DEP0040413DA - Einrichtung für gefahrlose und zerstörungslose Hochspannungsprüfung bei gleichzeitiger Messung des Isolationswiderstandes - Google Patents

Description

Die vom VDE für Netzanschlussfabrikate zur Verhütung von Lebens- und Brandgefahr vorgeschriebene Hochspannungsprüfung mit 2500 Volt Wechselstrom 50 Hz ist für viele Fabrikate der Elektrotechnik nicht ausreichend. Ein Apparat, der für seinen Verwendungszweck einen zu geringen Isolationswiderstand besitzt und aus diesem Grund die Fabrik nicht verlassen dürfte, kann die Prüfung nach den VDE-Vorschriften einwandfrei bestehen. Zudem ist diese Prüfung, weil bei Unachtsamkeit Lebensgefahr besteht, an die Handhabung erschwerender Vorschriften für die Sicherheit der prüfenden Personen gebunden. Die Prüfung darf nur in einer Hochspannungszelle vorgenommen werden. Die damit verbundenen Unbequemlichkeiten sind zeitraubend und kostspielig, vor allem dann, wenn Zwischenprüfungen und Prüfung von Einzelteilen erforderlich sind. Weiterhin ist im Falle eines Hochspannungsdurchschlages, der auf einen leicht zu beseitigenden Fehler zurückzuführen ist, in der Regel irgend etwa zerstört, sodass der Schaden mit einem grösseren Unkosten verursachenden Arbeitsaufwand behoben werden muss.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, mit welcher eine über die VDE-Vorschriften hinausgehende und diese mit ersetzende Hochspannungsprüfung vorgenommen werden kann. Die Einrichtung arbeitet mit Gleichstrom, dessen Spannung mindestens die Höhe der Scheitelspannung des Wechselstroms von 2500 Volt besitzt, also mindestens 3500 Volt beträgt. Die verwendete Gleichstromquelle hat nach der Erfindung einen hohen inneren Widerstand von einigen M-Ohm bis etwa 100 M-Ohm. Bei Berührung von Hand bricht die Spannung zusammen und es können bei Unachtsamkeit nur kleine ungefährliche Ströme durch die berührende Person fliessen. Da infolge des hohen inneren Widerstandes auch die Spannung durch den Isolationsstrom des Prüflings etwas abfällt, muss die Leerlaufspannung der Spannungsquelle mindestens um den höchstzulässigen Spannungsabfall höher werden. Der innere Widerstand der Gleichstromquelle wird zweckmässig den Prüflingen angepasst und nach einem weiteren Erfindungsgedanken umschaltbar gemacht. Den fliessenden Isolationsstrom misst man mit einem vorzugsweise in M-Ohm geeichten Gleichstrommessinstrument, welches mit dem umschaltbaren inneren Widerstand gleichzeitig auf andere Stromempfindlichkeit umgeschaltet wird.

Da die Prüfeinrichtung nur eine kleine Leistung benötigt, kann sie, was ebenfalls als Erfindung beansprucht wird, transportabel ausgeführt werden. Die Fabrikation lässt sich häufig vereinfachen, wenn nicht der schwere Prüfling, sondern das leichte Prüfgerät transportiert werden muss.

