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Tragbare Prüfeinrichtung zur Feststellung von Isolationsfehlern an
Leitungsmasten für Wechseistromleitungen Es sind bereits Vorrichtungen zur Ermittlung
von Stromverlusten in elektrischen Wechselstromleitungen mittels einer Edelgasröhre,
wie z. B. einer Neonröhre, bekannt, deren eine Elektrode mit dem zu ermittelnden
Verlustweg verbunden ist, wobei der Stromkreis der Edelgasröhre einen Telephonhörer
erregt.
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Diese Vorrichtungen bestehen aus Meßstangen, die einen festen Kondensator
mit inneren Nfetallbelägen bilden, die auf der ganzen Länge der Meßstange verteilt
sind, wobei dieser feste Kondensator mit einem veränderlichen, in Volt geeichten
Kondensator in Reihe geschaltet ist, in dessen Nebenschluß eine mit einem Telephonhörer
in Reihe geschaltete Edelgasröhre liegt, so daß die Betätigung des veränderlichen
Kondensators eine solche Erhöhung der Spannung an den Klemmen der Edelgasröhre bewirkt,
daß die genannte Röhre plötzlich aufleuchtet, was bei einer Spannung von so Volt
stattfindet. Da die optische Beobachtung der Röhre im vollen Sonnenlicht schwierig
ist, so soll es mit dem Hörer-möglich sein, den genauen Zeitpunkt durch das Gehör
festzustellen, wo der Zündstromstoß erzeugt wird.
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Dieses Verfahren zur Kontrolle des Spannungsunterschiedes zwischen
einem Isolatorenglied und der Erde beruht also auf der optischen Beobachtung einer
Edelgasröhre oder auf der akustischen Beobachtung eines Zündstromstoßes in dem Zeitpunkt,
wo die Röhre bei der Betätigung eines veränderlichen Kondensators aufleuchtet.
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Dieses Verfahren ist nicht ohne Gefahr, ebenso wie die Verfahren,
die darin bestehen, die einzelnen Glieder einer Kette oder die einzelnen Glocken
eines starren Isolators nacheinander mit einem am Ende einer Prüfstange befestigten
Taster zu berühren. Der Bedienende kann insbesondere einen Erdschluß durch Einleiten
eines Lichtbogens auf einem Isolator oder einer Isolatorenkette hervorrufen. Übrigens
erfordert dieses Verfahren Meßstangen, die vollkommen trocken sind; die mit der
Prüfung beauftragte Abteilung muß daher stets einen Trockenofen mit sich führen.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen.
Sie betrifft eine tragbare Prüfeinrichtung zur Feststellung von Isolationsfehlern
an Leitungsmasten für Wechselstromleitungen mittels einer Prüfstange
in
Verbindung mit einer Edelgasröhre und einem Telephonhörer. Das Wesen der Erfindung
besteht darin, daß die Prüfstange. die in an sich hekannter Weise an ihrem Ende
einen stromleitenden Haken trägt, über eine Edelgasröhre mit dem einen Ende und
über einen Schalter mit dem anderen Ende der Primärwicklung eines Transformators
verbunden ist. in dessen Sekundärkreis ein Telephonhörer eingeschaltet ist, derart,
daß mittels der Erdkapazität der Einrichtung bei geschlossenem Schalter an dem unverzerrten
Ton im Telephonhörer das Vorhandensein von Spannung in der Leitung und bei geöffnetem
Schalter an dem Ansprechen der Edelgasröhre bzw. an dem verzerrten Ton im Telephonhörer
das Vorhandensein eines Iso lationsfehlers erkennbar ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt,
auf der Fig. I eine schematische Ansicht der Einrichtung in der Verwendungsstellung
ist.
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Fig. 2 ist ein Bild der Stromstärke durch die Edelgasröhre.
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Fig. 3 ist eine Darstellung einer andern Ausführungsform der Edelga
sröhre.
