DE928058C

DE928058C - Procedure for testing winding coils for electrical machines for dielectric strength

Info

Publication number: DE928058C
Application number: DEA19609D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr-Ing Moldenhauer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-12-04
Filing date: 1940-12-04
Publication date: 1955-05-23

Description

Verfahren zur Prüfung von Wicklungsspulen für elektrische Maschinen auf Durchs chl agsfestigkeit Für die Durchschlagsprüfung von Wicklungen fertiger elektrischer Maschinen wurde mit Rücksicht auf die Möglichkeit des Auftretens hoher Isolationsbeanspruchungen durch Sprungwellen die Sprungwellenprobe vorgenommen bzw. vorgeschieben. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine solche Prüfungsmethode eine außerordentliche Gefahr für die an sich einwandfreie Isolation der Wicklung bedeutet, weil sich dabei gelegentlich sehr hohe Uberspannungen zeigen, die zu Überschlägen mit beträchtlicher Schlagweite führen und die gute Isolation verschlechtern. Dieser Gefahren wegen haben die Fachkreise neuerdings auf die Sprungwellenprobe verzichtet und sie durch eine Hochfrequenzprüfung ersetzt, bei der die zu prüfende Spule in einen aus Kondensator, einstellbarer Löschfunkenstrecke und Strombegrenzungswiderstand bestehenden Schwingungskreis eingeschaltet wird, der an der Sekundärseite eines Transformators liegt. Das eine Ende der zu prüfenden Spule wird geerdet. Um den Isolationszustand der Spule bzw. etwa auftretende Durchschläge kurzgeschlossener Windungen anzuzeigen, hat man jenen Schwingungskreis mit einem Resonanzkreis gekoppelt, in den ein Strommesser eingeschaltet ist. Bei einer bekannten, für solche Prüfungen von Spulen in Betracht kommenden Meßeinrichtung geschieht die Kopplung in der Weise, daß eine besonders für diesen Zweck dem Meßkreis zugeteilte und unmittelbar in ihm liegende Hilfskopplungsspule in die Nähe der zu prüfenden Spule gebracht wird. Ist die letztere beschädigt, so wird die unter gesunden Verhältnissen abgestimmte Resonanz der beiden gekoppelten Kreise verstimmt, wobei sich der Zeigerausschlag verkleinert.Method for testing winding coils for electrical machines for puncture resistance Manufacturers for dielectric testing of windings electrical machines became higher with regard to the possibility of occurrence Insulation stresses caused by jump waves, the jump wave test carried out or advanced. However, it has been found that such a test method means an extraordinary risk for the proper insulation of the winding, because this occasionally shows very high overvoltages that lead to flashovers lead with a considerable striking distance and deteriorate the good insulation. This The expert groups have recently dispensed with the jump wave test because of the dangers and replaced it with a high frequency test in which the coil under test is in one consisting of a capacitor, adjustable quenching spark gap and current limiting resistor existing oscillation circuit is switched on, which is on the secondary side of a Transformer. One end of the coil to be tested is grounded. To the Insulation condition of the coil or any breakdowns that occur short-circuited To indicate windings, one has that oscillation circuit coupled with a resonance circuit, in which an ammeter is switched on. With a well-known, for such tests of coils into consideration, the coupling is done in such a way, that one specially assigned to the measuring circle for this purpose and directly within it lying auxiliary coupling coil nearby the coil to be tested is brought. If the latter is damaged, it will be under healthy conditions Matched resonance of the two coupled circles detuned, with the pointer deflection scaled down.

