DE102022100747B3

DE102022100747B3 - Test arrangement for determining the partial discharge inception voltage on electrical machines

Info

Publication number: DE102022100747B3
Application number: DE102022100747.2A
Authority: DE
Inventors: Uwe Mulkau
Original assignee: VEM Motors GmbH
Current assignee: VEM Motors GmbH
Priority date: 2022-01-13
Filing date: 2022-01-13
Publication date: 2023-04-20
Anticipated expiration: 2042-01-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsatzspannung elektrischen Maschinen mittels einer Impulsspannung.Aufgabe ist es eine neuartige Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsetzspannung im Niederspannungsbereich zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist und möglichst gleichartige Prüfbedingungen für verschiedene Baugrößen und Leistungsbereiche zu prüfende elektrische Maschinen schafft.Erfindungsgemäß besteht die Prüfungsanordnung aus einem an sich handelsüblichen Stoßspannungsprüfgerät 1 mit Teilentladungsoption und einer zusätzlich zwischengeschalteter Prüfmittelhilfsdrossel 5. Ein Stoßspannungskondensator 8 ist während der Prüfung mit den Phasen der Wicklung 6 einer zu prüfenden elektrischen Maschine verbunden. Es ist ein Sensor zur Teilentladungsmessung 7 zur Detektion der entstehenden Teilentladungen angeschlossen. Die Entladung des Stoßspannungskondensators 9 erfolgt dabei über die Prüfmittelhilfsdrossel 5. Der an der Prüfmittelhilfsdrossel 5 entstehende Prüfimpuls beansprucht die zu prüfende Wicklung 6 auf ihre Isolationsfestigkeit. Der Sensor zur Teilentladungsmessung 7 detektiert die dabei gegebenenfalls entstehenden Teilentladungen, wobei deren Bewertung im Stoßspannungsprüfgerät 1 erfolgt. Dabei werden die Amplitude und die Anstiegsgeschwindigkeit des jeweils anliegenden Prüfimpulses durch das Stoßspannungsprüfgerät 1 gemessen und erfasst. An Hand dieser gemessenen Parameter erfolgt die Auswertung und Nachweisführung.The invention relates to a test arrangement for determining the partial discharge inception voltage of electrical machines by means of a pulse voltage. The task is to create a new type of test arrangement for determining the partial discharge inception voltage in the low-voltage range, which is simple in design and test conditions that are as similar as possible for different sizes and power ranges of electrical machines to be tested. According to the invention the test arrangement consists of a commercially available impulse voltage tester 1 with a partial discharge option and an additional intermediate test equipment auxiliary choke 5. During the test, an impulse voltage capacitor 8 is connected to the phases of the winding 6 of an electrical machine to be tested. A partial discharge measurement sensor 7 is connected to detect the partial discharges that occur. The discharge of the impulse voltage capacitor 9 takes place via the test equipment auxiliary choke 5. The test pulse occurring at the test equipment auxiliary choke 5 stresses the insulation resistance of the winding 6 to be tested. The partial discharge measurement sensor 7 detects any partial discharges that may occur in the process, with their evaluation being carried out in the surge voltage testing device 1 . In this case, the amplitude and the rate of rise of the respectively applied test pulse are measured and recorded by the surge voltage test device 1 . The evaluation and verification is carried out on the basis of these measured parameters.

Description

Die Erfindung betrifft eine neuartige Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsatzspannung an elektrischen Maschinen zur Qualitätsprüfung elektrischer Isoliersysteme im Niederspannungsbereich bis 750 V (sogenannte Typ 1) mittels einer Impulsspannung.The invention relates to a new test arrangement for determining the partial discharge inception voltage on electrical machines for quality testing of electrical insulation systems in the low-voltage range up to 750 V (so-called type 1) using a pulsed voltage.

