DE3805733C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfgenerator nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Prüfgeneratoren werden insbesondere für die Isola­ tionsprüfung von Kabeln und dgl. eingesetzt, wobei das zu überprüfende Kabel die zu prüfende Kapazität darstellt.

Ein Prüfgenerator der genannten Art ist bereits aus der DE-OS 15 15 119 bekannt. Dort wird die zu prüfende Kapazität von einer Gleichspannung aufgeladen, wobei parallel zur Prüfkapazität eine Funkenstrecke ausgebildet ist und hier­ bei ein Stoßgenerator gebildet wird. Die Kugelfunkenstrecke des Stoßgenerators dient dazu, um nach definierter Zeit einen Spannungszusammenbruch der angelegten Stoßspannung herbei­ zuführen, was aber nachteilig mit hochfrequenten Störungen verbunden sein kann.

Bei einem weiteren bekannten derartigen Prüfgenerator liegt ein Widerstand parallel zur Prüfkapazität, der als Entlade­ widerstand dient. Dieser Entladewiderstand muß relativ nieder­ ohmig dimensioniert sein, um nämlich eine ausreichende schnelle Entladung der Prüfkapazität (Prüfkondensator) zu gewährleisten. Dies bedingt aber den Nachteil, daß ein relativ großer Strom durch den Entladewiderstand fließt. Dieser große Strom muß durch die Spannungsquelle, im allgemeinen ein Trans­ formator, aufgebracht werden, die daher relativ groß dimen­ sioniert sein muß.

Der bekannte Prüfgenerator ist daher nur für die Prüfung kleinerer Meßobjekte, die also eine relativ kleine Kapazität haben, geeignet, weil die Dimensionierung der Bauteile des Prüfgenerators an Grenzen stößt.

Die Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Prüf­ generator der genannten Art so weiterzubilden, daß mit wenig Schaltungsaufwand störungsfrei eine relativ große Prüfspannung erzeugt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspuchs 1 gekennzeichnet. Eine weitere Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 7.

Der erfindungsgemäße Prüfgenerator arbeitet üblicherweise mit einer Frequenz von 0,1 Hz. Die Prüffrequenz kann aber auch höher oder niedriger sein, je nach den jeweiligen Verhältnissen.

Der Kern der Erfindung liegt also darin, daß eine Prüflings- Kapazität C von einer regelbaren Gleichspannungsquelle aufge­ laden wird, wobei im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung zwei parallel zur Prüflings-Kapazität C geschal­ tete Gleichspannungsquellen vorhanden sind, während im zweiten Ausführungsbeispiel lediglich eine einzige Gleichspannungs­ quelle vorhanden ist, und im Prüfstromkreis ein Umschalter vorhanden ist, der dafür sorgt, daß aus dem einen Prüfstrom­ kreis ein anderer, entgegengesetzt gepolter Prüfstromkreis, geschaltet wird.

Im folgenden wird der Einfachheit halber die Verwendung von zwei parallel in bezug zur Prüflingskapazität C geschalteten regelbaren Gleichspannungsquellen beschrieben, obwohl die Beschreibung dann sinngemäß auch für den Prüfstromkreis mit einer einzigen umschaltbaren Gleichspannungsquelle gilt.

Bei zwei parallel zueinander geschalteten regelbaren Gleich­ spannungsquellen ist wichtig, daß jede Gleichspannungsquelle über ein spannungsabhängiges Element in Serie mit der Prüf­ lingskapazität C geschaltet ist. Die Erfindung liegt in der Verwendung spannungsabhängiger Elemente im Prüfstromkreis, wobei für derartige spannungsabhängige Elemente unterschiedliche Ausführungsformen bestehen.

Das spannungsabhängige Element kann entweder aus einem VDR (Voltage- Dependent-Resistor), aus einer Zenerdiode, aus einem Thyristor, einer Funkenstrecke oder aus Triacs bestehen.

Wichtig bei der gegebenen technischen Lehre ist nun, daß - bezogen auf einen Prüfschaltkreis mit zwei regelbaren Gleichspannungsquellen - jedem Prüfspannungskreis ein spannungsabhängiges Element zugeordnet ist und die Ansprechspannung dieses spannungsabhängigen Elementes größer ist als die maximal zulässige Prüfspannung am Kondensator.

