DE2710827C3

DE2710827C3 - Anordnung zur Prüfung der Oberspannungswicklung eines fertig montierten induktiven Spannungswandlers

Info

Publication number: DE2710827C3
Application number: DE2710827A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 1000 Berlin Moellenbeck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-03-10
Filing date: 1977-03-10
Publication date: 1980-12-18
Also published as: DE2710827B2; DE2710827A1; JPS53112425A

Description

Zur Lösung der Aufgabe, eine Wicklung, insbesondere eine Oberspannungswicklung eines induktiven Spannungswandlers, auf Windungs- oder Lagenschluß zu prüfen, ist eine Einrichtung bekannt (ATM V 3526-1, Januar 1932), bei der auf einen Schenkel eines Schenkelkernes eine Erregerwicklung aufgebracht ist, die über ein Strommeßgerät an eine Wechselspannungsquelle anschließbar ist. Der Schenkelkern weist ein bewegbares Joch auf, auf das die zu prüfende Wicklung aufgeschoben werden kann. Die Prüfung einer Wicklung auf Windungsschluß erfolgt dadurch, daß zunächst der Strom gemessen wird, ohne daß sich auf dem bewegbaren Joch eine zu prüfende Wicklung befindet. Danach erfolgt eine Strommessung mit zu prüfender Wicklung. Bei gleichem Strommeßwert ist die zu prüfende Spule fehlerfrei; bei unterschiedlichen Strömen besitzt sie einen Windungsschluß. Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß die mit ihr erzielten Meßergebnisse wesentlich von der Befestigung des bewegbaren Joches an den übrigen Teilen des Schenkelkernes beeinflußt sind. Außerdem ist die Einrichtung bei Wicklungen mit hoher Windungszahl zu unempfindlich. Außerdem läßt sie eine Prüfung einer Wicklung nur vor deren Montage in einem Gerät zu.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung zur Prüfung einer Wicklung auf Windungsschluß (DE-AS 15 16 154) befindet sich auf einem bewegbaren Joch ständig eine Vergleichsspule. Kurzschlußwindungen einer zu prüfen-

den Wicklung werden dadurch erfaßt, daß die in der Vergleichsspule induzierte Spannung mittels einer Hilfsspannung zu Null gemacht wird und anschließend die zu prüfende Wicklung auf das bewegbare Joch geschoben wird; weist die zu prüfende Wicklung einen Windungsschluß auf, dann nimmt die Spannung der Vergleichsspule ab, wodurch der Nullabgleich gestört wird. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß zur Ermittlung von Windungsschlüssen eine Vergleichsbzw. Normalspule erforderlich ist Außerdem kann auch mit dieser Einrichtung eine Wicklung nicht in einem i'ertig montierten Gerät, beispielsweise in einem fertig montierten induktiven Spannungswandler geprüft werden.

Es ist auch bereits zur Prüfung einer Wicklung auf

Windungs- oder Lagenschluß vorgeschlagen worden (DE-PS 26 44 253), einem mit einer Erregerwicklung und einem zur Aufbringung einer zu prüfenden Wicklung mit einem bewegbaren Joch versehenen Schenkelkern einen weiteren Schenkelkern derart zuzuordnen, daß einer seiner Schenkel von der zu prüfenden Wicklung umgreifbar ist. Auf den weiteren Schenkel ist eine Meßwicklung aufgebracht, an die eine Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist. Auch diese vorgeschlagene Einrichtung gestattet eino Prüfung einer Wicklung auf Windungs- oder Lagenschluß nur im noch nicht fertig montierten Zustand, weil die zu prüfende Wicklung auf die beiden Schenkelkerne aufzubringen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Prüfung einer Oberspannungswicklung eines induktiven Spannungswandlers auf Windungs- oder Lagenschluß im fertig montierten Zustand zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Wesentlich ist dabei, daß die L^rne voneinander magnetisch entkoppelt sind, wozu im Einzelfall eine gesonderte magnetische Abschirmung erforderlich werden kann.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen induktiven Spannungswandlers besteht darin, daß eine Prüfung seiner Oberspannungswicklung auf Windungsoder Lagenschluß noch dann vorgenommen werden kann, wenn die Oberspannungswicklung auf die Kernanordnung aufgebracht ist und sich der erfindungsgemäße Spannungswandler in fertig montiertem Zustand befindet. Es kann dadurch sichergestellt werden, daß im Verlauf der Montage womöglich aufgetretene Schlüsse in der Oberspannungswicklung erfaßt werden, so daß mit großer Sicherheit die Auslieferung eines induktiven Spannungswandlers mit einem Windungsoder Lagenschluß in seiner Oberspannungswicklung verhindert wird.

