DE3732774A1 - Anordnung zur windungsschluss- und isolationspruefung von induktionsspulen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Windungsschluß- und Isolationsprüfung, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Es ist bekannt, bei der Wicklungsprüfung so vorzugehen, daß in Reihe mit dem Prüfling ein Strommesser geschaltet wird. Durch Vergleich des Ausschlages dieses Strommessers mit demjenigen bei Anschluß eines vergleichbaren Normals läßt sich feststellen, ob eine Unterbrechung bzw. ein Wicklungs­ schluß vorhanden ist. In gleicher Weise wird zur Isolations­ prüfung mit Hochspanung der von der Sekundärwicklung abgegebene Fehlstrom mit einem empfindlichen Strommesser angezeigt. Um hierbei das Meßergebnis nicht allzusehr durch den Innenwiderstand der Sekundärwicklung zu ver­ fälschen bzw. die Stromstärke nicht so weit zu verringern, daß hochempfindliche Meßinstrumente benutzt werden müssen, ist der Drahtquerschnitt der Sekundärwicklung entsprechend groß zu wählen, was einen entsprechend großen Platzbedarf und insbesondere einen verhältnismäßig hohen Stromverbrauch, der bei batteriebetriebenen Geräten besonders ins Gewicht fällt, zur Folge hat.

Durch die DAS 17 91 051 ist auch eine Anordnung zur Isolations- und Windungsschlußprüfung von Induktionsspulen mit einem seites einer Versorgungswechselspannung zu betreibenden Impulsgeber zur Spannungsbeaufschlagung des Prüflings bekannt, der ein Verfahren zum Prüfen durch Wider­ standsvergleich des an die Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossenen Prüflings mit einem an dieselben Klemmen anzuschließenden Normal zugrundeliegt, wobei als Vergleichs­ maßstab die Klemmspannung der Sekundärwicklung oder eines Teils derselben dient.

Ferner ist bereits eine Anordnung zur Windungsschluß-und Isolationsprüfung von Induktionsspulen durch Widerstands­ vergleich zwischen einem an die Sekundärwicklung eines an einer Versorgungsspannung liegenden Transformators anzuschließenden Prüfling und einem in gleicher Weise an die Sekundärwicklung als Normal bekanntgeworden, bei dem die Primärwicklung des Transformators über einen an sich bekannten Wechselrichter sowie gegebenenfalls einen Gleich­ richter und einen Netztransformator mit der Stromversorgungs­ quelle verbunden ist und zur Prüfung von Windungsschluß­ prüflingen verschiedener Widerstandswerte die Sekundär­ wicklung des Transformators mit mehreren Anzapfungen mit Schaltkontakten versehen und zur Prüfung von Isolations­ prüfungen verschiedener Widerstandswerte der Sekundär­ wicklung eine mit dieser verbundene an sich bekannte Greinacher-Schaltung mit mehreren Isolationsprüfleitungen mit Schaltkontakten nachgeschaltet ist, und zwischen zwei bestimmten Anzapfungen ein Spannungsmesser vorgesehen ist.

Mit der bekannten Anordnung kann zwar grundsätzlich der Widerstandswert von Prüflingen festgestellt werden, doch ist diese Schaltung nicht für den allgemeinen Gebrauch geeignet, da die Gefahr besteht, daß die Bedienungsperson während ihrer Prüftätigkeit mit der Netzspannung in Be­ rührung kommt.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, bei der die Gefahr für die Bedienungsperson, Spannungsschläge zu erleiden, ver­ mieden ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im Anspruch angegebene Maßnahme erreicht. Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Gerätes beruht ebenfalls 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 Wicklungs­ abschnitt ein Voltmeter angeschlossen wird, so zeigt dieses eine bestimmte Leerlaufspannung an. Wird nun an denselben oder an einen anderen Wicklungsabschnitt ein induktiver Widerstand angeschlossen, so sinkt die von dem Voltmeter an­ gezeigte Spannung wegen des die Wicklung nunmehr durch­ fließenden 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.

Bei dem Prüfgerät sind die betreffenden Anzapfungen 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 Wider­ standswert angeschlossen, so darf die Anzeige des Spannungs­ messers nur in einem gewissen, erfahrungsgemäß festzu­ legenden Bereich schwanken; Prüflinge, die einen stärker abweichenden Ausschlag hervorrufen, sind auszuscheiden.