Die spannungsabhängigen Elemente wirken also als Schalter, der jeweils dann durchschaltet, wenn durch Regelung der Gleichspannungsquelle eine bestimmte Spannung überschritten wird.

Das im anderen Prüfstromkreis liegende spannungsabhängige Element ist dann noch nicht durchgeschaltet, weil durch die Gegeneinander-Schaltung der beiden Prüfstromkreise stets dafür gesorgt ist, daß das eine spannungsabhängige Element nur dann durchgeschaltet ist, wenn das andere spannungsabhängige Element hochohmig ist und umgekehrt.

Verfahrensmäßig muß also noch dafür gesorgt werden, daß, wenn die eine Spannungsquelle von 0 kV auf einen maximalen Wert von z. B. 30 kV hochgeregelt wird, dann die andere Spannungsquelle auf 0 bleibt, solange, bis der Scheitelwert, d. h. der maximal zulässige Wert der ersten Spannungsquelle erreicht wird. Diese Spannungsquelle wird dann abgeschaltet und die andere Spannungsquelle wird dann auf 0 auf den entgegengesetzten (negativen) Scheitelwert hochgeregelt, wobei die andere Spannungsquelle auf 0 bleibt und erst dann eingeschaltet wird, wenn die andere Spannungsquelle abgeschaltet ist.

Es sind also hier zwei gegeneinander geschaltete, im Gegentakt arbeitende Spannungsquellen vorhanden, wobei am Prüfling immer nur eine Spannungsquelle anliegt und hochgeregelt wird, während die andere Spannungsquelle abgeschaltet wird.

Statt der Verwendung von zwei gegeneinander gepolten Spannungsquellen, von denen stets die eine eingeschaltet und die andere ausgeschaltet ist, ist es auch möglich, nur einen einzigen Prüfstromkreis mit einer einzigen Spannungsquelle zu verwenden, wobei durch ein entsprechendes Umpolelement im Prüfstromkreis dafür gesorgt wird, daß die Prüflingskapazität C entweder nur mit der einen Spannung versorgt wird, wobei diese Spannung von einem Nullwert auf einen positiven Scheitelwert hochgefahren wird, oder nach Betätigung der Umpoleinrichtung dafür gesorgt wird, daß mit der gleichen Spannungsquelle die Prüflingskapazität von einem Nullwert auf einen negativen Scheitelwert aufgeladen wird.

Wesentlich ist die Verwendung von spannungsabhängigen Elementen im Prüflingsstromkreis deshalb, um einen der idealen Sinusform sehr stark angenäherten Spannungsverlauf im Prüflingsstromkreis zu erhalten.

Verwendet man ein derartig spannungsabhängiges Element nicht, dann würde man nur eine Art Sägezahnkurve als Prüfspannung erreichen, jedoch keine Sinuskurve.

Verwendet man nämlich bei der ersten Ausführungsform der Erfindung bei mit gegeneinander geschalteten Spannungsquellen keine spannungsabhängigen Widerstände, dann ist sozusagen kein Schalter im jeweiligen Prüfstromkreis enthalten und die beiden Spannungsquellen wären unmittelbar zueinander kurzgeschlossen und die angestrebte Funktion wäre nicht gewährleistet.

In der anderen Ausführungsform, bei der eine Umpoleinrichtung verwendet wird, die dafür sorgt, daß der Prüfling sowohl in der einen Richtung als auch in der anderen Richtung aufgeladen wird, wäre beim Fehlen des spannungsabhängigen Elementes nur ein sägezahnförmiger Spannungsverlauf an der Prüflingskapazität zu erreichen, jedoch keine Sinuskurve, wie es nach der vorliegenden Erfindung angestrebt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungswege darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfin­ dungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. Es zeigt

Fig. 1 schematisiert ein Blockschaltbild der vorliegenden Erfindung in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 schematisiert eine erste Verwirklichung des Prinzipschaltbildes nach Fig. 1;

Fig. 3 eine zweite schaltungstechnische Verwirklichung der Schaltung nach Fig. 1;

Fig. 4 die Ergänzung der Schaltung nach Fig. 3 mit Darstellung der Anschaltung einer elektronischen Ansteuerung;

Fig. 5 der Spannungsverlauf einer Spannungsquelle 1;

Fig. 6 der Spannungsverlauf einer Spannungsquelle 2;

Fig. 7 der Spannungsverlauf am Prüfling C;

Fig. 8 das Prinzipschaltbild einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 der Spannungsverlauf an der Primärwicklung des Transformators;

Fig. 10 die verschiedenen Schaltstellungen des Gleichrichters ent­ sprechend der Stellung der Umpoleinrichtung;

Fig. 11 der Spannungsverlauf an der Prüflingskapazität C;

Fig. 12 als Schaltungsbeispiel eine Kabel-Fehlerortungseinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Prüfgenerator.

