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Wechselstromprüfeinrichtung für Drähte mit dünnen Isolierschichten
Zur Ermittlung der elektrischen Brauchbarkeit dünner Isolierschichten von Drähten,
z. B. von Lackdrähten, sind verschiedene Vorrichtungen bekanntgeworden, die derartig
arbeiten, daß Drahtführungsrollen, Abzugsscheiben o. dgl. der Lackier- bzw. Trockenvorrichtung
unmittelbar als Teile eines Prüfstromkreises benutzt werden, wobei die Fehlerstellen
des zu prüfenden Drahtes den Kontakt herstellen und der Stromkreis einer mit der
Vorratsrolle verbundenen Stromquelle geschlossen wird. Dadurch kann ein Zählwerk
betätigt «erden, daß die Fehlerzahl anzeigt. Der Nachteil dieser Anordnung besteht
darin, daß sich mit Hilfe von Metallrollen nur einseitige und dabei nur lose Kontakte
ermöglichen lassen, die ein zuverlässiges Anzeigen der Fehlerstellen nicht bewirken.
Die Stromverbindungen durch Metallrollen variieren nicht nur durch ungleiche Berührung
der Rolle mit dem Draht, sondern auch in starkem Maße durch die Feuchtigkeit der
Luft, so daß es vorkommt, daß bei guter Berührung der Rolle oder bei hoher Luftfeuchtigkeit
eine schlechte Stelle registriert wird, die unter anderen Bedingungen nicht angezeigt
wird.
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Ferner ist ein Apparat bekannt, bei dem der Draht durch Quecksilberbäder
gezogen und die Kontaktwirkung zwischen der Kupferseele und dem Quecksilberbad zur
Aus-Lösung von Registrierapparaten benutzt wird. Abgesehen von den schädlichen Einflüssen
des Quecksilbers auf die Isolierschicht des Drahtes und auf das Leitungsmaterial
ist es ungünstig, daß das Quecksilber bei der kurzen Berührungszeit keineswegs in
die überaus kleinen Poren und Risse der Isolierschicht eindringen kann.
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Das für Isoliermaterial von geringer Stärke, z. B. für Isolierband,
angewandte Verfahren, das Material zwischen zwei Elektroden einer Funkenstrecke
hindurchzuführen, ist für isolierte Leitungen nicht anwendbar.
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Es ist nun zwar ein Verfahren bereits bekanntgeworden, bei dem der
zu prüfende Draht durch einen ionisierten Luftstrom geführt wird, wobei der Leiter
auf der ganzen Strecke, bei der er von ionisierter Luft umgeben wird, durch ein
Kugelbad läuft, das als Elektrode dient. Die Kugeln liegen dicht auf der Isolation
des Leiters wie die Kugeln eines Kugellagers auf der Welle. Da die Kugeln den Leiter
nur tangieren, so wird der Leiter von ionisierter Luft rings umgeben. Dieses bekannte
Verfahren hat aber den Nachteil, daß weder das Auftreten von Funken oder Büschelentladungen
noch eine Leuchterscheinung des Glimmfeldes nach außen sichtbar ist, weil die Metallkugeln
den zu prüfenden Draht umgeben. Da ferner die Metallkugeln auf der Isolation des
Leiters
aufliegen, können zudem Büschelentladungen von den als Elektrode
dienenden Kugeln zum Leiter gar nicht auftreten.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die
feststehende Elektrode einer Wechselstromprüfeinrichtung in einem solchen Abstand
von dem zu prüfenden, als andere Elektrode dienenden Draht angeordnet und so geformt
ist, daß die Stellen fehlerhafter Isolation des zu untersuchenden Drahtes durch
Beobachtung der Änderung der Leuchterscheinung infolge des überganges der Glimmentladung
in eine Büschelentladung von blitzartiger Leuchtform feststellbar sind. Die feststehende
Elektrode kann aus zwei oder mehreren unter gleichem Potential stehenden Metallplatten
bestehen, deren Entfernung vom Draht parallel zu dessen Achse verstellbar ist und
die unter Vorschaltung eines Drehkondensators in den Stromkreis eine solche Potentialdifferenz
gegen den Draht erhalten, daß rings um denselben ein Glimmfeld entsteht.