Seit langem werden zur Bestimmung der Teilentladungseinsatzspannung von elektrischen Isoliersystemen bei komplett fertig gestellten Wicklungen in der Fertigung vor Ort an den elektrischen Maschinen Stoßspannungsprüfgeräte mit Teilentladungsoptionen eingesetzt. Insbesondere durch den sich ständig erweiternden Einsatz von Umrichtern zur Steuerung und Regelung von elektrischen Maschinen werden die Wicklungen mit sehr hohen Spannungen belastet. Dabei wird ein in einem Stoßspannungsprüfgerät angeordneter Kondensator mit einer variablen Prüfspannung aufgeladen. Dieser Kondensator wird dann mit der Wicklung verbunden und wird über die bereits verschaltete Wicklung der zu prüfenden elektrischen Maschine entladen. Spannungsanstieg und Frequenz der bei der Entladung entstehenden gedämpften Schwingung werden direkt von den Wicklungsparametern bestimmt. Über einen Sensor wird mit steigender Prüfspannung die Einsatzspannung der Teilentladung gemessen und ausgewertet. Die Nachteile dieser Lösung sind folgende. Es muss jeweils immer an einer verschalteten Wicklung geprüft werden. Je nach den vorgegebenen Wicklungsdaten ändern sich von Maschine zu Maschine die Impulsform und der Spannungsanstieg des aufgeschalteten Prüfimpulses. Die Anstiegszeit des Spannungsimpulses bestimmt neben der Amplitude maßgeblich die Höhe der am Spulenanfang entstehenden Spannung Windung-Windung Die Prüfung Windung-Windung weicht dann bei Wicklungen mit sehr großen Phasenwiderständen und kleinen Kapazitäten (Wickelpakete kleiner Bauart, etwa Achshöhe <= 70 mm, entstehende Spannungsanstiegszeit des Prüfimpulses < 100 ns) und bei Wicklungen mit sehr kleinen Phasenwiderständen und großer Kapazität (Wickelpakete großer Bauart, etwa Achshöhe > = 355 mm, entstehende Spannungsanstiegszeit des Prüfimpulses > 500 ns) von der in der DIN EN 60034-18-41, Anhang B, vorgegeben Vorschrift der Spannungsanstiegszeit von 0,3 µs +/- 0,2 µs ab. Die angegebenen Beispielgrenzwerte gelten für einen im Stoßspannungsprüfgerät verbauten Stoßkondensator mit einer Kapazität von 100 nF.Surge test devices with partial discharge options have long been used to determine the partial discharge inception voltage of electrical insulation systems for completely finished windings in production on site on the electrical machines. The windings are subjected to very high voltages, in particular due to the ever-expanding use of converters for controlling and regulating electrical machines. In this case, a capacitor arranged in an impulse voltage test device is charged with a variable test voltage. This capacitor is then connected to the winding and is discharged via the already connected winding of the electrical machine to be tested. The voltage rise and the frequency of the damped oscillation that occurs during discharge are directly determined by the winding parameters. With increasing test voltage, the inception voltage of the partial discharge is measured and evaluated via a sensor. The disadvantages of this solution are as follows. A connected winding must always be tested. Depending on the specified winding data, the pulse shape and the voltage increase of the applied test pulse change from machine to machine. In addition to the amplitude, the rise time of the voltage pulse largely determines the height of the turn-to-turn voltage that occurs at the beginning of the coil test pulse < 100 ns) and in the case of windings with very low phase resistances and large capacitances (large winding packages, approximately shaft height > = 355 mm, resulting voltage rise time of the test pulse > 500 ns) from the DIN EN 60034-18-41, Annex B, given specification of the voltage rise time of 0.3 µs +/- 0.2 µs. The example limit values specified apply to a surge capacitor with a capacity of 100 nF installed in the surge voltage tester.