Es ist zwar bereits ein induktiver Zwischenspannungswandler eines kapazitiven Spannungswandlers bekannt (OE-AS 18 07 275), bei dem zwei Eisenkerne vorhanden sind, deren benachbarte Schenkel von einer Primärwicklung gemeinsam umfaßt sind, jedoch ist diese Anordnung getroffen, um Kippschwingungen des kapazitiven Wandlers zu dämpfen.

Ferner ist ein Zusatzgerät für einen kapazitiven Spannungsteiler bekannt (CH-PS 4 14 008), bei dem ein induktiver Zwischenspannungswandler gewissermaßen aus zwei Kernen besteht, die an benachbarten

Schenkeln von einer Primärwicklung gemeinsam umfaßt sind. Es geht aber auch hier nur darum, durch eine spezielle Ausbildung des Zwischenspannungswandlers Kippschwingungen zu dämpfen.

Im Hinblick auf einen möglichst geringen zusätzlichen Aufwand ist es bei dem erfindungsgemäßen Spannungswandler vorteilhaft, wenn zwei Spulen die Unterspannungswicklung infolge Parallel- oder Hintereinanderschaltung bilden. In diesem Falle werden außer der Ober- unu der Unterspannungswicklung keine zusätzlichen Spulen zum Aufbau des erfindungsgemäßen Spannungswandlers benötigt, so daß allein durch Verwendung einer Kenranordnung mit zwei Kernen und einer geteilten Unterspannungswicklung die vorteilhafte Prüfmöglichkeit auf Windungs- und Lagen-Schluß erreicht ist

Bei einem solchermaßen ausgebildeten Spannungswandler nach der Erfindung sind vor allem aus konstruktiven Gründen die Kerne gleich bemessen, und die Spulen weisen gleiche Windungszahlen auf.

Gegebenenfalls ist auch vorteilhaft, wenn außer den zwei Spulen die Untcrspannungswicklung vorhanden ist, die beide Kerne umschließt. In diesem Fa';s dienen die Spulen ausschließlich als zusätzliche Hilfswicklungen, mit denen insbesondere dann, wenn sie auf gleich bemessene Kerne mit übereinstimmender Windungszahl aufgebracht sind, bei ihrer Gegeneinanderschaltung über Widerstände die Temperatur im Spannungswandler erfaßt werden kann.

Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein, wenn die eine Spule die Unterspannungswicklung ist und auf den einen Kern aufgebracht ist, der in seinen Abmessungen denen einer üblichen Kernanordnung eines Spannungswandlers entspricht, und der die andere Spule tragende Kern als Hilfskern erheblich kleinere Abmessungen aufweist

Ein solchermaßen ausgebildeter Spannungswandler erlaubt es in vorteilhafter Weise, ohne einen Eingriff in den Wandler auch nach längerer Betriebsdauer vor Ort die Oberspannungswicklung auf Windungs- oder Lagenschluß zu überprüfen, so daß vor einem größeren Schaden durch eine mit Schlüssen veisehene Oberspannungswicklung geeignete Vorkehrungen getroffen werden können.