Eine Spannungsquelle 1 in Fig. 1 wird mit einer nicht näher dargestellten Steuerung so angesteuert, daß sich ein ansteigender Rechteckverlauf ergibt, wobei von einem Nullwert der Spannung U 1 bis auf einen Maximalwert von z. B. 60 kV hochgeregelt wird.

Die Zeitdauer des Schwingungspaketes beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 Sekunden, weil eine 0,1-Hz-Schwingung erwünscht wird. Bei anderen Schwingungsfrequenzen wird eine andere Zeitdauer für das jeweilige Schwingungspaket U 1 und U 2 verwendet.

Wie sich aus dem Vergleich der Fig. 5 und der Fig. 6 ergibt, wird beim Hochregeln der Spannungsquelle 1 die Spannungsquelle 2 abgeschaltet und umgekehrt ist beim Hochregeln der Spannungsquelle 2 gemäß Fig. 6 die Spannungsquelle 1 gemäß Fig. 5 abgeschaltet.

Wichtig ist, daß in Fig. 5 und Fig. 6 nur von den Spannungsquellen U 1 und U 2 Einhüllende 3, 4 erzeugt werden, d. h. ein sinusförmiger Spannungsverlauf, beginnend von 0 bis auf einen maximalen Scheitelwert, der im Ausführungsbeispiel bei +60 kV bzw. -60 kV liegt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 ist dargestellt, daß eine derartige sinusförmige Einhüllende durch eine amplitudenmodulierte Rechteckspannungskurve erzeugt wird, die in einem später zu beschreibenden Ausführungsbeispiel durch die spezielle Ansteuerung eines Transformators erreicht wird.

Die vorliegende Erfindung umfaßt auch andere Ansteuerungsmethoden. Wichtig ist nur, daß die Spannungsquelle einen linearen oder sinusförmigen Spannungsverlauf von einem Nullwert bis auf einen maximalen Scheitelwert erzeugt. Hierbei ist es also nicht wichtig, daß der Verlauf unbedingt sinusförmig ist; er könnte genauso gut linear sein oder statt eines Sinusverlaufes auch einen anderen nicht-linearen Verlauf erreichen.

Die Folge von einem linearen Spannungsverlauf der Spannungsquelle 1 und 2 wäre dann, daß am Prüfling keine Sinusspannung anliegt, sondern z. B. eine dreiecksförmige Spannung.

Beim Hochregeln der Spannungsquelle 1 von einem Nullwert auf einen positiven Scheitelwert ist wesentlich, daß das spannungsabhängige Element, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als VDR ausgebildet ist, bis etwa zur Hälfte der maximalen Scheitelspannung hochohmig ist und dann nach Überschreiten der Ansprechspannung, die also etwa die Hälfte der Scheitelspannung der Spannungsquelle 1 bzw. 2 beträgt, niederohmig wird.

Damit wirken die spannungsabhängigen Elemente VDR 1 und VDR 2 als Schalter für den jeweiligen Prüfstromkreis.

Mit Hochregeln der Spannungsquelle 1 von einem Wert von z. B. 0 V auf einen Wert von 30 kV ist der VDR 1 hochohmig und es fließt daher kein Strom im Prüfstromkreis 5. Mit Überschreiten der Ansprechspannung von 30 kV für den VDR 1 wird dieser niederohmig und es fließt ein Strom im Prüfstromkreis 5, wodurch der Kondensator C entsprechend der Kurve in Fig. 7 bis zu einem Scheitelwert 7 aufgeladen wird. Nun wird die Spannungsquelle 1 abgeschaltet und die Spannungsquelle 2 eingeschaltet, wobei wiederum in der vorher beschriebenen Weise die Einhüllende 3 und 4 erzeugt wird, d. h. die Spannungsquelle 2 wird ebenfalls auf einen negativen Scheitelwert von -60 kV hochgeregelt.