Die Verwendung einer besonderen Hilfskopplungsspule, die erst in die Nähe der zu prüfenden Wicklungsspule gebracht werden muß, hat einerseits den Mangel, daß es dadurch sehr schwierig ist, eindeutig bestimmte undgleicheKopplúngsverhältnisse bei einer nacheinander erfolgenden Prüfung mehrerer Wicklungsspulen zu erhalten. Andererseits läßt sich besonders bei bereits in die betriebsfertige Maschine eingebauter Wicklung eine solche Hilfskopplungsspule des Meßkreises nicht oder nicht ausreichend in die Nähe der Wicklungsspule wegen der Unzugänglichkeit der in der Maschine eingelagerten Wicklung bringen. Es ist aber wichtig, daß die Hochfrequenzprüfung von Wicklungsspulen elektrischer Maschinen unter praktischen Verhältnissen erfolgt, die den betriebsmäßig vorkommenden Beanspruchungen entspricht. Dies setzt voraus, daß die Isolationsprobe erst bei den in die bereits fertige Maschine eingebauten Wicklungsspulen vor sich geht, ,da eine noch nicht eingebaute Spule außerhalb der Maschine beim Prüfungsvorgang nicht den mannigfachen Einflüssen ihrer Umgebung, ihrer Verspannung usw. unterworfen ist, wie eine bereits betriebsfertig in die Maschine eingelagerte und in ihr befestigte Spule. The use of a special auxiliary coupling coil, which was only introduced in the proximity of the winding coil to be tested must be brought, on the one hand, has the Deficiency that it is very difficult to find clearly defined and equal coupling relationships when testing several winding coils one after the other. On the other hand, especially if the machine is already built into the ready-to-use machine Winding such an auxiliary coupling coil of the measuring circuit is insufficient or not sufficient in the vicinity of the winding coil because of the inaccessibility of the stored in the machine Bring winding. But it is important that the high frequency test of winding coils electrical machines is carried out under practical conditions, which the operationally corresponds to the stresses occurring. This assumes that the insulation sample only with the winding coils built into the already finished machine in front of you goes, because a not yet installed coil outside the machine during the testing process not subjected to the manifold influences of their surroundings, their tension, etc. is like an already ready-to-use stored in the machine and fastened in it Kitchen sink.

Es ist nun des weiteren eine ebenfalls auf dem Prinzip der hochfrequenten Spannungsprobe bzw. der Verwendung eines die zu prüfende Spule enthaltenden Schwingungskreises beruhende Prüfeinrichtung bekannt, die die vorerwähnten Nachteile umgeht, d. h. bei der die Kopplung jenes Schwingungskreises mit einem über einen Strommesser geschlossenen Resonanzkreis auch bei Spulen von Wicklungen hergestellt und die Isolationsprüfung durchgeführt werden kann, die bereits in die betriebsfertige Maschine eingelagert i;st und bei der von vornherein die Kopplung eindeutig festliegt. Sie besitzt eine besondere, baulich mit der Meßapparatur in unveränderlicher Lage vereinigte Kopplungsspule, die in den Schwingungsstromkreis der zu prüfenden Spule eingeschaltet wird und induktiv mit dem über das Strommeßgerät geschlossenen Resonanzkreis verkettet ist. It is now also based on the principle of high frequency Voltage test or the use of an oscillation circuit containing the coil to be tested based test device known, which circumvents the aforementioned disadvantages, d. H. in which the coupling of that oscillation circuit with one closed via an ammeter Resonance circuit also made with coils of windings and the insulation test can be carried out that has already been stored in the ready-to-use machine i; st and in which the coupling is clearly established from the outset. She owns one special coupling coil that is structurally combined with the measuring apparatus in an unchangeable position, which is switched into the oscillation circuit of the coil to be tested and inductive is chained to the resonance circuit closed by the ammeter.

Bei dem Prüfungsverfahren nach der Erfindung wird die bereits betriebsfertig in die elektrische Maschine eingebaute und an ihren Wickelköpfen mechanisch verspannte Spule der Wicklung mit ihren vorerst noch offen gelassenen Enden in den Schwingungskreis eingeschaltet und ihr Isolationszustand an dem Stromanzeigegerät in dem Reso nanzkreis festgestellt, der eine jener zu prüfenden Spule benachbarte oder naheliegende Spule derselben Wicklung als Kopplungsspule zwischen Schwingungskreis und Resonanzkreis enthält. In the test method according to the invention, the is already ready for use built into the electrical machine and mechanically braced at their winding heads Coil of the winding with its ends left open for the time being into the oscillation circuit switched on and their state of isolation on the current display device in the resonance circuit detected the coil that is adjacent or close to that coil to be tested the same winding as the coupling coil between the oscillation circuit and the resonance circuit contains.