Es ist zwar bereits ein induktiver Spannungswandler « bekannt (DE-PS 9 49 186), bei dem ein Eisenkern aus zwei Kernen besteht, jedoch bilden hier die beiden als Schenkelkerne ausgebildeten Kerne einen Mantelkern mit abgewinkelter Kernebene, um einen Wandle.- mit möglichst kleinen Abmessungen zu erzielen. Bei dem bekannten Wandler werden einander benachbart angeordnete Kernabschnitte der beiden Schenkelkerne nicht nur von der Oberspannungswicklung, sondern auch von der Unterspannungswicklung umgriffen. Der induktive Spannungswandler gemäß der Erfindung unterscheidet sich von dem Wandler nach der ÜE-PS 9 49 186 wesentlich, weil die Erfindung nur in der Kombination einer aus zwei Kernen bestehenden Kernanordnung und der Verwendung von mindestens zwei Spulen gesehen wird, die in der angegebenen Weise auf den Kern aufgebracht sind.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannungswandlers wiedergegeben und in

Fig. 2 die schaltungsmäßige Verknüpfung eines solchermaßen ausgebildeten Spannungswandlers mit einer Anordnung zur Prüfung im Rahmen der Prüfung seiner Oberspannungsv. k.klung auf einen Windungsoder Lagenschluß wiedergegeben. In den

F i g. 3 und 4 sind weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Spannungswandlers gezeigt.

Der in F i g. 1 schematisch dargestellte induktive Spannungswandler weist eine Kernanordnung auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei gleich großen Kernen 1 und 2 besteht Die Kerne 1 und 2 bilden im dargestellten Ausführungsbeispiei jeweils einen Schenkelkern und sind so angeordnet, daß ihre Kernebenen parallel zueinander verlaufen. Die Kerne weisen insgesamt Abmessungen auf, wie sie bei einer Ausführung mit einem Kern dieser Kern haben würde. Der übliche Eisenkern ist also gewissermaßen geteilt.

Auf von jeweils einem Kernschenkel 3 bzw. 4 gebildete Kernabschnitte der Kerne 1 bzw. 2 ist jeweils eine Spule 5 bzw. 6 aufgebracht Enden 7 und 8 der Spule 5 sind an Klemmen 9 und 10 eines schematisch dargestellten, von außen zugänglichen Klemmenkastens 11 geführt Ebenso sind Enden 12 und 13 der Spule 6 an weitere Klemmen 14 und 15 des Klemmenkastens 11 angeschlossen.

Die die Kernabschnitte bildenden !Schenkel 3 und 4 der Kerne 1 und 2 sind gemeinsam von einer Oberspannungswicklung 16 des Spannungswandlers umgriffen, wobei die Enden der Oberspannungswicklung bei ^iner einpoligen Ausführung des Wandlers in an sich bekannter Weise an Hochspannungspotential und an Erde angeschlossen sind. Bei zweipoliger Ausführung sind die Enden der Oberspannungswicklung an die zwei Leitereines Hochspannungsnetzes angeschlossen.