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Die Einrichtung hesteht hauptsächlich aus einer Röhre 1 die ein Gas,
wie z. B. Neongas, im verdünnten Zustand enthält; die Röhre I enthält zwei Elektroden
2, 3, die in einen Stromkreis 4 eingeschaltet sind, in dem noch ein Schalter 5 und
die Primärwicklung 61 eines Transformators 6 mit Eisenkern 6s liegen.
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Der Kreis 4 ist an der Verbindungsstelle zwischen der Elektrode 3
und dem Schalter 5 an einen stromleitenden Haken 7 angeschlossen, der von einer
isolierenden Stange 8 getragen wird.
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Endlich ist die Sekundärwicklung 62 des Transformators 6 an einen
Telephonhörer 9 über einen Widerstand Io angeschlossen.
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Bevor auf die Wirkungsweise der Einrichtung eingegangen wird, ist
es zweckmäßig, an einige Eigenschaften der Neonröhren zu erinnern: Der Durchgang
eines Stromes durch eine solche Röhre verursacht ein Aufleuchten im Innern der Röhre.
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Das elektrische Feld in der Röhre ist nicht gleichmäßig stark verteilt,
selbst wenn die beiden Elektroden 2, 3 sehr nahe heieinander liegen. Das Feld ist
vielmehr in der Nähe der Kathode stärker, so daß die Spannung der brennenden Röhre
zwischen den Klemmen II, 12 kleiner als die Durchschlagsspannung ist; ferner nimmt
die erstere Spannung mit zunehmendem Strom ab.
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Eine ÄVechseispannung 4 (Fig. 2) verursacht daher die Ionisation
der zwischen den Elektroden 2, 3 sich befindenden Gasmolekülen; es entsteht also
ein sehr geringer Strom I zwischen den Elektroden.
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Wenn aber die Wechselspannung durch einen Wert B, kleiner als @,
geht. wird die Ionisation ungenügend, um diesen Strom aufrechtzuerhalten.
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Unter diesen Umständen spricht die Neonröhre bei jeder Halbwelle
der Wechselspannung nur während einer kurzen Zeit an. indem der Strom in der Röhre
nur dann auf tritt, wenn die Spannung an den Klemmen der Elektroden den Grenzwert
4 überschreitet. Die Kurve C, die den durch die Röhre fließenden Strom darstellt,
ist daher keine Sinuslinie (Fig. 2).
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ÄVill man die Einrichtung verwenden. so wird der Haken 7 der isolierenden
Stange 8 mit einem Punkt des Leitungsträgers I3 in Berührung gebracht, der auf Verluststrom
zu prüfen ist. welcher z. B. durch einen Iso lationsfehler bei 25 verursacht wird.
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Dadurch, daß die der Witterung ausgesetzte äußere Oberfläche des
Leitnngsmastes einen kleineren spezifischen Widerstand als das Innere desselben
aufweist. fließt der Verluststrom durch die äußere Oberfläche zur Erde, und zwar
in der Richtung der Alaterialfasern, d. h. nach dem Pfeil jl, denn die Fasern bilden
einen ÄVeg von kleinstem Widerstand.
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Es ist daher möglich, diesen Strom mittels eines metallischen Leiters
aufzufangen und ihn nach der Prüfeinrichtung zu leiten. Zu diesem Zweck empfiehlt
es sich. die Spitzen 15 zu verwenden, die an den Nlasten vorgesehen sind, um ein
Aufklettern durch unbefugte Personen zu verhüten: es genügt somit, den Haken 7 an
die besagten Spitzen aufzuhängen.
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Mit dem Schalter 5 in geschlossener Stellung setzt nun der Operateur
den Hörer 9 an seine Ohren und hängt den Haken 7 in 15, wie bereits erklärt, auf.
Er hört so einen Ton. der durch Einwirkung des elektrischen Feldes der Leitung 14
auf den Kreis 4 und durch die Erdkapazität dieses Isreises verursacht wird. Der
Operateur kann somit feststellen, ob die Leitung unter Spannung steht.
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Darauf öffnet der Operateur den Schalter 5.