Da sämtliche Spulen der eingebauten Wicldung übereinstimmen und bei dem Prüfungsverfahren nach der Erfindung somit die im Schwingungskreis und im Resonanzkreis gelegenen Spulen gleichwertig sind, ergibt sich zunächst im Vergleich zu dem vorbekannten Verfahren der Vorteil, daß ohne weiteres die Resonanzbedingung zwischen Schwingungskreis und Meßkreis erfüllt ist, sofern nur den in diesen beiden Stromkreisen liegenden Kondensatoren von vornherein gleiche Kapazität gegeben wird, so daß sich eine jedesmalige Abstimmung des Meßkreises durch einen Regulierkondensator und der Zeitaufwand hierfür erübrigen. Die bei der bekannten Einrichtung mit besonderer in ihrer Meßapparatur eingebauter Kopplungsspule jedesmal vorher erforderliche Resonanzabstimmung des Meßkreises auf den Schwingungskreis einer Spule läßt noch keineswegs folgern, daß diese Spule fehlerfrei ist. Since all coils of the built-in winding match and with the test method according to the invention thus those in the oscillation circuit and in the resonance circuit located coils are equivalent, results initially in comparison to the previously known Method has the advantage that the resonance condition between the oscillating circuit and measuring circuit is fulfilled, provided that only those in these two circuits Capacitors are given the same capacity from the outset, so that each time Coordination of the measuring circuit by a regulating capacitor and the time required for this superfluous. In the known device with special in its measuring apparatus built-in coupling coil each time previously required resonance tuning of the Measuring circuit on the oscillation circuit of a coil does not in any way lead to the conclusion that this coil is faultless.