Die an die Klemmen 9,10 und 14,15 geführten Enden 7, 8 und 12, 13 der Spulen 5 und 6 erlauben es, nach erfolgter Montage eine Parallel- oder Hintereinanderschaltung der Spulen 5 und 6 vorzunehmen, um die Untcrspannungswicklung des Wandlers zu bilden. Vor allem erlauben die an die Klemmen 9, 10 und 14, 15 geführten Enden der Spulen 5 und 6 eine Überprüfung der Oberspannungswicklung 16 auch in fertig montiertem Zustand des Wandlers, wie nachfolgend anhand der F i g. 2 näher erläutert ist.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig.2 entspricht der Sdvnkelkern 20 beispielsweise dem Kern 1 nach F i g. 1 und der Schenkelkern 21 dem Kern 2 nach Fig. 1. Benachbart angeordnete Schenkel 22 und 23 der Schenkelkerne 20 und 21 sind wiederum gemeinsam von der Oberspannungswicklung 24 umfaßt, die daher der Oberspannungswicklung 16 nach F i g. 1 entspricht. Spulen 25 und 26, die den Spulen 5 und 6 nach F i g. 1 entsprechen, befinden sich hier nicht auf den Schenkeln 22 und 23 innerhalb der Oberspannungswicklung 24, sondern auf weiteren Schenkeln 27 und 28 außerhalb der Oberspannungswicklung 24. Es ist nämlich — wie unten noch näher ausgeführt wird — nicht erforderlich, die beiden Jie Unterspannungswicklung bildenden Spulen 5 und 6 bzw. 25 und 26 innerhalb der Oberspannungswicklung auf Kernabschnitten der Kerne anzuordnen.

An Klemmen 29 und 30 der Spule 25 ist eine Erregereinrichtung 31 angeschlossen, die eine Stromquelle 32 und einer Widerstand 33 enthält.

An Klemmen 34 und 35 der Spule 26 ist über einen einstellbaren Widerstand 36 eine Meß- und Anzeigevorrichtung angeschlossen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Meßgerät 37 besteht.

Die Prüfanordnung nach F i g. 2 arbeitet in der Weise, daß — wenn eine zu (.'rufende Oberspannungswicklung 24 einen Windungs- oder Lagenschluß nicht aufweist — aufgrund einer fehlenden nennenswerten magnetischen

Kopplung in der Spule 26 eine Spannung nicht induziert wird und daher ein Strom durch das Meßgerät 37 nicht fließt. Eine magnetische Kopplung ist bei einwandfreier Oberspannungswicklung 24 deshalb nicht gegeben, weil die Wicklung bei ihrer Prüfung auf Windungs- oder Lagenschluß selbstverständlich vom Hochspannungsnetz abgeschaltet ist, ihre Enden also unbeschaltet sind. Weist dagegen die zu prüfende Oberspannungswicklung 24 beispielsweise einen Windungsschluß auf, wie er durch die eingezeichnete Stromschleife 38 gekennzeichnet ist, dann wird die magnetische Kopplung zwischen den beiden Senkelkernen 20 und 21 sehr gut, und in der Spule 26 wird eine Spannung induziert, die im Meßgerät 37 zur Anzeige gelangt. Die dargestellte Einrichtung arbeitet so genau, daß selbst Windungsschiüsse von einer einzigen Windung in einer normalerweise sehr viele Windungen aufweisenden Oberspannungswicklung eines induktiven Spannungswandlers noch sicher werden. Dies ^σϋ* ^vor

riann wenn die

Prüfanordnung zusätzlich mit einer Abgleicheinrichtung zur Kompensation kapazitiver Stromanteile versehen ist.

In Abweichung von der in den Fig. 1 und 2 schematisch wiedergegebenen räumlichen Zuordnung der beiden Kerne zueinander können auch solche beliebigen AniDrdnungen gewählt werden, bei denen die Oberspannungswicklung des induktiven Spannungswandlers benachbarte Abschnitte der Kerne umfaßt, wobei es zur Prüfung auf Windungsschluß der Oberspannungswicklung gleichgültig ist, wo auf den einzelnen Kernen die Spulen der Unterspannungswicklung angeordnet sind. So ist es ohne weiteres möglich, die Kerne untereinander anzuordnen, so daß die Kernebenen in einer Fläche liegen, und die Obeispannungswicklung auf die beiden Schenkel aufzubringen, die nebeneinander waagerecht verlaufen.

