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Verfahren zur Isolationsprüfung der Wicklungen von elektrischen Maschinen
und Apparaten Um die Isolationsfestigkeit der Wicklungen von elektrischen Maschinen
und Apparaten, z. B. von Transformatoren, Mo- 1 toren, Generatoren usw., zu prüfen,
hat man I,isher die Wicklungen mit Stoßspannung l)eansprucht oder der Sprungwellenprobe
unterworfen. Wie sich herausgestellt hat, kann es l)Ci der Beanspruchung der elektrischen
Apparate mit Stoßspannung allein vorkommen, daß die Isolation des Prüflings an irgendeiner
Stelle zerstört werden kann, ohne daß die Messungen oder das äußere Aussehen der
Isolation die Schäden erkennen lassen, wenn man nicht zu dem umständlichen Mittel
greifen will, die ganze Maschinen- oder Trausformatorwicklung nach der Stoßspannungsprüfung
abzuwickeln und genauestens auf die Fehler hin zu untersuchen. Auch hierbei können
Fehler unter Umständen übersehen werden, wenn die Isolation durch die Stoßspannung
nur ganz fein punktiert wurde.
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Diese Fehlerstellen halten im späteren Betrieb noch lange der Betriebsspannung
stand.
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1 Sie stellen aber ein ständiges Gefahren moment für den elektrischen
Apparat dar, wenn außer der Betriebsspannung Uberspannungen
von
Schaltvorgängen im Netz oder von atmosphärischen Entladungen diese punktierten Stellen
treffen.
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Es ist nun bereits ein Verfahren zur Isolationsprüfung elektrischer
Maschinen und Apparate bekanntgeworden, bei dem der Prüfling während der Stoßprüfung
gleichzeitig mit Wecllselspannung normaler Betriebsfrequenz erregt wird. Da bei
dieser Prüfung der von der erregenden Wechselspannung herrührende Spannungsanteil
an der Durchschlagsstelle gegenüber der Phasenspannung im Verhältnis der Windungszahlen
des durchgeschlagenen Wiclilullgsabschnittes zur Windungszahl des gesamten Schenkels
zurückgesetzt ist, so kann die betriebsfrequente Spannung an der Durchschlagsstelle
bei kleiner Anzahl der überbrückten Windungen unter Umständen so klein sein, daß
nadel dem Verlöschen des ersten 5 toßüberschlag funkens eine Xeuzündung des Lichtbogens
in der nächsten Halbwelle der speisenden Wechselspannung nicht mehr möglich ist.
NIit Rücksicht auf die Sättigung des Eisenkerus und eine Gefährdung der Isolation
gegen Erde läßt sich aber die erregende Wechsel spannung auch nicht beliebig steigern.
Es besteht daher auch bei bekannten Verfahren der Stoßprüfung unter gleichzeitiger
Wechselspannungserregung die Gefahr, daß durchgeschlagene Stellen in der Wicklungsisolation
trotz der Wediselspannungserregung nicht ausgebrannt werden, da über die Durchschlagsstelle
kein betriebsfrequenter Strom nachfließell konnte Aufgabe der Erfindung ist es,
hier Abhilfe zu schaffen und auf jeden Fall ein Ausbrennen von Isolationsfehlern,
die bei der Stoßprüfung entstanden sind, zu sichern. Gemäß der Erfindung wird der
Prüfling zu diesem Zweck gleichzeitig mit der Stoßprüfung auch noch der Sprungwellenprobe
unterworfen. Es werden also unmittelbar nach dem ersten durch die Stoßspannung gezündeten
teberschlagsfunken an der schadhaften Stelle von der nächsten Halbwelle ab periodisch
eine große Zahl kleinerer. aber immer noch genügend hoher Spannungsstöße in rascher
Folge auf die beschädigte Isolation gegeben. Dadurch wird verhindert. daß die einmal
beschädigte Isolation sich wieder teilweise regenerieren kann, die von der Stoß
spannung durchschlagene Isolationsstelle wird vielmehr in jeder Halbwel le von der
Sprungwellenspannung neu durchbrochen und so durch die große Zahl der aufeinanderfolgenden
Durchbrüche die Festiglceit der schadhaften Stelle so weit herabgesetzt, daß nunmehr
auch der betriebsfrequente Wechselstrom nachfließen und die Defelststelle auch äußerlich
erkenntlich ausbrennen kanii.
