DEP0043547DA

DEP0043547DA - Impedanz-Meßverfahren zur Windungsschlußprüfung.

Info

Publication number: DEP0043547DA
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Baumann Karl
Original assignee: Elektrotechn. Laboratorium Dipl.- Ing. Richard Baumann, Stuttgart
Publication date: 1951-02-01

Description

Die Anmeldung betrifft ein Impedanz-Messverfahren und nach diesem Verfahren arbeitende Geräte zur Überprüfung von isolierten Drahtwicklungen von Transformatoren, Drosseln, Übertragern, elektr. Maschinen und anderen Geräten auf Windungsschluß.

Zur Prüfung solcher Wicklungen ist bisher eine Strom-Spannungs-Messung üblich gewesen, wenn diese Prüfung an den Anschlussklemmen des zu prüfenden Transformators usw. erfolgen soll. Geprüft wird zum Beispiel bei einer angelegten Spannung die Stromaufnahme des Gerätes. Ein fehlerfreies Gerät, z.B. ein Transformator, wird bei Leerlauf (also ohne sekundäre Last) einen bestimmten Strom I aufnehmen (Magnetisierungsstrom), für dessen Grösse Erfahrungswerte gewonnen sind oder Verbands- bzw. Abnahmevorschriften bestehen. Hat der Transformator usw. Kurzschlusswindungen, so wird bei Anlegen einer Primärspannung in diesen geschlossenen Windungen ein Strom fliessen. Dieser Energieverbrauch muss aus der primärseitigen Stromquelle gedeckt werden, daher muss der Primärstrom beim fehlerhaften Transformator grösser sein, als beim fehlerfreien.

Es liegt nahe, dass geringfügige Fehler, etwa eine oder nur sehr wenige Kurzschlusswindungen, auf diese Weise nicht festgestellt werden können, weil bei der Fertigung von solchen Geräten mit Wicklungen aus isoliertem Draht gewisse Toleranzen unvermeidlich sind und die Änderung des Primärstromes in diesen aus Fertigungsgründen erforderlichen Toleranzen unerkennbar bleiben würden. Das Vorhandensein von einzelnen Kurzschlusswindungen ist aber im Betrieb schädlich und für die Lebensdauer des Gerätes nachteilig. Daher ist es notwendig, auch solche "geringfügigen" Fehler zu erkennen.

Überlegung und Versuch ergeben, dass eine Kurzschlusswindung - beispielsweise bei einem leerlaufenden Transformator - den Betrag des Scheinwiderstandes (der bei der Strom-Spannungs-Messung bestimmt wird) nur wenig verändert. Dagegen wird sich der Blind-Anteil und insbesondere der Wirk-Anteil (Wirk-Komponente) dieses Widerstandswertes verhältnismässig stark ändern. In Bild 1 ist der induktive Widerstand (Omega) L, der Wirkwiderstand R und der Scheinwiderstand R des Transformators ohne Kurzschlusswindungen (mit Index 1) und des Transformators mit einer Kurzschlusswindung (Index 2) im Zeigerdiagramm dargestellt.

Zur Prüfung von Wicklungen usw. wird also vorteilhaft ein Messverfahren verwendet, das die Wirk- oder Blindkomponente allein oder diese beiden Komponenten gleichzeitig getrennt erfasst. Verwendbar sind hierfür die bekannten direktzeigenden oder Brückenschaltungen zur Trennung von Wirk- und Blindkomponente.

Als Beispiel ist in Bild 2 eine Wechselstrom-Brücke gezeigt, deren Phasenregler-Widerstand P zweckmässig eine Teilung erhält, aus der ein unmittelbarer Gütewert des Transformators usw. abgelesen werden kann.

Da der Blindwiderstand die Messfrequenz enthält, ist die Verwendung einer möglichst hohen Messfrequenz zweckmässig. Die Grenze liegt infolge Wicklungskapazitäten und Eisenverlusten im Tonfrequenzbereich. Bei Wicklungen mit massiven Eisenkernen ist dagegen eine extrem tiefe Messfrequenz erforderlich, um Fehlmessungen durch Wirbelströme auszuschalten.

Zur bequemeren Trennung von Wirk- und Blindkomponente können statt des wechselseitigen Brückenabgleiches die bekannten phasenabhängigen Gleichrichterschaltungen benutzt werden.

Claims

1) Verfahren zur Prüfung von Maschinen und Geräten mit Wicklungen aus isoliertem Draht auf Windungsschlüsse durch Anschluss des Messgerätes, z.B einer Maxwell-Brücke, an die Klemmen des Prüflings, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirk- oder Blindwiderstand des Prüflings als Kennzeichnen für den Zustand seiner Wicklung verwendet wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung eine höhere als Netzfrequenz, vorzugsweise eine Tonfrequenz, bei Geräten mit massivem Eisenkern eine tiefere Frequenz, bei Geräten mit massivem Eisenkern eine tiefere Frequenz benutzt wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass in der Meßschaltung phasenabhängige, von der Messfrequenz gesteuerte Gleichrichter verwendet werden.

4) Gerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass Generator für die Messfrequenz, Messschaltung und Indikator oder Anschlussklemmen für den Indikator in einem Gehäuse vereinigt sind.