neuen Abgleichstellung bestimmt werden. Größe und Phase der Abweichung sind nicht frei von Einflüssen der Netzspannung, da es unwahrscheinlich ist, daß der neue, aus einer unendlichen Anzahl möglicher Abgleiche gewählte Abgleich die einzige spannungsunempfindliche Nulleinstellung ist. Dies ist jedoch ein Effekt zweiter Ordnung und beeinflußt den Wert der Ergebnisse nicht merklich.

In der Praxis ähnelt eine erfindungsgemäße Anordnung der in Fig. 3 gezeigten Schaltung. In Fig. 3 ist die Testanordnung im einzelnen gezeigt. Entsprechende Teile haben die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 2 und 2A mit dem Zusatz ". Insbesondere ist die doppelte Einstellmöglichkeit der Phasen— und Amplituden-Einstelleinrichtungen in der praktischen Ausführungsform schematisch genauer gezeigt. Primär- und Sekundärwicklungen der Stromwandler sind schematisch als Wicklung dargestellt. Die Phasenschieber für die jeweiligen Phasen 21A", 21B" und 21C" sind an die Sekundärwicklungen angeschlossen, die in diesem Fall an einen Amperewindungssummatiöltransformator 26" angeschlossen sind. Die Wicklungen 4OA,

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4OB und 40C der Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen sind so geschaltet, daß ihre Eingangssignale summiert werden. Diesen Wicklungen ist die an die Sekundärwicklung des Stromwandlers der Erdstrom-Aufnahmeeinheit 24" angeschlossene Erdstromwicklung 44 entgegengeschaltet. Die Primärwicklung des Stromwandlers der Aufnahmeeinheit 24" ist in Reihe mit der einzig verbleibenden Erdverbindung 18" geschaltet. Die Anzapfungen 42A, 42B und 42C der Wicklungen 4OA, 4OB und 4OC bilden die Amplituden-Einstelleinrichtungen 21A", 21B" und 21C", und durch diese Anzapfungen kann die Windungszahl der Wicklungen 4OA, 4OB und 4OC verändert werden. Variable Widerstände 43A, 4j5B und 43C dienen zur Phaseneinstellung. Jedes dieser einstellbaren Elemente ist mit einer geeichten Skala versehen, mittels der beim Einstellen eine Ablesung sowie eine Rückstellung auf vorherbestimmte Werte möglich ist. Die Eichung im im Test befindlichen Gerät kann zweckmäßigerweise als Kapazität für die Anzapfungen 42A, 42B und 42C ausgedrückt werden. Für die variablen Widerstände 43A, 43B und 43C kann auf der Skala zweckmäßigerweise der Verlustfaktor (tan 6 ) aufgetragen werden. Der Abgleich oder Nichtabgleich der durch die Ampere-Windungen in der Summiereinheit 26" erzeugten magnetomotorischen Kraft φϊΜΚ) wird mittels einer Meßwicklung 46 erfaßt. Diese ist ihrerseits an einen amplituden- und phasenempfindlichen Nulldetektor 28", vorzugsweise einen Oszillographen, angeschlossen, der einen getrennten Abgleich hinsichtlich der Amplitude in Form der Einstellung der Ampere-Windungen und der Phase in Form der Widerstandseinstellung der beiden Komponenten der Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen in jeweils nur einer Phase gestattet.

Die Verwendung der Schaltungsanordnung der Fig.'3 ist von besonderem Interesse in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. In der Praxis wird die in Fig. 3 gezeigte Schaltungsanordnung zunächst unter Verwendung der Amplituden-(Kapazitäts) und Phasenwinkel- (Verlustfaktor) - Variablen der Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtung in geeigneter Weise auf die Anfangswerte eingestellt werden. Dies ist, bei