Aus der DE 102 26 615 A1 ist eine Teilentladungsmessvorrichtung und ein Verfahren zur Messung von Teilentladungen von Motorwicklungen bekannt. Bei dieser Teilentladungsprüfung von Motorwicklungen wird mit einer Pulsspannung mit jeweils variabler Amplitude und variabler Anstiegszeit gearbeitet. Die Teilentladungsmessvorrichtung besteht aus einer Spannungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer elektrischen Hochspannung in welcher ein Kondensator zur Energiebereitstellung eingesetzt ist. Über ein Bussystem ist eine Abgreifeinrichtung zur Auswertung von elektrischen Größen, welche durch Teilentladungen ausgelöst werden angeschlossen. Das Bussystem ist jeweils wahlweise mit bestimmten Phasen einer Motorwicklung oder mit deren Erde verbindbar. Die Auswertung erfolgt über verschiedene Messeinrichtungen. Die Spannungserzeugungseinrichtung kann eine Anzahl genau definierter einstellbarer Impulse mit wählbaren veränderbaren Parametern erzeugen. Die erzeugten und eingespeisten Spannungsimpulse können periodisch wiederholt werden. Zum Zählen der Teilentladungen ist eine Zähleinrichtung angeschlossen. Sie enthält des Weiteren eine Gleichspannungseinheit und Strombegrenzungsschaltung um den Prüfling nicht zu überlasten. Die Nachteile dieser Schaltung bestehen in ihrem komplizierten Aufbau. Diese Schaltung müsste extra gesondert hergestellt werden, da solche Schaltungen in keinen handelsüblichen Geräten eingebaut sind und auch derzeit nicht käuflich erwerbbar sind. Zudem sind diese unter Industriebedingungen schwerlich einsetzbar.From the DE 102 26 615 A1 a partial discharge measuring device and a method for measuring partial discharges of motor windings is known. This partial discharge test of motor windings uses a pulsed voltage with variable amplitude and variable rise time. The partial discharge measuring device consists of a voltage generating device for generating an electrical high voltage, in which a capacitor is used to provide energy. A pick-up device for the evaluation of electrical variables, which are triggered by partial discharges, is connected via a bus system. The bus system can be connected either to specific phases of a motor winding or to its ground. The evaluation is carried out using various measuring devices. The voltage generating device can generate a number of precisely defined adjustable pulses with selectable changeable parameters. The voltage pulses generated and fed in can be repeated periodically. A counting device is connected to count the partial discharges. It also contains a DC voltage unit and current limiting circuit to avoid overloading the DUT. The disadvantages of this circuit are its complicated structure. This circuit would have to be manufactured separately, since such circuits are not installed in any commercially available devices and are also currently not commercially available. In addition, these are difficult to use under industrial conditions.

In der DE 11 2013 005 707 B4 ist eine Isolationsinspektionsvorrichtung für kleine Elektromotoren beschrieben, welche eine Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsetzspannungen im Niederspannungsbereich aufzeigt, wobei zum Ansteuern des Motors ein Wechselrichter vorgeschaltet ist, welcher wiederum mittels einer anderen Steuerschaltung so gesteuert wird, dass eine Qualitätsprüfung elektrischer Isoliersysteme mit Impulsspannung mittels eines Stoßspannungsprüfgerätes erfolgen kann. Es wird eine Stoßspannung aufgeschalten, welche gleich dem Dreifachen oder geringer als das Dreifache und gleich dem Zweifachen oder höher als das Zweifasche einer Steuerspannung für den Motor ist und zwischen Motor und Masse erzeugt wird. Das Stoßspannungsprüfgerät ist mit der oder den Phasen der zu prüfenden Wicklung verbunden. Dabei ist ein Sensor zur Teilentladungsmessung und zur Detektion der Teilentladungen an einem Anschluss zur TE Messung angeschlossen. Mit dieser Schaltung ist auch ein zugehöriges Isolationsinspektionsverfahren für Elektromotoren beschrieben.In the DE 11 2013 005 707 B4 an insulation inspection device for small electric motors is described, which shows a test arrangement for determining the partial discharge inception voltages in the low-voltage range, with an inverter being connected upstream to drive the motor, which in turn is controlled by means of another control circuit in such a way that a quality test of electrical insulation systems with pulsed voltage is carried out using a surge voltage tester can. A surge voltage which is equal to three times or less than three times and equal to twice or more than twice a control voltage for the motor is injected and generated between the motor and the ground. The surge voltage tester is connected to the phase or phases of the winding to be tested. A sensor for partial discharge measurement and detection of partial discharges is connected to a connection for PD measurement. An associated insulation inspection method for electric motors is also described with this circuit.