Durch den Anschluß von Isolationsprüfklemmen an die Sekundär­ wicklung des Transformators über Gleichrichter kann in einfachster Weise mit dem gleichen Gerät nicht nur eine Wechselstrom-Windungsschlußprüfung, sondern auch eine Gleich­ spannungs-Isolationsprüfung bei geeigneten Prüfgleich­ spannungen durchgeführt werden.

Um die Sekundärströme des Transformators stärker herab­ zusetzen, empfiehlt es sich, mit höherer Frequenz als Netz­ frequenz zu arbeiten und so einen höheren induktiven Widerstand der Prüflinge zu erzeugen. Bei Verwendung einer Batterie als Stromversorgungsquelle läßt sich dies dadurch erreichen, daß die Primärwicklung des Transformators an einen von der Batterie betriebenen Wechselrichter passender Frequenz, beispielsweise von 800 Hz, angeschlossen wird.

Sofern anstelle des Batteriebetriebes oder zusätzlich zu diesem ein Netzbetrieb vorgesehen wird, läßt sich das Gleiche dadurch erreichen, daß zwischen Netzanschluß und Wechselrichter ein Netztransformator mit nachgeschaltetem Gleichrichter vorgesehen wird. Zweckmäßig wird hierbei der Netztransformator so ausgelegt, daß seine Sekundär­ spannung derjenigen der Batterie entspricht, so daß am Aus­ gang des Gleichrichters dann dieselbe Gleichspannung wie an der Batterie anliegt und dementsprechend über ein und denselben Wechselrichter sowohl bei Batterie- als auch bei Netzbetrieb an der Primärwicklung des Transformators ein und dieselbe Wechselspannung gleicher Frequenz zur Ver­ fügung steht.

Nach der Erfindung wird aber der Netztransformator voll­ ständig von der Prüfschaltung getrennt vom Netz gespeist. Hierdurch ist jede Gefahr für die Bedienungsperson mit der Netzspannung in Berührung zu kommen, vermieden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei die einzige Figur ein Schaltbild eines der erfindungsgemäßen Anordnung entsprechenden Prüfgerätes zeigt.

Das Prüfgerät kann über den Umschalter 4 wahlweise aus der Batterie 1, die beispielsweise aus vier in Reihe geschalteten Monozellen zu je 1,5 V besteht, oder über einen Netztrafo 17, der über die Anschlußklemmen 2 und 3 mit dem Netz verbunden ist, betrieben werden. In jedem Falle sorgt der Taster 5 dafür, daß das Gerät nicht länger als notwendig eingeschaltet wird, was insbesondere bei Batteriebetrieb vor­ teilhaft ist. Die Batterie ist mit dem transistorierten Wechselrichter 6 bekannter Art verbunden, der nicht im einzelnen beschrieben zu werden braucht. Seine Ausgänge sind mit der Primärwicklung 7 des Transformators 8 verbunden. Der Wechselrichter 6 gibt auf die Primärwicklung 7 beispiels­ weise eine Wechselspannung von etwa 6 V mit einer Frequenz von 800 Hz.

Für den Betrieb aus dem Netz bei entsprechender Stellung des Umschalters 4 und Betätigung des Tasters 5 ist der Netz­ transformator 17 vorgesehen, der über den Gleichrichter 18 ebenfalls mit dem Wechselrichter 6 verbunden ist. Der Netztransformator 17 sei hier so ausgelegt, daß an der Sekundärwicklung 6 V Wechselspannung anliegen, die im Gleich­ richter 18 auf 6 V Gleichstrom umgeformt werden, so daß auch in diesem Falle der Wechselrichter 6 auf die Primärwicklung 7 des Transformators 8 eine Wechselspannung von etwa 6 V mit einer Frequenz von 800 Hz gibt.

Auf der Sekundärseite des Transformators 8 befindet sich die Sekundärwicklung 9, deren eines Ende als gemeinsame, mit 0 bezeichnete, Rückleitung dient. Die Wicklung 9 hat die Anzapfungen 10 bis 16, die an entsprechende Kontakte des Drehschalters 19 gelegt sind. Der Schaltarm 20 des Drehschalters ist mit der Ausgangsklemme 21 für den Anschluß der Prüflinge bzw. Normale verbunden.