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neuem Gerät, dadurch möglich, daß die Einstellungen für die Kapazität und den Verlustfaktor in jeder Phase bestimmt werden. Die Einstellungen von Kapazität und Verlustfaktor sind für jedes bestimmte neue Gerät bestimmbar. Das bevorzugte Verfahren hierzu besteht in der Benutzung der Anordnung selbst als Einphasengerät, mit dem die einzelnen Phasen des zu testenden Geräts aufeinanderfolgend ausgemessen und jede Phase der Anordnung der entsprechenden Phase des Geräts angepaßt wird. Üblicherweise ist es wünschenswert, das Gerät vom Netz zu trennen und es an eine getrennte Spannungsquelle anzuschließen. Alternativ kann zur Messung der Kapazität und des Verlustfaktors ein weiteres getrenntes Teil eines Einphasen-Isolationsmeßgeräts für jede Phase getrennt verwendet werden. Eignet sich keine dieser Techniken, so können im allgemeinen die Angaben für ein bestimmtes Gerät oder einen Gerätetyp oder eine andere beliebige Datenquelle hierfür verwendet werden. Nachdem die Werte und Einstellungen gewählt sind, müssen sie während der gesamten nachfolgenden Tests stets als Norm für das jeweilige Gerät verwendet werden. Die Einstellungen sollten möglichst sorgfältig und genau gewählt werden, um eine maximale Unterdrückung des Spannungseinflusses auf die Testergebnisse zu erzielen.

Genauer, beim Beginn jedes Tests sind die Einstellungen von Kapazität und Verlustfaktor in den Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen 21A", 21B" und 21C" bei diesen ursprünglichen Werten für das im Test befindliche Gerät fest. Danach werden diese Faktoren einzeln verändert, und zwar jeweils nur eine Variable. Beispielsweise wird die Anzapfung 42A verstellt, bis die Größe abgeglichen ist. Darauf kann der Widerstand 43A der Phasen-Einstelleinrichtung 21A" verändert werden, bis der Phasenwinkel des Stroms abgeglichen ist. Die Einstellungen des Widerstandes 43A und der Anzapfung 42A v/erden notiert, und Widerstand 43A und Anzapfung 42A v/erden auf ihre ursprünglichen Werte rückgestellt. Die gleiche Einstellung wird bei den anderen Phasen durchgeführt. Verwendet man die drei Phasen hintereinander und 'ir.iihfrüntfiK voneinander, so wird eine Wahl der Einstellun-

η <\ Π

gen für jede Phase erhalten, die bezüglich eingetretenen Veränderungen der Isolation eine Bedeutung haben. Abweichungen von den ursprünglichen Einstellungen und früheren Testeinstellungen zeigen eingetretene Isolationsänderungen an.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des Schaltbildes der Fig. 3 und der Spannungs- und Strom-Vektordiagramme der Fig. 4A und 4B näher erläutert, die die dreiphasigen Spannungen und Isolationsströme des zu untersuchenden Geräts darstellen. Gemäß Fig. 3 werden die Versorgungsspannungen von den Leitungen 12A", 12B" und 12C" zugeführt. Wie ersichtlich, sind die Isolationsphasenströme gegenüber ihren Spannungsvektoren nicht um 90° phasenverschoben. Dies liegt an der Art des Dreiphasennetzes, bei dem Amplitude und Frequenz um 120° gegeneinander phasenverschoben sind.

Da die Isolation im wesentlichen kapazitiver Art ist, eilen die Ströme den Spannungen voraus. Die Größe der Vorauseilung ist in gewissem Maße abhängig von den Isolationseigenschaften. Der gesamte Erdstrom I liegt in Phase mit dem Strom der ersten Phase Iw.., so daß der Gesamtstrom um I größer ist als die anderen Ströme I^p u*¹*³· %^· Sind die Phasenströme gleich groß und um 120° gegeneinander phasenverschoben und damit symmetrisch, so besteht Phasengleichgewicht, und es kann kein Erdstrom fließen.

Im Laufe der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jede der beiden Einstellungen in jeder Phasen- und Einstelleinrichtung, wie beschrieben, sequentiell in den verschiedenen Phasen durchgeführt, und zwar derart, daß bei I Abgleich erzielt wird. In dem dargestellten einfachen Fall wird durch Einstellung der Anzapfung 42A unter Anzeige durch den Nulldetektor 28" die Auswirkung des Stroms I_m gelöscht oder unterdrückt. Das Einstellverfahren wird im folgenden noch näher erläutert.

Fig. 5A, 5B und 5C zeigen die Beziehungen zwischen den Spannungs- und Stromvektoren in jeder einzelnen Phase des zu testenden Geräts, und zwar unter Beachtung der Phasenstellung

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in den Vektordiagrammen der Fig. 4A und 4B. In den Fig. 5A, 5B und 5C sind die Phasenströme in ihren kapazitiven und Ohm'sehen Anteil zerlegt.