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Ist ein Verluststrom auf dem Träger I3 vorhanden, so wird dieser
Strom zweimal in der Periode durch die Edelgasröhre I unterbrochen. Es entsteht
somit an den Elemmell der Primärwicklung 61 des Transformators 6 eine Spannung e,
die einen Strom i in den den Telephonhörer g enthaltenden Sekundärkreis induziert.
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Fig. 1 zeigt. punktiert, die Wege f2, f3, j4, p der Kapazitätsströme
zur Erde.
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Der Strom i weist die gleichen Änderungen auf als die ihn verursachende
Spannung. so daß der Operateur in dem Hörer g nunmehr einen verzerrten Ton hört.
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Der Operateur kann daher leicht diejenigen Leitungsträger feststellen,
deren Isolatoren I6 mangelhaft sind.
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Entsteht dagegen kein verzerrter Ton. so ist dies eine Andeutung
dafür, daß kein Verluststrom vorhanden ist und daß die Isolatoren in gutem Zustand
sind.
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Das obige Verfahren ermöglicht insbesondere auch, die Stromverluste
zu finden, die durch eine in der Gegend des Halses des Isolators mündende Durchlochung
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Spaltung hervorgerufen werden; ein solcher Mangel würde dem Operateur
durch das Vorhandensein des Leitungsdrahtes und des Befestigungsdrahtes verborgen
bleiben, selbst wenn der Operateur die Leitung ganz nahe nach erfolgter Abstellung
der Spannung untersuchen würde.
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Die Ausführung dieses Verfahrens benötigt übrigens durchaus keine
Hilfsstromquelle, wodurch die Einrichtung äußerst einfach in der Herstellung und
bequem tragbar wird. Ferner sind die Erhaltungskosten aufs kleinste herabgesetzt.
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Während der Untersuchung empfiehlt es sich, die Klemme 17 des Hörers
mit dem Finger zu berühren, wodurch der Ton am stärksten wird. Der Stromkreis wird
nämlich so durch die Kapazität Ig geschlossen, deren eine Armatur 19 durch den Körper
des Operateurs und die andere Armatur 20 durch die Erde gebildet wird. Das Dielektrikum
21 dieser Kapazität wird durch die Sohlen des Operateurs dargestellt.
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Übrigens kann der Operateur einen isolierenden Ständer benutzen,
um sich von der Erde zu isolieren, wodurch die Sicherheit beim Suchen der Isolationsfehler
größer gemacht wird.
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Die Einrichtung nach der Erfindung kann auch in Einzelheiten von
dem Ausffihrung,sbeispiel nach Abb. 1 abweichen So kann insbesondere an Stelle einer
Edelgasröhre mit parallelen Elektroden 2, 3 (Fig. I) auch eine solche mit gegenüberliegenden
Elektroden 2, 3 (Fig. 3) verwendet werden.
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PATENTANSPRÜCEIE: 1. Tragbare Prüfeinrichtung zur Feststellung von
Isolationsfehlern an Leitungsmasten für ÄVechselstromleitungen mittels einer Prüfstange
in Verbindung mit einer Edelgasröhre und einem Telephonhörer, dadurch gekennzeichnet,
dar' die Prüfstange (8), die in an sich bekannter Weise an ihrem Ende einen stromleitenden
Haken (7) trägt, über eine Edelgasröhre (I) mit dem einen Ende und über einen Schalter
(5) mit dem andern Ende der Primärwicklung eines Transformators (6) verbunden ist,
in dessen Sekundärkreis ein Telephonhörer (g) eingeschaltet ist, derart, daß mittels
der Erdkapazität der Einrichtung bei geschlossenem Schalter an dem unverzerrten
Ton im Telephonhörer das Vorhandensein von Spannung in der Leitung und bei geöffnetem
Schalter an dem Ansprechen der Edelgasröhre bzw. an dem verzerrten Ton im Telephonhörer
das Vorhandensein eines Isolationsfehlers erkennbar ist.