Über die mittels der Verbindung 22 an die Rückleitung 0 und mittels der Leitung 23 an die Anzapfung 16 angeschlossene bekannte Greinacher-Schaltung 24 werden über die Leitungen 25 bis 29 Gleichspannungen von hier z. B. 500 V, 1, 2, 3 und 4 kV an den entsprechenden weiteren Kontakten des Drehschalters 19 für die Isolationsprüfung bereitgestellt. Wie durch die Angabe 6x neben dem zwischen den Verbindungen 22 und 29 an­ geordneten Widerstand 30 angedeutet, sollen den Verhältnissen entsprechende Widerstände auch zwischen der Verbindung 22 und den Leitungen 25 und 29 sowie der Leitung 31 vorgesehen sein.

Der Spannungsmesser 32 ist einerseits an die Rückleitung 0 und andererseits an die Anzapfung 10 angeschlossen. Ferner sind zur Sicherung des Gerätes gegenüber Fremdspannungen netzseitig und ausgangsseitig in der Leitung 33 bzw. in der Rückleitung 0 die Sicherungen 34 und 35 mit beispielsweise 63 mA bzw. 2 A vorgesehen. Soweit weitere elektrische Bauelemente in der Zeichnung dargestellt, hier aber nicht weiter beschrieben sind, handelt es sich um die an sich bekannte Anwendung bekannter Elemente, die das Wesen der Erfindung jedoch nicht berühren.

Es versteht sich, daß die Verhältnisse sowohl beim Wechsel­ spannungs- als auch beim Gleichspannungsprüfteil so gewählt sind, daß die zur Verfügung stehenden Spannungen den für die vorgesehenen Prüfungen zutreffenden bzw. in Betracht kommenden Bereich überdecken, wie er für den Betrieb von Induktionsmaschinen üblich ist, also beispielsweise zwischen 1,5 und 250 V, bzw. daß die für die Isolationsprüfung er­ forderlichen Gleichspanungen im Betrieb erreicht werden, also beispielsweise zwischen 0,5 und 4 kV.

Zur Vorbereitung der Induktionsprüfung schließt man zunächst ein Normal, d. h. eine mit dem Prüfling gleichartige Wicklung, von der man weiß, daß sie gut ist, d. h. den Anforderungen entspricht, an die Klemmen 0 und 21 an und verstellt den Schaltarm 20 des Drehschalters 19 so lange, bis ein gewünschter, beispielsweis etwa der halbe Zeigerausschlag des Spannungs­ messers 32 zustande kommt. Dieser eingestellte Zeigeraus­ schlag muß dann bei gleichen Maschinen 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 Windungsanschluß.

Zur Rotor- bzw. Ankerprüfung einer Maschhine schließt man die Bürsten derselben an die Klemmen 21 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 Pendeln oder auch ein Stillstand des Zeigers ein. Bei einem schlechten Anker bzw. Rotor werden dagegen die Bewegungen ungleichmäßig und stärker.

Zur Isolationsprüfung werden die voneinander zu isolieren­ den Teile an die Klemmen 21 und 0 angeschlossen und der Schaltarm 20 je nach Bedarf und Vorschrift auf einen der Anschlüsse 25 bis 29 gestellt. Wenn die Isolation gut ist, darf der Zeiger des Spannungsmessers 32 nicht aus seiner Leerlaufstellung zurückgehen.

Claims (1)

1. Anordnung zur Windungsschluß- und Isolationsprüfung von Induktionsspulen durch Widerstandsvergleich zwischen einem an die Sekundärwicklung eines ersten, an einer Ver­ sorgungsspannung liegenden Transformators anzuschließenden Prüfling und einem in gleicher Weise an diese Sekundär­ wicklung anzuschließenden Normal, wobei die Primärwicklung des ersten Transformators über einen an sich bekannten Wechselrichter wahlweise mit einer Batterie oder über einen Gleichrichter und einen zweiten Transformator mit einer Netzstromversorgungsquelle verbunden ist und zur Prüfung von Windungsschlußprüflingen verschiedener Wider­ standswerte die Sekundärwicklung des ersten Transformators mit mehreren Anzapfungen mit Schaltkontakten versehen und zur Prüfung von Isolationsprüfungen verschiedener Wider­ standswerte der Sekundärwicklung des ersten Transformators eine mit dieser verbundene an sich bekannte Greinacher- Schaltung mit mehreren Isolationsprüfleitungen mit Schalt­ kontakten nachgeschaltet ist und zwischen zwei bestimmten Anzapfungen ein Spannungsmesser vorgesehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Primär­ wicklung des zweiten Transformators (17) getrennt von der Meßbrücke an der Netzversorgungsspannung liegt.