Fig. 6A und 6B zeigen die jeweiligen Spannungen und Ströme in den Kopplungseinheiten, insbesondere an den Kondensatoren 2OA", 2OB" und 2OC". Die Spannungen entsprechen den Netzspannungen und sind ähnlich bezeichnet und liegen in der gleichen Phasenlage wie in Fig. 4A, so daß sie hiermit direkt vergleichbar sind. Die Ströme i_1c, i_2c und i- , die in Fig. 3 eingezeichnet sind, eilen wegen der fast reinen kapazitiven Art der Kopplungseinheit den Spannungen um 90 voraus. Die Stromwandler seien miteinander identisch; ihr Windungsverhältnis sei η . Der Strom i jeder Kopplungseinheit ist dann gleich dem

Produkt η ·ΐ_ in jeder Phase.
c c

Die Arbeitsweise jeder Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtung ist die gleiche. Sie ist aus dem Ersatzschaltbild der Fig. 7 ersichtlich. Fig. 8A, 8B und 8C zeigen die in jeder Phase des Phasenschiebers gemäß Fig. 7 fließenden Ströme mit den Gesamtströmen i*_v> i?_v ¹^a i7_V gemäß Fig. 3. In jedem Fall fließt die Komponente i durch den Kondensator und die Komponente i_R durch den Widerstand. Die Komponente i_R (Fig. 8A) ist gleich dem Strom i¹., der durch die Wicklungen 4OA, 40B und 40C fließt und die durch die Summiereinheit 26" abzugleichende wirksame magnetomotorische Kraft erzeugt. Die Einstellung der Phase geschieht durch Einstellung von R in Fig. 7, wodurch sich der Phasenwinkel von i_R gegenüber der Phase des Vektors i ändert. Diese Änderung des Widerstandes R bewirkt nur eine unbedeutend kleine Änderung der Größe von in, wenn R gegenüber der Reaktanz von C klein ist. Die Größe der Auswirkung von i_R wird durch Einstellung der Windungszahl an der Anzapfung 42A (Fig. 3) eingestellt. Somit stellt das Ampere-Windungsprodukt n.'i'. den Phasenstrom i_1c» abgewandelt durch η , und die geeichte Phaseneinstellung 43A und die Wahl der Windungszahl 42A dar.

In gleicher Weise werden die beiden anderen Phasenströme

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i~ und i,_c durch n₂*i^f2 u*¹⁰· ^η3^'3 wiedergegeben.

Fig. 9 zeigt die Abhängigkeit der Ampere-Windungsvektoren von den Kopplungseinheiten und der Aufnahmeeinheit nach der Nulleinstellung. Die zugehörige Gleichung zeigt, daß die zugehörigen magnetomotorischen Kräfte jeder Kopplungseinheit kombiniert gerade die vom Erdstrom bei Abgleich erzeugte magnetomotorische Kraft aufhebt, d.h., η i¹ = n,.·!¹,.+ np«i'p + n,*i· wenn die gesamte magnetomotorische Kraft in der Summationseinheit gleich .Null oder Abgleich erreicht ist.

Die Einstellungen von Amplitude und Phasenwinkel können als Kapazität und Verlustfaktor der entsprechenden Phasen des untersuchten Geräts interpretiert werden, und zwar mittels herkömmlicher Wechselstrombrücken-Messungen. Die Instrumentenskala oder -anzeige kann entsprechend geeicht werden.