Im Verlauf der Kurve 9 in Fig. 7 erfolgt jedoch jetzt folgendes:

Durch die Aufladung der Prüflingskapazität 10 durch die Spannungsquelle U 1 auf einen maximalen Scheitelwert von 25 kV über den VDR 1 liegt also an der Prüflingskapazität C eine z. B. positive Spannung UC entsprechend dem Scheitelwert 7 an der Kurve 8 an.

Durch Hochregeln der gegensätzlich gepolten Spannungsquelle 2 von einem Wert von beispielsweise 0 kV auf einen Wert von z. B. 5 kV entsteht jetzt bereits schon eine Spannung von 30 kV an dem spannungsabhängigen Element VDR 2, weil sich diese beiden Spannungswerte dort addieren und dieser VDR 2 kommt damit schon in seinen Ansprechbereich, wird niederohmig und entlädt dadurch den Kondensator entsprechend dem Kurvenverlauf der Kurve 9 in Fig. 7.

An der Prüflingskapazität C liegt dann damit eine Spannung von 25 kV.

Man hat damit also gerade den Scheitelwert 7 in Richtung auf abnehmende Spannungswerte überschritten.

Wird nun die Spannungsquelle 2 weiter hochgeregelt, z. B. auf 10 kV, dann nimmt die Spannung an dem Prüfling C um den gleichen Betrag ab, d. h. sie beträgt dann nur noch dort 20 kV.

Entsprechend dem Hochregeln der Spannungsquelle 2 auf einen Wert von 30 kV, so ergibt sich damit eine Prüfspannung von 0 kV und mit weiterer Steigerung der Spannung der Spannungsquelle 2 auf einen Wert von 60 kV wird dann die Prüflingskapazität umgeladen und es wird dann der mit Kurve 10 in Fig. 7 beschriebene Kurvenverlauf erreicht, der bis zu einem Scheitelwert von 11 sich erstreckt.

Es erfolgt dann bei der Kurve 12 in äquivalenter Weise das Aufladen der Prüflingskapazität C, wie es anhand der Fig. 5 beschrieben wurde.

Nach dem Durchlaufen des Scheitelwertes 11 im Bereich der Kurve 12 wird also die Spannungsquelle 2 wieder abgeschaltet und dafür die Spannungs­ quelle 1 eingeschaltet, wobei dann wieder der VDR 1 wirksam wird in der Weise, wie es anhand der Fig. 5 beschrieben wurde.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mit zwei Transformatoren und nachgeschalteten Einweggleichrichtern beschrieben.

Anstelle der verwendeten Einweggleichrichter kann auch z. B. eine Graetz-Brückenschaltung verwendet werden.

In der beschriebenen Ausführung sind wiederum die beiden Prüfstromkreise 5 und 6 vorhanden, wobei in Fig. 2 lediglich eine besondere Ausführung zur Ausbildung der Spannungsquellen 1 und 2 dargestellt ist.

Die Spannungsquellen 1 und 2 werden aus der Zusammenschaltung von zwei Transformatoren T 1 und T 2 in Verbindung mit einem Stelltransformator ST verwirklicht.

Die beiden Schalter S 1 und S 2 sind hierbei die einfachste Art einer Ansteuerung, wobei wichtig ist, daß die Schalter als Wechselschalter ausgebildet sind, so daß also immer nur ein Schalter eingeschaltet ist, während der andere Schalter ausgeschaltet wird.

Zur Erzeugung der beschriebenen Spannungsverläufe entsprechend den Einhüllenden 3 und 4 wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eine amplitudenmodulierte Netzfrequenz verwendet, wobei der Schleifer S am Stelltransformator ST in den Pfeilrichtungen 13 im 5-Sekunden-Rhythmus zwischen einem Wert A und einem Wert E hin- und hergefahren wird.

Ist jetzt beispielsweise der Schalter S 1 geöffnet und der Schalter S 2 geschlossen, dann wird der Schleifer S in Pfeilrichtung 13 nach oben bewegt, d. h. von einem Wert A in Richtung zu einem Wert E.