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Die Sprungwellenprobe, die allein eine zu niedrige Beanspruchung
der Wicklung ergibt, um die Gewittersicherheit des Transformators zu erhärten, dient
also hier lediglich zur Aufdeckung von Fehlerstellen, welche durch die gleichzeitige
schärfere Stoßprüfung entstanden sind. Silan könnte auch daran denken. die Sprungwellenprobe
anschließend an die Stoßprüfung gesondert durchzuführen Ein solches Verfahren würde
aber wieder die Gefahr in sich bergen, daß die Festigkeit der Durchschlagsstelle
sich inzwischen so weit regeneriert. daß die kleinere Sprungwellenspannung nicht
mehr zum Durchschlagen der schadhaften Stelle ausreicht.
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Sur die gleichzeitige Stoß- und Sprungwellenprüfung, bei der der
Prüfling also mit drei Spannungsarten, nämlich Stoß wellen-.
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Sprungwellen- und Wechsel spannung, gleichzeitig beansprucht wird,
bietet eine sichere Gewähr für das Ausbrennen samtlicher bei der Stoßprüfung entstandener
Fehlerstellen.
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Ein Ausführungsbeispiel für die Schaltung. die für das erfindungsgemäße
Verfahren rerwendet werden kann, ist in der Zeichnung dargestellt. Der Prüfling
ist ein Drehstromtransformator I in Sternschaltung, dessen Primärwicklung 2 von
einer Wechselstromquelle 3 erregt wird und dessen Sekundärwicklung 4 über die Funkenstrecken
5 an die Rondensatoren 6 angeschlossen ist. Die Einstellung der Funkenstrecken 5
und die Erregung des Transformators erfolgt beispielsweise nach den Vorschriften
der RET.VDE 0532. Über die Schaltfunlsenstrecl;e I7 ist der Stoßgenerator 7 in Marxscher
Schaltung mit den Kondensatoren 6 bzw. dem Prüfling 1 gekoppelt. Über den Transformator
8 und das Glühventil 9 wird der Stoßgenerator 7 aufgeladen, Io sind seine Zündfunkenstrecken,
II die Einzelkapazitäten und 12 hochohmig Widerstände. Eine Hilfsfunkenstrecke 13
dient der Abtrennung des Entladenviderstandes 14 von der Schaltung nach Ablauf des
Stoßvorganges. Sie kann auch unter Umständen weggelassen werden. Der Entladexviderstand
14 wird an Erde 15 angeschlossen.
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Wenn das Funkenspiel an den Funkenstrecken 5 einsetzt, wird gleichzeitig
die Stoßspannung, für die die Kondensatoren 6 keinen nennenswerten Widerstand darstellen,
auf den Prüfling geschaltet. Dieser wird infolgedessen mit einer Spannung von Betriebsfrequenz
(z. B. 50 Hz), mit den von der Sprungwellenschaltung herrührenden, rasch aufeinanderfolgenden
einzelnen Spannungsstößen und außerdem mit den in größeren Zeitabständen folgenden
kurzzeitig verlaufenden Spannungsstößen des Stoßgenerators beansprucht. Wenn es
darauf ankommt. die Stoß spannung in einem bestimmten Zeitpunkt
der
betriebsfrequenten Wechseispannung auf das Prüfobjekt zu schalten, empfiehlt es
sich, die Funkenstrecken 5 oder I7 mit Steuerelektropen zu versehen, z. B. also
DreileTektrodenfunkenstrecken in die Schaltung einzubauen Die dritte Elektrode,
also die Steuerelektrode, kann dabei mit spannungsführenden Teilen des Stoßgenerators
7 galvanisch, verbunden werden.
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Sollte sich bei der Stoßprüfung ein Klemmenüberschlag oder ein Isolationsdurchschlag
am Prüfling ergeben, würden unter Umständen die Kondensatoren 6 der Sprungwellenschaltung
mit nahezu der vollen Stoßspannung beansprucht. Zum Schutz der Kondensatoren 6 werden
sie daher vorteilhaft durch Funkenstrecken I6 überbrückt, die entsprechend der Prüfspannung
des Kondensators eingestellt werden.
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Gleichzeitig mit der obengenannten Prüfung oder im Anschluß an diese
kann auch die Windungsprobe des Prüflings erfolgen, bei der man den Prüfling auf
die doppelte Betriebsspannung mit entsprechend erhöhter Frequenz erregt.