Aufgabe der Erfindung ist es eine neuartige Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsetzspannung an elektrischen Maschinen zur Qualitätsprüfung elektrischer Isoliersysteme im Niederspannungsbereich zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist, möglichst gleichartige Prüfbedingungen für verschiedene zu prüfende elektrische Maschinen schafft, welche in der industriellen Fertigung an verschiedenen Einsatzorten einsetzbar ist und die ermittelten Ergebnisse die Vorschriften der zur Zeit geltenden DIN EN 60034-18-41 in vollem Umfang erfüllt.The object of the invention is to create a new type of test arrangement for determining the partial discharge inception voltage on electrical machines for quality testing of electrical insulation systems in the low-voltage range, which is simple in design and creates test conditions that are as similar as possible for different electrical machines to be tested, which are used in industrial production tion can be used at various locations and the results determined fully comply with the regulations of the currently applicable DIN EN 60034-18-41.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des ersten Schutzanspruches gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den rückbezüglichen Unteransprüchen beschrieben. Die Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungsspannung an elektrischen Maschinen zur Qualitätsprüfung elektrischer Isoliersysteme im Niederspannungsbereich bis 750V für eine rotierende elektrische Maschine besteht aus einem an sich handelsüblichen Stoßspannungsprüfgerät 1 mit Teilentladungsoption und einer zusätzlich zwischengeschalteter Prüfmittelhilfsdrossel 5. Im Stoßspannungsprüfgerät 1 ist, wie bekannt, mindestens ein Kondensator angeordnet und verschalten. Dieser Stoßspannungskondensator 8 ist während der Prüfung mit den Phasen der Wicklung 6 einer zu prüfenden elektrischen Maschine verbunden. Es ist wie üblich ein Sensor 7 zur Teilentladungsmessung zur Detektion der entstehenden Teilentladungen mittels eines geeigneten Anschlusses zur TE-Messung 2 angeschlossen. Zusätzlich ist analog der zu prüfenden Anzahl der Phasen einer zu prüfenden Wicklung 6 einer elektrischen Maschine eine gleichphasige zusätzliche Prüfmittelhilfsdrossel 5 in die Anschlussleitung(en) 3 zur Stoßspannungseinspeisung in die Wicklung 6 aufgeschaltet. Die Entladung des Stoßspannungskondensators 8 erfolgt dabei über die Prüfmittelhilfsdrossel 5. Der an der Prüfmittelhilfsdrossel 5 entstehende Prüfimpuls beansprucht die zu prüfende Wicklung 6 auf ihre Isolationsfestigkeit. Der Sensor zur Teilentladungsmessung 7 detektiert die dabei gegebenenfalls entstehenden Teilentladungen, wobei deren Bewertung im Stossspannungsprüfgerät 1 erfolgt. Dabei werden die Amplitude und die Anstiegsgeschwindigkeit des jeweils anliegenden Prüfimpulses durch das Stossspannungsprüfgerät 1 gemessen und erfasst. An Hand dieser gemessenen Parameter erfolgt die Auswertung und Nachweisführung.According to the invention, the object is achieved with the features of the first claim. Further advantageous configurations are described in the subclaims that refer back. The test arrangement for determining the partial discharge voltage on electrical machines for quality testing of electrical insulation systems in the low-voltage range up to 750V for a rotating electrical machine consists of a commercially available impulse voltage tester 1 with a partial discharge option and an additional test equipment auxiliary choke 5. In the impulse voltage tester 1, as is known, there is at least one capacitor arranged and interconnected. During the test, this surge voltage capacitor 8 is connected to the phases of the winding 6 of an electrical machine to be tested. As usual, a sensor 7 for partial discharge measurement is connected to detect the partial discharges that are produced by means of a suitable connection for PD measurement 2 . In addition, analogously to the number of phases to be tested in a winding 6 of an electrical machine to be tested, an additional in-phase test equipment auxiliary choke 5 is connected to the connecting line(s) 3 for injecting surge voltage into the winding 6 . The discharge of the impulse voltage capacitor 8 takes place via the test equipment auxiliary choke 5. The test pulse occurring at the test equipment auxiliary choke 5 stresses the insulation resistance of the winding 6 to be tested. The sensor for partial discharge measurement 7 detects any partial discharges that may occur in the process, with their evaluation being carried out in the surge voltage testing device 1 . In this case, the amplitude and the rate of rise of the respectively applied test pulse are measured and recorded by the surge voltage test device 1 . The evaluation and verification is carried out on the basis of these measured parameters.