Zeigt vielmehr das Meßgerät bei Kontrolle der folgenden Spule einen anderen Ausschlag, so besteht Zweifel darüber, welche der beiden Spulen die einwandfreie ist und welche die schadhafte. Erst die Prüfung einer größeren Zahl von Spulen der Wicklung vermag ein klares Bild über den Isolationszustand der Einzelspulen zu geben, wobei noch vorauszusetzen ist, daß die Mehrzahl der geprüften Spulen keinen Isolationsfehler aufweist. Bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung zeigt dagegen das Strommeßgerät ohne weiteres und ohne Irrtumsmöglichkeit an, ob die Spulen fehlerfrei sind oder nicht, wodurch beim Meßvorgang kein Zeitverlust entsteht. Eine weitere beträchtliche Zeitersparnis folgt aus dem Umstand, daß wegen der gleichzeitigen Prüfung zweier Spulen, die nahe beieinanderliegen und eine ausreichende Kopplung des Schwingungskreises mit dem Resonanzkreis bewirken, nur die halbe Zahl von Messungen notwendig ist. Außer den hier erörterten Vorteilen kommt noch der weitere hinzu, daß eine besondere Kopplungsspule und zusätzliche Hilfsmittel im Meßkreis in Fortfall kommen und dieser sich äußerst einfach gestaltet.Rather, when checking the following coil, the measuring device shows a another rash, there is doubt as to which of the two coils is the correct one is and which is the defective. Only the testing of a large number of coils of the Winding can give a clear picture of the insulation status of the individual coils, it must also be assumed that the majority of the tested coils do not have an insulation fault having. When using the method according to the invention, however, shows the ammeter without further ado and without the possibility of error whether the coils are faultless or not, which means that there is no loss of time during the measurement process. Another sizable one Time saving results from the fact that because of the simultaneous testing of two Coils that are close together and adequate coupling of the oscillatory circuit effect with the resonance circuit, only half the number of measurements is necessary. In addition to the advantages discussed here, there is another one that is special Coupling coil and additional aids in the measuring circuit are omitted and this made extremely simple.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Schaltung, aus der der Hergang des beschriebenen Verfahrens nach der Erfindung zu erkennen ist. Es soll beispielsweise die Spulen einer bereits in der betriebsfertig hergestellten elektrischen Maschine eingebauten und mit ihren Wickelköpfen isolierten sowie mechanisch fertig verspannten Wicklung durch Hochfrequenzspannung auf Durchschlagfestigkeit geprüft werden. Die einzelnen Spulen sind mit ihren Enden noch nicht zur Wicklung zusammengeschlossen. Das eine Ende a, der zu prüfenden Spule a wird während der Prüfung an Erde gelegt und diese Spule in einen die Löschfunkenstrecke c, den Kondensator t und den Strombegrenzungswiderstand g enthaltenden Schwingungskreis geschaltet, der von der Sekundärseite eines Transformators t gespeist wird. Die durch die Zündfunkenstrecke angeregten Schwingungen haben etwa eine Größenordnung von Io4 bis Ios Hz, wo durch sich eine Windungsbeanspruchung entsprechend der Überschlagsspannung der Zündfunkenstrecke c ergibt. Eine parallel zur Spule a angeordnete Kugelfunkenstrecke m gestattet in an sich bekannter Weise, die Prüfspannung zu messen. The drawing shows, for example, a circuit from which the sequence of the described method according to the invention can be seen. It should for example the coils of an electrical machine that has already been manufactured ready for use built-in and insulated with their winding heads as well as mechanically pre-tensioned Winding can be tested for dielectric strength by high-frequency voltage. the individual coils are not yet connected with their ends for winding. One end a, the coil to be tested a, is connected to earth during the test and this coil into a quenching spark gap c, the capacitor t and the current limiting resistor g containing oscillating circuit connected by the secondary side of a transformer t is fed. The vibrations excited by the ignition spark gap have approximately an order of magnitude from Io4 to Ios Hz, where there is a winding stress according to the breakdown voltage of the ignition spark gap c results. One in parallel to the coil a arranged spherical spark gap m allows in a known manner, measure the test voltage.

Mit Hilfe der benachbarten Spule b derselben Wick- lung wird der die zu prüfende Spule a enthaltende Schwingungskreis mit einem Resonanzkreis gekoppelt, der an die offen gebliebenen Enden bt, b2 der Spule angeschlossen wird und außer dem Kondensator k das Stromanzeigegerät h enthält. Unter normalen Verhältnissen induziert die jeweils geprüfte und erregte Spule a einen Strom bestimmter Größe im Resonanzkreis. Erfolgt jedoch ein Windungsschluß, so wird die Resonanz zwischen Schwingungskreis und Meßkreis verstimmt, und die Anzeige des Strommessers ii geht auf kleine Werte zurück.With the help of the adjacent coil b of the same winding lung becomes the oscillation circuit containing the coil a to be tested with a resonance circuit coupled, which is connected to the open ends bt, b2 of the coil and in addition to the capacitor k, the current display device h contains. Under normal circumstances the tested and excited coil a induces a current of a certain magnitude in the resonance circuit. However, if there is an interturn fault, the resonance between Oscillating circuit and measuring circuit out of tune, and the display of the ammeter ii goes back to small values.

Claims

PATENT CLAIM: Method for testing winding coils for electrical Machines for dielectric strength with the help of high frequency by switching on the coil in an oscillating circuit, which is closed with an ammeter Resonance circuit is coupled to determine insulation breakdowns, thereby characterized in that the already built-in ready-to-use in the electrical machine and on their winding heads mechanically tensioned coil of the winding with theirs for the time being ends that are still open are switched into the oscillation circuit and their state of isolation is detected on the current indicator in the resonance circuit, one of those Coil to be tested adjacent or nearby coil of the same winding as the coupling coil contains between the oscillation circuit and the resonance circuit.