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Gerät zur Isolationsüberwadiung Es besteht bisher noch kein Gerät,
das selbsttätig das Nachlassen des Isolationswertes zwischen zwei Polen anzeigt
und bei höchster elektrischer Empfindlichkeit gleichzeitig unempfindlich gegen rauhe
Behandlung ist, wie sie z. B. in Untertagebetrieben vorkommt. Man kann den Isolationswiderstand
zwischen zwei Polen mittels bekannter Kurbelinduktoren prüfen, erhält dann aber
nur ein Bild über den Zustand im Zeitpunkt der Messung. Um eine dauernde Überwachung
sicherzustellen, ist das Einschalten von Relais oder Meßinstrumenten möglich. Relais
erfordern wegen der Empfindlichkeit der kontaktgebenden Teile eine ständige Wartung.
Meßinstrumente sind der Zerstörung durch Überspannung und Überstrom ausgesetzt,
im übrigen sind wegen der hohen, von den VDE-Norinen vorgeschriebenen Isolationswerte
schon Meßinstrumente erforderlich, deren empfindlicher Aufbau eine Verwendung in
rauhen Betrieben nicht gestattet.
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Es bedarf keiner Frage, daß für die Isolationsprüfung eine Gleichspannung
in Frage kommt, da wegen der hohen Kapazitäten, die zuweilen zwischen den auf ihren
Isolationswiderstand zu prüfenden Polen liegen, Wechselspannung ausscheidet. Die
Gleichspannung muß ferner von ausreichender Höhe sein. Die entsprechenden VDE-Vorschriften
verlangen als Prüfspannung mindestens ioo Volt. Gemäß der Erfindung wird zur Speisung
des Gerätes zur Überwachung des Isolationswertes zwischen zwei Polen eine Wechselspeisespannung
benutzt. Das Gerät umfaßt einen Transformator, der sekundärseitig an einen Gleichrichter
angeschlossen ist. An die so gebildete Gleichspannung werden über einen Vorschaltwiderstand
die Pole angeschlossen, deren Isolationswert
zu überwachen ist.
Die Primärseite des Transformators liegt in Reihe mit einem weiteren Vorschaltwiderstand,
und parallel zu der Primärseite des Transformators und einem Teil des Vorschaltwiderstandes
liegt das Anzeigegerät. Sinkt jetzt der zu überwachende Isolationswert ab, so nimmt
auch die Primärseite des Transformators mehr Strom auf, so daß sich die Spannungsverhältnisse
im Primärkreis verändern. Das Anzeigegerät ist derart beschaffen und so eingestellt,
daß es in dieser Schaltung bei Ab-
sinken des Isolationswertes unter.einen
vorgegebenen Betrag anspricht.
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Die Sekundärseite des Transformators ist so bemessen, daß sie der
Summe des hier vorgesehenen Vorschaltwiderstandes und desjenigen Isolationswertes
angepaßt ist, bei dessen Unterschreiten das Anzeigegerät ansprechen soll. Entsprechend
ist die Primärseite des Transformators so bemessen, daß sie beim Absinken des zu
überwachenden Isolationswertes auf den Ansprechbetrag den auf der Primärseite vorhandenen
Vorschaltwiderständen angepaßt ist.
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An Hand der Zeichnung sei zunächst ein Ausführungsbeispiel für die
vorliegende Erfindung dargestellt.
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Um den Isolationswert zwischen den Polen i und 2 zu messen, werden
die Pole 3 und 4 der Wechselspannung über die Widerstände 5 und
6 an die Primärwicklung 7 eines Transformators 8 angeschlossen,
dessen symmetrische sekundäre Wicklungshälften 9
an die Gleichrichter io in
Vollweggleichrichterschaltung angeschlossen sind, wobei durch den Kondensator ii
die zwischen den Punkten 12 und 13 herrschende Gleichspannung geglättet wird. Diese
Punkte werden über den Vorschaltwiderstand 14 an die zu überwachenden Pole i und
2 angeschlossen, an denen demnach dauernd eine Gleichspannung bestimmter Höhe herrscht,
wenn der Widerstandswert zwischen den Polen i und 2 konstant ist. Längs des Widerstandes
6 wird über einen weiteren Widerstand 15 die Spannung abgegriffen für das
Anzeigegerät, für das in diesem Falle eine Neonlampe 16 dient. Diese wird so eingestellt,
daß sie gerade noch aufleuchtet. Sinkt der Isolationswert zwischen den Polen i und
2, so sinkt auch die für die Neonlampe zur Verfügüng stehende Spannung, und diese
kommt zum Erlöschen. Das gleiche tritt natürlich ein, wenn eine Störung in der Apparatur
vorliegt. Die Höhe des Widerstandswertes, dessen Unterschreiten angezeigt werden
soll, wird bestimmt durch die Stellung des Abzweiges am Widerstand 6. Um
das Erlöschen bzw. Aufleuchten der Neonlampe unabhängig von etwaigen Schwankungen
der zwischen den Polen 3 und 4 angelegten Wechselspannung zu machen, ist
einerseits derWiderstand 5 vorgesehen, und andererseits die Primärwicklung
7 und der Widerstand 6 durch eine Glimmlampe 17 von höherer
Zündspannung und höherer Stromaufnahme überbrückt. Statt einer solchen weiteren
Glimmlampe können auch andere stromaufnehmende Geräte zum Konstanthalten der Spannung
Verwendung finden, z. B. Eisenwasserstoffwiderstände, Stabilisatoren und ähnliche.