Fig. 10 zeigt eine Reihe einander zugeordneter Diagramme, die die Änderung der Nulleinstellungen des Verlustfaktors gegenüber einer Zeitachse darstellen. Die Zeit wird durch gemeinsame Beobachtungspunkte dargestellt, die in gleichen oder unterschiedlichen Intervallen zueinander liegen können. In den unteren Diagrammen ist die relative Änderung des Verlustfaktors der jeweiligen Phase dargestellt. Entsprechende Diagramme können für die Kapazitätsänderung in jeder Phase angefertigt werden; in der Praxis erscheinen jedoch die Änderungen als Änderungen des Verlustfaktors, so daß durch entsprechende Diagramme unter diesen Umständen nur wenig gewonnen würde. Der Verlustfaktor (tan<f) ist für kleine Winkel <Γ im wesentlichen äquivalent dem Kosinus θ (Leistungsfaktor), wobei / und θ komplementäre Winkel sind und θ der Phasenwinkel zwischen Strom- und Spannungsvektor ist. Diese Diagramme zeigen somit die Phasenänderungen über eine Zeitperiode. Im vorliegenden Fall wurde die Aufzeichnung unter Simulation eines Isolationsfehlers in einer Phase eines Schaltunterbrechers angefertigt, in dessen drei Phasen die Änderungen durch zusätzliche Widerstände parallel zu einer Phase des Schaltunterbrechers simuliert wurden. Die Beob-

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achtungen 1 "bis 16 zeigen das hinsichtlich seines Verlustfaktors bis auf temperaturbedingte Änderungen unveränderte oder im wesentlichen unveränderte Gerät. Die Temperatur lag hierbei zwischen etwa 20 und etwa 26⁰C (68 bis 78,8°F). Bei den Beobachtungen 17 bis 22 wurde der Verlustfaktor der Phase A willkürlich durch sequentielle Einfügung von Widerständen mit den Vierten 1.500, 1.250, 1.000, 750, 500 bzw. 250 MS geändert. Bei diesen Beobachtungen lag die Temperatur zwischen etwa 26 und etwa 35°C (78,4 bis 95,2°F). Bei den Beobachtungen 23 bis 26 war der ursprüngliche Zustand ohne Widerstände wiederhergestellt. Die Temperaturen lagen zwischen etwa 27 und etwa 30⁰C (80 bis 86°F).

Wenn diese Ergebnisse im Betrieb auftreten, kann die Bedienungsperson bei der Beobachtung 22 beispielsweise drei verschiedene Schlüsse ziehen. Es kann sich nämlich der Verlustfaktor der Phase A um etwa 2 % erhöht oder der der Phase B um 1/2 % oder der der Phase C um .1 1/2 % verringert haben. Zu vermuten ist, daß sich der Zustand an der Phase A geändert hat, weil die beiden anderen Änderungen eine Verbesserung des Verlustfaktors darstellen, was bei tatsächlich ausgeführten Geräten physikalisch unwahrscheinlich ist. Ein solcher merklicher Anstieg des Verlustfaktors rechtfertigt es, das Gerät zur Wartung bei nächster Gelegenheit außer Betrieb zu setzen. Die beobachtete Änderung kann auch durch eine plötzliche Kombination von Änderungen von C und/oder DF in zwei Phasen hervorgerufen werden. Die Wahrscheinlichkeit solcher kombinierter Änderungen sowie der Tatsache, daß sie eine gefährliche Verschlechterung der Isolationseigenschaften anzeigen, ist abhängig vom einzelnen Teil des Geräts und seiner Geschichte.

Fig. 10 zeigt, daß bei verhältnismäßig engen Temperaturbereichen sehr geringe Änderungen der Einstellungen von Kapazität und Verlustfaktor auftreten, vorausgesetzt, daß sich der Isolationszustand nicht ändert.

Treten nur geringe oder keine Änderungen der Einstellwerte

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ein, so ist die Wahrscheinlichkeit einer bedeutenderen Verschlechterung des Isolationszustandes unwahrscheinlich. Tre ten Änderungen ein, so ist davon auszugehen, daß sich der Isolationszustand verschlechtert hat. Ist die Änderung verhältnismäßig groß, so bestehen offenbar ernste Mangel, die eine Außerbetriebsetzung des Geräts für weitere Untersuchun gen angezeigt erscheinen lassen.

Durch die Erfindung wird eine bestehende Schwierigkeit gelöst. Die Schwierigkeiten können sich je nach Art des Geräts, der Isolierung, der Spannungen oder anderer Parameter, Betriebsart und weiterer Faktoren ändern.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Benutzung der erfindungsgemäßen Anordnung ermöglichen die Sammlung von Daten in Form verschiedener Skaleneinstellungen für ihren Beobachtungszeitraum. Die Deutung der erhaltenen Daten hängt von der individuellen Erfahrung des Benutzers der Anordnung und des Verfahrens für jeden einzelnen Anwendungsfall ab. Die Erfindung ist in verschiedenerlei Weise und für die verschiedensten Zwecke anwendbar. Welche Technik auch immer unter Benutzung der Erfindung angewendet wird, die erfindungsgemäß erhaltenen Daten ermöglichen es dem Fachmann, die Verschlechterung des Isolierzustandes festzustellen und "abzuschätzen.