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Dieses Glimmfeld wird so eingestellt, daß beim Passieren einer Fehlerstelle
der Drahtisolierung durch das Glimmfeld eine Büschelentladung zwischen der Fehlerstelle
und den Platten auftritt, eine Lichtbogenbildung (Funken) aber verhindert wird.
Die Regulierung des Glimmfeldes geschieht durch Verstellen der Platten gegenüber
dem Drahte. Diese sind über einen Drehkondensator an den einen Pol einer Hochspannungswechselstromquelle
(Transformator) angeschlossen, während der andere Pol der Hochspannungsquelle über
einen Widerstand geerdet ist. Der zu prüfende Draht ist an Erde gelegt.
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Das neue Prüfverfahren bietet gegenüber den bekannten den Vorteil,
daß die beim Passieren einer Fehlerquelle auftretende Büschelentladung einerseits
die Isolationsschicht nicht beschädigt und andererseits für das Auge und das Ohr
deutlich wahrnehmbar ist. Der die Prüfung des Drahtes oder - wenn die Prüfvorrichtung
an der Fabrikationsmaschine angebracht ist -die Fabrikation überwachende Arbeiter
ist, ohne daß er die einzelnen Prüfvorrichtungen ständig beobachtet, durch das Geräusch
der Büschelentladungen imstande, die Qualität des Drahtes zu beurteilen und, je
nach der Zahl der Büschelentladungen in der Zeiteinheit, sofort Änderungen an der
Maschine vorzunehmen, um die Fehlerquelle zu beseitigen. Bei der Herstellung von
Lackdraht kann z. B. die Dicke der Lackschicht, die Temperatur o. dgl. reguliert
werden.
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Die bei der Büschelentladung vom Draht zur Platte übergehende Energie
kann durch Verstellen des vorgeschalteten Drehkondensators so gering gehalten werden,
daß weder ein Loslösen von Metallteilchen noch ein Verbrennen oder überhaupt eine
Beschädigung der Isolation des Leiters auftritt. Da die Spannungsdifferenz bei diesem
Verfahren konstant bleibt, ist die Prüfung des Drahtes vollkommen gleichmäßig.
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Eine schematische Darstellung des Prüfapparates ist in Abb. i, die
angewandte Schaltung in Abb. z dargestellt.
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Die unter dem gleichen Potential stehenden Platten i sind leitend
miteinander verbunden durch die Schraube 2, die außerdem zur Verstellung des Abstandes
der Platten voneinander und vom Draht dient. Sie sind an den isolierenden Trägern
5 befestigt. Der Draht q. läuft von der Spule 3 zur Spule 3'; beide Spulen sind
in dem Gerüst 6 gelagert.
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Bei der in Abb.2 dargestellten Schaltanordnung sind die Platten i
über einen Drehkondensator C mit dem einen Pol der Sekundärwicklung eines Übertragers
Ü verbunden. In dem Primärstromkreis des Übertragers fi liegt die Wechselstromquelle
WM.
Der andere Pol der Sekundärwicklung des' Übertragers (J' ist über einen
Widerstand W
geerdet. Der zu prüfende Draht q. ist an beiden Enden geerdet,
um dadurch einen Berührungsschutz zu erzielen. Der Draht kann jedoch auch ohne Erdung
geprüft werden; die Spulenwellen sind dann isoliert gelagert. Es können ferner von
derselben Spannungsquelle mehrere Drähte gleichzeitig geprüft werden. Zu diesem
Zweck wird der Kondensator C so ausgebildet, daß die mit der Spannungsquelle verbundene
Belegung aus einer Platte besteht, während die zweite Belegung aus mehreren voneinander
isolierten Drehplatten besteht, von denen jede mit je einem Plattenpaar i verbunden
ist.