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An Stelle der Glimmlampe 16 können andere entsprechend empfindliche
optisch-elektrische Anzeigegeräte Verwendung finden, auch können elektroakustische
Systeme Verwendung finden. Auch kann hier ein Gerät eingeschaltet werden, das den
hindurchfließenden Strom mißt und auf diese Weise nicht nur das Unterschreiten eines
Mindestwertes der Isolation anzeigt, sondern ein Urteil über den Zustand der Isolation
in genauerem Maße gestattet.
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Die Vorschaltwiderstände der Primärseite, 5 und 6
in
der Abb., liegen vorteilhafterweise symmetrisch zu den Transformatorwicklungen.
Durch die Ausbildung des Widerstandes 6 als Potentiometer kann man für jedes
Anzeigegerät die erforderliche Spannung einstellen. Das Gerät kann sowohl für die
Messung der Isolation von Licht- und Kraftstromkreisen beliebiger Spannung, und
zwar von Gleich-' Wechsel- und Drehstromkreisen und zur Messung von Fernsprechanlagen
und Signalanlagen dienen. Es kann auch zur Prüfung des Isolationswiderstandes von
Hochspannungskreisen dienen, wenn dafür Sorge getragen wird, daß die Hochspannungsseite
gegen die Niederspannungsseite genügend isoliert ist, was zweckmäßig durch entsprechende
Ausbildung des Transformators 8 züi erfolgen hat.
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Das Gerät kann auch dazu dienen, Isolationswiderstände nicht nur zu
überwachen, sondern auch zu messen. Dies geschieht in der Weise, daß an die Klemmen
des Gerätes an Stelle des züi messenden Isolationswiderstandes bekannte Widerstände
angeschlossen werden. Es wird dann derjenige herausgesucht, bei dem das Anzeigegerät
in gleicher Weise anspricht.
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Indem man die Ansprechempfindlichkeit ändert, läßt sich ebenfalls
eine Messung von Isolationswiderständen durchführen, und zwar zweckmäßig in der
Weise, daß der Potentiometerabgriff am Widerstand 6 entsprechend geeicht
wird, so daß jeder Stellung des Abzweiges ein bestimmter Isolationswert entspricht.
Um einen Begriff von der Größenordnung der zu messenden Widerstände zu geben, sei
daran erinnert, daß nach den VDE-Normen der Isolationswert nicht kleiner werden
darf als die Betriebsspannung dividiert durch i mA. Einer Betriebsspannung von 22o
Volt entspricht also ein Isolationswert von 220 000 Ohm. Die Lampe wird so
eingestellt, daß *sie durch Regelung der Potentiometereinstellung erlischt, sobald
der zwischen den Polen i und 2 vorhandene Widerstand den Betrag von 220
000 Ohrn unterschreitet. Bei Verwendung einer kleineren Wechselspeisespannung
als 220 Volt zwischen den Polen 3 und 4 empfiehlt es sich, diese Wechselspeisespannung
durch einen zusätzlichen Transformator auf mindestens 22o Volt heraufzutransformieren.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Prüfspannung zwischen den Polen i und
2 nicht unter ioo Volt im Leerlauf sinkt. Der Kurzschlußstrom zwischen den Polen
i und 2 beträgt etwa 5 mA. Die von dem Prüfgerät an die Klemmen i und 2 zwischen
die zu überwachendenPole gelieferteLeistung ist mithin so gering, daß eine Störung
der Betriebsgeräte des überwachten Netzes nicht stattfindet.
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Durch Zusatz eines mehrstelligen Schalters zu dem neuen Gerät ist
eine gleichzeitige Überwachung einer
größeren Anzahl von Stromkreisen
möglich. Die verschiedenen Stromkreise müssen dann nacheinander in bestimmter Zeitfolge
auf das Gerät geschaltet werden.
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Mittels des neuen Überwachungsgerätes läßt sich auch eine Einrichtung
zur akustischen Meldung von Erdschlüssen schaffen, wenn diese zu einem Kurzschluß
an den zu überwachenden Polen führen; als eine Hälfte des symmetrisch zur Transformatorwicklung
aufgeteilten Vorschaltwiderstandes dient in diesem Falle ein Relais, das eine elektro-akustische
Vorrichtung betätigt und so eingestellt ist, daß es bei Kurzschluß zwischen den
Polen anspricht.
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Ein Hauptvorteil des Gerätes liegt darin, daß es kaum einer Wartung
bedarf, da es keine beweglichen Kontakte verwendet. Die in dem Gerät benutzten Spannungen
und Ströme sind so gering, daß sämtliche Schaltungsteile im allgemeinen bei weitem
überdimensioniert sein können und das Gerät eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer
hat. Die einzelnen, nur langsamem Verschleiß unterworfenen Teile sind die Gleichrichter
und das Anzeigegerät, z. B. die Glimmlampe.