Außer den vorstehend beschriebenen sind innerhalb des Rahmens der Erfindung vielerlei Änderungen und Abwandlungen möglich.

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Claims

1. Anordnung zur Messung der Isolationseigenschaften von Wechselstromgeräten, gekennzeichnet durch eine Kopplungseinheit (2OA, 2OB, 20C), die zwischen das Netz, an das das zu testende Gerät angeschlossen ist, und Masse geschaltet und mit Einrichtungen (19A", 19B", 19C") zur Erfassung des durch die Kopplungseinheit fließenden Stroms versehen ist, durch Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen (21A, 21B, 21C), die auf Amplitude und Phase des Prüfstroms zur Erzeugung eines abgewandelten Prüfstroms einwirken, durch eine Erdstrom-Meßeinrichtung (24) zur Erfassung des in der Erdverbindung des Geräts fließenden Erdstroms zur Erzeugung eines Erd-Prüfstroms, durch eine Summiereinheit (26), in der Auswirkungen der durch die Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen abgewandelten Prüfströme der Auswirkung des so abgewandelten Erd-Prüfstroms entgegengerichtet werden, so daß, wenn Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen so eingestellt sind, daß sie abgewandelte Bedingungen des Geräts simulieren, die Auswirkungen einander aufheben, und durch einen Nulldetektor (28), der an die Summiereinheit angeschlossen ist und bei einem Abgleich anspricht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät und das Netz mehrphasig, vorzugsweise dreiphasig, sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kopplungseinheit (2OA, 2OB, 20C) einen Kondensator enthält.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chn e t, daß die Stromerfassungseinrichtung jeder Koppeleinrichturig aus einem Stromwandler (36A, 36B, 36C) besteht.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summationseinheit (26) aus einem Magnetkern

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mit Wicklungen (36A, 36B, 36C) für jeden Prüf strom und den Erdstrom, und daß die Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen jeder Phase aus einer Einrichtung (42A, 42B, 42C) zur Veränderung der Amplitude und einer Einrichtung (43A, 43B, 43C) mit variablem Widerstand zur Änderung der Phase des Stroms zur Summationseinheit (26) zur Änderung der wirksamen Windungszahl dieser Wicklung "besteht.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Koppelkondensatoren vorgesehen sind, von denen jeweils eine Platte an eine Phase des dreiphasigen Netzes anschließbar ist, an das das zu untersuchende Gerät angeschlossen ist, daß vier Stromwandler mit je einer ersten und einer hiermit magnetisch gekoppelten zweiten Wicklung vorgesehen sind, wobei die erste Wicklung von drei Stromwandlern (19A", 19B", 19C") zwischen die jeweils zweiten Platten der Koppelkondensatoren geschaltet und die erste Wicklung des vierten Stromwandlers (24") in eine einzige Erdleitung (18") des zu testenden Geräts schaltbar ist, so daß sie im Erdstrompfad liegt, daß ein Ampere-Windungs-Summationstransformator (26") mit einer jeder der genannten Stromwandler entsprechenden Wicklung enthält, die über eine Koppeleinrichtung mit den jeweils zweiten Wicklungen der Stromwandler derart gekoppelt ist, daß die von den Strömen von den drei an die Koppelkondensatoren angeschlossenen Wandler erzeugte magnetomotorische Kraft der vom Erd-Prüfstrom vom zu testenden Gerät erzeugten magnetomotorischen Kraft entgegenwirkt, so daß ■ sie einander aufheben, daß drei Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen (42A, 43A, 42B, 43B, 42C, 43C) zwischen die Sekundärwicklung der an die Koppelkondensatoren angeschlossenen Stromwandler und ihre Wicklungen am Ampere-Windungs-Summationstransformator geschaltet und so einstellbar sind, daß Amplitude und Phase derart modifiziert werden, daß modifizierte Prüfphasenströme für jeden Phasenzustand in der entsprechenden Phase des zu testenden Geräts simuliert werden, und daß ein Nulldetektor (28") an

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eine Meßwicklung (46) des Ampere-Windungs-Summationstransformators angeschlossen ist, so daß festgestellt werden kann, wenn der Prüf-Erdstrom im Summationstransformator die Prüf-Phasenströme aufhebt, wobei die Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen derart einstellbar sind, daß der kumulative Effekt der drei Phasen des Geräts simuliert wird.