Die Erzeugung des hochgespannten Gleichstromes kann mit einer Hochspannungsbatterie oder durch Gleichrichtung der Spannung eines kleinen mittels Stecker ans Netz angeschlossenen Hochspannungstransformators bewirkt werden. Nach der Erfindung ist die Spannung des Transformators durch besondere Regeleinrichtungen von Spannungs- und Frequenzschwankungen des Netzes unabhängig gemacht.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Tr1 ist ein mit der Primärspule P(sub)1 am Netz angeschlossener Transformator mit Luftspalt im Eisenkreis. Eine Sekundärspule Sch ist zum Ausregeln der Spannungs- und Frequenzschwankungen in bekannter Weise als Schwebespule ausgebildet. An sie ist der Hochspannungstransformator Tr2, ein aus Selbstinduktion und Kapazität bestehender Schwingungskreis A und eine Zusatzbürde B angeschlossen. Vom Transformator Tr2 werden durch die beiden Heizwicklungen H(sub)1 und H(sub)2 die Glühkathoden der beiden Gleichrichterröhren Gl(sub)1 und Gl(sub)2 geheizt. Die Belastung des Transformators Tr2 durch die Heizleistung, den Schwingungskreis A und der Zusatzbürde B werden in Verbindung mit dem Luftspalt im Eisenkreis so abgestimmt, dass die Spannung an der Sekundärspule S(sub)2 auch bei Spannungs- und Frequenzschwankungen im Netz konstant bleibt. Dabei übernimmt der Schwingungskreis A die Ausregelung der Frequenzschwankungen. Die Hochspannungswicklung S(sub)2 des Transformators Tr2 ladet während der Wechselstromhalbwellen gleichen Vorzeichens über die Gleichrichterröhre Gl(sub)1 den Kondensator C(sub)1 und während der Halbwellen des umgekehrten Vorzeichens über die Gleichrichterröhre Gl(sub)2 den Kondensator C(sub)2 auf. Durch die Hintereinanderschaltung von C(sub)1 und C(sub)2 wird eine Verdoppelung der Messpannung erzielt. Die nun an den Kondensatoren C(sub)1 und C(sub)2 erzeugte wellenförmige Gleichspannung wird über den Widerstand RG an einen Glättungskondensator CG geführt und steht dort als Messpannung zur Verfügung. Der zu messende Prüfling wird an die Klemmen H und E angeschlossen, wovon E in der Regel geerdet ist. In dem gezeichneten Beispiel sind 4 Widerstandsmessbereiche vorgesehen entsprechend den 4 Stellungen 1 bis 4 des Drehschalters Dr. Für den niedrigsten Widerstandsmessbereich befindet sich der Drehschalter in Stellung 1 und der innere Widerstand der Prüfeinrichtung wird durch den Widerstand R(sub)1 auf den gewünschten Wert abgeglichen. Das Messinstrument J ist gleichzeitig durch Anzapfen des Widerstandes R(sub)n auf seinen unempfindlichsten Messbereich geschaltet. In den Schalterstellungen 2 bis 4 werden die Widerstandsmessbereiche immer hochohmiger und das Messinstrument immer empfindlicher. Man hat es damit in der Hand, den Messbereich dem Prüfling anzupassen und die Einstellung dabei so zu wählen, dass die Prüfspannung nicht unter 3500 Volt sinkt.

Die vom Prüfling aufgenommene Leistung bleibt immer so klein, dass sie gegenüber der vom Transformator abgegebenen Heizleistung und den sonstigen Belastungen durch Zusatzbürde B und Schwingungskreis A vernachlässigt werden kann.

Claims (10)

1.) Gleichstromhochspannungsprüfeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Widerstand der die Prüfspannung liefernden Gleichstromquelle so hoch ist, dass bei Berührung von Hand die Spannung auf eine ungefährliche Höhe zusammenbricht und bei Stromschluss und Überschlag am Prüfling an diesem keine Zerstörung stattfindet.

2.) Gleichstromprüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfspannung höher ist als die Scheitelspannung des für die Prüfung vorgeschriebenen Wechselstromes und dass nach der durch den Isolationsstrom des Prüflings hervorgerufenen Spannungsabsenkung die Prüfspannung noch mindestens so hoch bleibt wie die Scheitelspannung des für die Prüfung vorgeschriebenen Wechselstroms.

3.) Gleichstromprüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Widerstand der Gleichstromquelle und der Messbereich des Messinstrumentes für den Isolationswiderstand umschaltbar sind, um sie den Prüflingen anpassen zu können.

4.) Gleichstromprüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfgerät transportabel ist.

5.) Gleichstromprüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der hochgespannte Gleichstrom durch Gleichrichtung einer von einem Netztransformator abgenommenen Wechselspannung gewonnen wird, wobei zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren über Gleichrichterglühkathodenröhren aufgeladen werden.

6.) Gleichstromprüfeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an den beiden in Reihe geschalteten Kondensatoren erzeugte Gleichstromwellenspannung durch einen zusätzlichen Glättungskreis geglättet wird.

7.) Gleichstromprüfeinrichtung nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet durch Konstanthalteeinrichtungen, die die Messpannung bei Spannungs- und Frequenzschwankungen im

Netz konstant halten.

8.) Gleichstromprüfeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Konstanthaltung eine Schwebespule mit ohmschen Zusatzbürden und einem parallel geschalteten Schwingungskreis verwendet ist.

9.) Gleichstromprüfeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzbürde die Heizleistung der Glühkathodenröhren dient.

10.) Prüfverfahren unter Verwendung einer Gleichstromprüfeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hochspannungsprüfung durch ein Messinstrument gleichzeitig der Isolationswiderstand des Prüflings gemessen wird.