Hierbei ist erkennbar, daß die primärseitige Wicklung des Transformators T 2 von einem minimalen Wert auf einen maximalen Wert hochgeregelt wird. Das heißt, der Transformator erhält eine amplitudenmodulierte Netzschwingung, die mit der Geschwindigkeit der Schleiferbewegung in Pfeilrichtung 13 moduliert ist und ebenso wird an der Sekundärseite des Transformators T 2 dieses amplitudenmodulierte Schwingungspaket entsprechend der Darstellung in Fig. 5 erzeugt.

Die Einhüllende dieses rechteckförmigen, amplitudenmodulierten Schwingungspaketes ist dann die Einhüllende 3 und 4. Auf diese Weise wird durch eine einfache Schaltung die beschriebene sinusförmige Einhüllende 3 und 4 erzeugt.

In analoger Weise erfolgt die Ansteuerung bei der Spannungsquelle 1, hier ist dann der Schalter S 2 geöffnet und der Schalter S 1 geschlossen, wobei sich dann der Schleifer in der Stellung des Wertes E befindet und in Pfeilrichtung 13 nach unten in Richtung auf den Wert A bewegt wird.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform für die Spannungsquellen 1 und 2, wobei erkennbar ist, daß die Einweggleichrichtung, die vorher über die Dioden D 1 und D 2 in Fig. 2 erfolgte, durch Hochspannungs­ kaskaden in Greinacher-Schaltung ersetzt wurden.

Ebenso können natürlich entsprechende Hochspannungswerte auch durch andere Schaltungsmaßnahmen, wie z. B. eine Villad-Schaltung erzeugt werden.

Der Einfachheit halber sind hier wiederum nur die Transformatoren T 1 und T 2 dargestellt, wobei die primärseitige Ansteuerung dieser Transformatoren entsprechend der Schaltung in Fig. 2 erfolgt.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Verwirklichung von zwei Spannungsquellen 1 und 2, wobei diesmal keine amplitudenmodulierte Netzfrequenz verwendet wird, sondern die entsprechende Frequenz wird durch eine elektronische Ansteuerung 14 erzeugt, die sinnvollerweise amplitudenmodulierte Rechteckschwingungen höherer Frequenz erzeugt, als 50 Hz. Damit besteht der Vorteil, daß ein relativ groß bauender Stelltransformator mit einem zu bewegenden Schleifer vermieden wird und die Erzeugung derartiger rechteckförmiger Schwingungspakete, wie sie in den Fig. 5 und 6 gezeigt sind, erfolgt über die elektronische Ansteuerung 14.

Durch die Verwendung einer höheren Frequenz als 50 Hz bei der elektronischen Ansteuerung 14 ergibt sich der Vorteil, daß die Transformatoren T 1 und T 2 wesentlich kleiner gebaut werden können.

Als elektronische Ansteuerung kommt jeder Signalgenerator in Betracht, der in der Lage ist, eine derartig amplitudenmodulierte rechteckförmige Kurvenform zu erzeugen, wie sie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist.

Die Fig. 8 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel die Möglichkeit, daß man eine Spannungsquelle einspart und nur noch eine einzige Spannungsquelle verwendet.

Hierbei wird über den Transformator T 3 Netzfrequenz zugeführt, wobei im Prüfstromkreis 15 eine Umpoleinrichtung S vorhanden ist, welche die Diode D entweder in der einen Richtung oder in der anderen Richtung in den Prüfstromkreis 15 einschaltet.

Hierbei wird der in den Fig. 9-11 gezeigte Kurvenverlauf erreicht.

Entsprechend der Schaltstellung der Umpoleinrichtung S in Fig. 10 wird das spannungsabhängige Element VDR zunächst bis zu Erreichen seiner Ansprechspannung hochohmig sein.

Mit Hochregeln der primärseitigen Spannung UP entsprechend dem Verlauf in Fig. 9 erreicht dann der VDR seine Ansprechspannung, wird niederohmig, wodurch dann der Kondensator C entsprechend dem Verlauf in Fig. 11, entsprechend der Kurve 8 aufgeladen wird, bis zum Scheitelwert 7.

Es wird nun die Umpoleinrichtung S betätigt und die Diode D wird im Gegensinn in dem Prüfstromkreis 15 eingeschaltet, wodurch wiederum nun der Transformator T 3 auf seiner Primärseite von einem Nullwert rechteckförmig, amplitudenmoduliert bis zu einem maximalen Wert hochgesteuert wird und die Spannung am Kondensator C den Kurvenverlauf entsprechend der Kurve 9 und 10 durchläuft.