Verfahren zur Messung der Isolationseigenschaften der verschiedenen Phasen eines mehrphasigen Geräts, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Erdverbindungen des Geräts bis auf eine aufgetrennt und in die verbliebene eine Erdstrom-Meßeinrichtung geschaltet wird, mit der ein den Erdstrom wiedergebendes Prüfsignal erzeugt werden kann, daß zwischen jede Phase des mehrphasigen Netzes, an das das mehrphasige Gerät angeschlossen ist, und Erde getrennte Kopplungseinheiten geschaltet werden, daß der durch jede Kopplungseinheit fließende Strom zur Erzeugung eines Prüfsignals für diese Phase gemessen wird, daß für jede Phase zur wirksamen Änderung- von Phase und Amplitude des den Phasenstrom darstellenden Prüfsignals getrennte geeichte Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen vorgesehen werden, daß die die Phasenströme wiedergebenden Prüfsignale in einer Summiereinheit mit einem Nulldetektor addiert und einem den Erdstrom wiedergebenden Prüfsignal entgegengeschaltet werden, daß bis auf eine sämtliche Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen auf vorherbestimmte feste Einstellwerte eingestellt werden, die den Zustand der entsprechenden Phase des Geräts zu einem zeitlichen Bezugspunkt simulieren, und daß die Einstellungen von Phase und Amplitude dieser einen Phase eingestellt werden, bis der Nulldetektor für beide Einstellungen einen Abgleich zeigt, so daß Ablesungen erhalten werden, die in dieser Phase des zu testenden Geräts Kapazität und Verlustfaktor darstellen.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren für jede der anderen Phasen wiederholt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablesungen für jede Phase mit den früheren Ablesungen für die entsprechenden Phasen verglichen werden, so daß Änderungen des Isolationszustandes in jeder der Phasen festgestellt werden können.

10. Verfahren zur Messung der Isolationseigenschaften dreiphasiger elektrischer Geräte, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Erdverbindungen des Geräts bis auf eine aufgetrennt und in die verbliebene eine Wicklung eines Stromwandlers geschaltet wird, daß eine Platte jedes von drei Koppelkondensatoren an eine Phase des dreiphasigen Netzes angeschlossen wird, an das die drei Phasen des zu testenden Geräts angeschlossen sind, daß eine gegenüberliegende Platte jedes der Kondensatoren über eine Wicklung eines von drei Stromwandlern an Erde angeschlossen wird, daß eine weitere Wicklung jedes der vier Stromwandler in Schaltungen mit getrennten Wicklungen an einem Ampere-Windungs-Summationstransformator geschaltet werden, der auch eine an einen Ungleichgewichts-Detektor angeschlossene Meßwicklung enthält, so daß die Ströme in den drei an die Kondensatoren angeschlossenen Wicklungen addiert und dem Strom in der an die Erde des Geräts angeschlossenen Wicklung entgegenwirken, daß getrennte Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen in der Schaltung mit der Sekundärwicklung jedes der an die Kondensatoren angeschlossenen Stromwandler vorgesehen werden, wobei jede Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtung so geeicht ist, daß geeichte Einstellungen entsprechend vorherbestimmten Zuständen möglich sind, daß zwei der Phasen- und Amplituden-Einstelleinrichtungen auf vorherbestimmte feste Einstellwerte eingestellt werden, die die Bedingungen in der entsprechenden Phase des Geräts bei einem vorherbestimmten Bezugspunkt simulieren und jede Einstellung der

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dritten Phase geändert wird, bis der Detektor in jedem Fall der Amplitude und Phase Null zeigt, so daß geeichte Ablesungen in der betrachteten Phase erhalten werden, daß der Vorgang für jede der anderen beiden Phasen wiederholt wird, und daß die Ablesungen mit vorherigen Ablesungen verglichen werden, um Änderungen des Isolationszustandes festzustellen.

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