Auch ist die Erfindung nicht beschränkt auf Eisenkerne, die als Schenkelkerne ausgebildet sind. Auch die Verwendung von als Mantelkerne oder Ringkerne ausgebildeten Eisenkernen ist möglich.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 besteht die Kernanordnung wiederum aus zwei gleichen Kernen 40 und 41, deren benachbart angeordnete Abschnitte 42 und 43 sowohl von einer Oberspannungswicklung 44 als auch von einer Unterspannungswicklung 45 umschlossen sind. Auf einem weiteren Kernabschnitt 46 des Kernes 40 ist eine Spule 47 und auf einem weiterer Abschnitt 48 des anderen Kernes 41 eine andere Spule 49 angeordnet.

ίο Die Enden der einen Spule 47 sind ebenso wie die der anderen Spule 49 an einen Klemmenkasten 50 geführt so daß zur Prüfung auf Windungs- oder L.agenschluß ar die beiden Spulen 47 und 49 wiederum eine Erregereinrichtung und eine Meß- und/oder Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 2 anschließbar ist,

Zum Klemmenkasten 50 sind übrigens auch die Ender der Unterspannungswicklung 45 geführt.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist zunächsi hinsichtlich der Anordnung von Oberspannungswick lung 60 und Unterspannungswicklung 61 auf einerr Kern 62 in bekannter Weise ausgeführt; der Kern 62 isi auch in üblicher Weise bemessen. Zusätzlich zu derr Kern 62 ist ein weiterer Kern 63 vorhanden, desser Kernabschnitt 64 auch von der Oberspannungswicklung 60 umfaßt ist. Der weitere Kern 63, der einen erheblich kleineren Querschnitt als der Kern 62 aufweisen kann trägt außerdem eine Spule 65. An diese Spule kann zui Prüfung auf Windungs- oder Lagenschluß entwedei eine Erregereinrichtung oder eine Meß- und/odei Anzeigevorrichtung beispielsweise entsprechend dei Anordnung nach Fig. 2 angeschlossen sein; an dit Unterspannungswicklung 61 ist dann entsprechend di< Meß- und/oder Anzeigevorrichtung oder die Erreger einrichtung anzuschließen.

Mit der Erfindung wird ein induktiver Spannungs wandler vorgeschlagen, dessen Oberspannungswick lung sich auch in fertig montiertem Zustand und aucr am Einsatzort ohne Schwierigkeiten auf Windungs oder Lagenschluß prüfen läßt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Prüfung der Oberspannungswicklung eines induktiven Spannungswandlers in fertig montiertem Zustand auf Windungs- oder Lagenschluß, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernanordnung des Spannungswandlers aus zwei Kernen (1, 2) besteht, deren einander benachbart angeordnete Kernabschnitte (3, 4) gemeinsam von der Oberspannungswicklung (16) umgriffen sind, daß zwei Spulen (5, 6) vorhanden sind, von denen die eine (5) auf den einen Kern (3) und die andere (6) auf den anderen Kern (4) der Kernanordnung aufgebracht ist, und daß mit an Klemmen (9, 10) des Spannungswandlers geführten Enden (7,8) der einen Spule (5) eine Erregereinrichtung (31) und mit an weiteren Klemmen (14, 15) geführten Enden (12,13) der anderen Spule (6) eine Meß- und/oder Anzeigevorrichtung (37) anschließbar ist (Fi g. 1 und 2).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Spulen (5, 6) nach Parallei- oder Hintereinanderschaltung die Unterspannungswicklung bilden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer den zwei Spulen (5, 6) eine Unterspannungswicklung (45} vorhanden ist, die beide Kerne umschließt (F i g. 3).

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Spule die Unterspannungswicklung (61) ist und auf den einen Kern (62) aufgebracht ist, der in seinen Abmessungen denen eines üblichen Eisenkernes e^.es Spannungswandlers entspricht, und daß der die andere Spule (65) tragende Kern (63) als Hüisker- erheblich kleinere Abmessungen aufweist (F i g. 4).

5. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (1, 2) gleich bemessen sind und daß die Spulen (5, 6) gleiche Windungszahlen aufweisen (F i g. 1).