Es wird dann wiederum umgepolt entsprechend Fig. 10 und der gleiche Vorgang wiederholt sich.

Fig. 12 zeigt eine mögliche Schaltung für die Ankopplung von Teilentladungsmeßgeräten und Verlustfaktor-Meßbrücken und einer Fehlerortungseinrichtung für Kabel an die Prinzipschaltung nach Fig. 1.

Wesentlich bei der hier beschriebenen Schaltung ist, daß ein Teilentladungsmeßgerät und ein Echometer zur Fehlerortung an Kabeln auf sehr einfache Weise angeschaltet werden können, wobei eine störungsfreie Auswertung erfolgt.

Voraussetzung hierfür ist, daß das Teilentladungsmeßgerät TEM und das Echometer EM über eine nicht näher dargestellte Ankopplungseinrichtung AKE mit der einen Seite der Prüflingskapazität C verbunden ist, während der andere Pol jeweils auf Masse gelegt ist.

Die Ankopplungseinrichtung AKE soll durchlässig für die entstehenden HS-Impulse im Bereich von etwa 20 KHz bis hinauf zu 10 MHz sein muß.

Wichtig hierbei ist, daß ein Teilentladungsmeßgerät TEM über einen synchronisierbaren Schalter S mit der einen Seite der Prüflingskapazität C verbunden ist, wobei die Synchronisation des Schalters S entsprechend der Frequenz der Rechteckschwingung der Spannungsquellen 1 und 2 ist. Hiermit blendet der Schalter S die durch die Rechteckschwingungen entstehenden Störspannungsspitzen aus.

Ein Echometer zur Fehlerortung an Kabeln (sofern die Prüflingskapazität C als Kabel ausgebildet ist) kann direkt über die beschriebene Ankopplungseinrichtung AKE mit dem Prüfling C verbunden sein.

Wenn ein Kurzschluß im Prüfling C auftritt, dann wird dieser Kurzschluß von dem Echometer erfaßt und das Echometer sendet dann einen Sendeimpuls über die Ankopplungseinrichtung AKE in den Prüfling hinein, um den Fehlerort zu bestimmen.

Für ein derartiges Echometer EM kann sehr gut ein Transientenrecorder eingesetzt werden, weil es sich hierbei um einen einmaligen Vorgang handelt.

Auch die Verlustfaktormessung ist sehr einfach wie in Fig. 12 dargestellt, denn der untere Fußpunkt der Prüflingskapazität C (Fußpunkt 16) ist nun nicht unmittelbar im Prüfstromkreis 5, 6 eingeschaltet, sondern dieser Fußpunkt ist über die Verlustfaktor-Meßbrücke gegeben, wobei der Widerstand R relativ hochohmig ist, um ein Referenzsignal zu erzeugen.

Die Verlustfaktor-Meßbrücke kann beispielsweise eine Scheringbrücke sein, wobei Ix der Meßstrom ist und In der Referenzstrom ist, der über den Widerstand R, einen Strom-Spannungswandler und einen Kopplungs-Kondensator 17 erzeugt wird.

Diese Anordnung erspart einen sehr aufwendigen und teuren Hochspannungs- Vergleichskondensator.

Zu der Schaltung nach Fig. 1 sei noch nachgetragen, daß die Ansprechspannung von VDR 1 bzw. VDR 2 30 kV beträgt. Die maximal mögliche Scheitelspannung an der Prüfkapazität C beträgt ebenfalls 30 kV. Zu Beginn ist der Kondensator C entladen.

Zur Schaltung nach Fig. 2 sei nachgetragen, daß der Schleifer S des Stelltransformators ST so zwischen einem minimum A und einem maximum E hin- und hergefahren wird, daß zwischen A und S und zwischen E und S eine mit z. B. 0,1 Hz amplitudenmodulierte, höherfrequente Wechselspannung, z. B. 50 Hz, entsteht. Zunächst wird S 2 geschlossen und der Schleifer von A nach groß E bewegt. Dann liegt an C die maximal mögliche negative Spannung an.

Nun wird S 2 geöffnet und S 1 geschlossen. S 1 und S 2 werden vorteilhafterweise als elektronische Schalter ausgeführt.

Der Schleifer S wird nun von E nach A bewegt. Die Spannung an C wird dadurch umgepolt und auf den höchstmöglichen positiven Wert gebracht. Die Bewegung des Schleifers kann dabei auch so erfolgen, daß die Spannung an C nicht sinusförmig, sondern beispielsweise dreieckförmig verläuft.

T 1 und D 1, bzw. T 2 und D 2 können auch durch Spannungsvervielfachungsschaltungen (z. B. sogenannte Greinacher-Kaskaden) ersetzt werden, wie dies in Fig. 3 gezeigt wird.

Da die Transformatoren in Abb. 2 und Abb. 3 und die Kondensatoren in der in Abb. 3 dargestellten Greinacher-Kaskade möglichst klein werden können, wird in Fig. 3 vorteilhafterweise für die Trägerfrequenz eine Frequenz größer als 50 Hz, z. B. 400 oder 1000 Hz oder sogar eine noch größere Frequenz gewählt.

Die Trägerfrequenzspannung muß nicht sinusförmig sein, sondern hat in Fig. 3 vorteilhafterweise eine Rechteckform.

Zeichenlegende

 1  Spannungsquelle
 2  Spannungsquelle
 3  Einhüllende
 4  Einhüllende
 5  Prüfstromkreis
 6  Prüfstromkreis
 7  Scheitelwert
 8  Kurve
 9  Kurve
10  Kurve
11  Scheitelwert
12  Kurve
13  Pfeilrichtung
14  Elektrische Aussteuerung
15  Prüfstromkreis
16  Fußpunkt
17  Kopplungskondensator

Claims (7)

1. Prüfgenerator zur Prüfung von Kapazitäten zur Beurteilung der Spannungsfestigkeit und des Durchschlagverhaltens der Isolation, wobei der zu prüfenden Kapazität eine 0,1 Hz Schwingung hoher Wechselspannungsamplitude zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei entgegen Takt arbeitende gegenpolig geschaltete Spannungs­ quelle (1, 2) vorgesehen sind, die jeweils über ein spannungs­ abhängiges Element (VDR 1, VDR 2) mit der Prüfkapazität C verbunden sind, wobei das spannungsabhängige Element bis zu einer maximal zulässigen Prüfspannung an der Prüfkapazität C hochohmig ist und über diese maximal zulässige Prüfspannung niederohmig verläuft.

2. Prüfgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als spannungsabhängiges Element eine Zenerdiode, ein Thyristor, eine Funkenstrecke oder ein Triac vorgesehen sind.

3. Prüfgenerator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Gegentakt arbeitenden Spannungsquellen an der Prüfkapazität C gleichzeitig nur eine der Spannungsquellen anliegt, die in ihrer Spannung hochgeregelt wird.

4. Prüfgenerator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkapazität C eine sinusförmige Spannung zugeführt wird.

5. Prüfgenerator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil­ entladungsmeßgerät (TEM) über einen Schalter S und eine An­ kopplungseinrichtung (AKE) mit der Prüfkapazität verbunden ist, wobei mit Hilfe des Schalters S die Störimpulse ausge­ blendet werden können, die durch den Prüfgenerator selbst erzeugt werden.

6. Prüfgenerator nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Prüfung von Kabeln eine Ankopplungseinrichtung (AKE) auch zur Ankopplung eines Echometers verwendet wird, das bei Durch­ schlag des Kabels einen Sendeimpuls lüber die AKE auf den stehenden Lichtbogen sendet und mit dem die Zeit zwischen Sendeimpuls und Reflexionsimpuls gemessen wird und damit der Fehler geortet werden kann.

7. Prüfgenerator zur Prüfung von Kapazitäten zur Beurteilung der Spannungsfestigkeit und des Durchschlagverhaltens der Isolation, wobei der zu prüfenden Kapazität eine 0,1 Hz Schwingung hoher Wechselspannungsamplitude zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Spannungsquelle (UP) vorgesehen ist, wobei im Prüfstromkreis in Serie zu einem spannungsabhängigen Element (VDR) ein Umschalter angeordnet ist, welcher im Takt der Umschaltung der Prüfkapazität C eine jeweils entgegengesetzt gepolte Prüfspannung zuführt.