In der Regel hat in der Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungsspannung an elektrischen Maschinen die Wicklungsisolation der Prüfmittelhilfsdrossel 5 eine hohe Teilentladungseinsatzspannung. Die Prüfmittelhilfsdrossel 5 ist abgeschirmt ausgebildet, oder räumlich zumindest ausreichend vom Sensor zur Teilentladungsmessung 7 so weit entfernt angeordnet, das der Sensor zur Teilentladungsmessung 7, der in der Nähe der offenen Wicklung 6 angeordnet ist, keine Teilentladungen in der Prüfmittelhilfsdrossel 5 bis zu einer Prüfspannung von 9700 V Spitze-Spitze bei der Prüfung Phase-Phase und bis zu einer Prüfspannung von 5750 V Spitze bei der Prüfung Phase-Erde bzw. Windung-Windung detektiert.As a rule, the winding insulation of the test equipment auxiliary choke 5 has a high partial discharge inception voltage in the test arrangement for determining the partial discharge voltage on electrical machines. The test equipment auxiliary choke 5 is shielded, or is at least sufficiently far away from the sensor for partial discharge measurement 7 that the sensor for partial discharge measurement 7, which is located in the vicinity of the open winding 6, cannot produce any partial discharges in the test equipment auxiliary choke 5 up to a test voltage of 9700 V peak-to-peak in the phase-to-phase test and up to a test voltage of 5750 V peak in the phase-to-earth or turn-to-turn test detected.

Vorteilhafterweise ist in der neuartigen Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsetzspannung an elektrischen Maschinen die Prüfmittelhilfsdrossel 5 je nach vorhandener Schaltmatrix des Stoßspannungsprüfgerätes 1 ein- bis n-phasig ausgeführt.Advantageously, in the novel test arrangement for determining the partial discharge inception voltage on electrical machines, the test equipment auxiliary choke 5 is designed with one to n phases, depending on the switching matrix of the surge voltage test device 1 .

Vorteilhafterweise kann in der Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsetzspannung an elektrischen Maschinen ein an sich bekanntes handelsübliches und damit kostengünstiges übliches Stoßspannungsprüfgerät 1 mit Teilentladungsoption aufgeschaltet werden, um das Isoliersystem im Niederspannungsbereich von Wicklungen elektrischer Maschinen beliebiger Baugröße auch bei den neuen höheren Anforderungen normgerecht entsprechend DIN EN 60034-18-41 mit Impulsspannung prüfen zu können. Es müssen deshalb keine neuen Geräte mit entsprechend bemessenem Stoßspannungskondensator eingesetzt werden.Advantageously, in the test arrangement for determining the partial discharge inception voltage on electrical machines, a known, commercially available and therefore inexpensive standard surge voltage tester 1 with a partial discharge option can be connected in order to standardize the insulation system in the low-voltage range of windings of electrical machines of any size, even with the new, higher requirements in accordance with DIN EN 60034 -18-41 to be able to check with pulse voltage. It is therefore not necessary to use new devices with appropriately dimensioned surge voltage capacitors.

Der wesentlichste Vorteil ist, dass die Spannungsanstiegszeit der durch den Prüfimpuls in der Wicklung 6 entstehenden gedämpften Schwingung bei der Entladung des Stoßspannungskondensators 8 nur von den jeweils genau bekannten Parametern der Prüfmittelhilfsdrossel 5 bestimmt wird. Es wird dabei immer an der offenen Spule der Wicklung gemessen. Dieser eingespeiste Prüfimpuls ist dann bei allen zu prüfenden Wicklungen 6 immer im Spannungsanstieg gleich.The most important advantage is that the voltage rise time of the damped oscillation caused by the test pulse in the winding 6 when the surge voltage capacitor 8 is discharged is only determined by the precisely known parameters of the test equipment auxiliary choke 5 in each case. It is always measured at the open coil of the winding. This test pulse that is fed in then always has the same voltage rise for all windings 6 to be tested.

Die erfindungsgemäße Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungsspannung an elektrischen Maschinen zur Qualitätsprüfung elektrischer Isoliersysteme mit Impulsspannung im Niederspannungsbereich soll nachstehend an Hand der Schaltbilder der 1 und 2 am Beispiel einer dreiphasigen Motorwicklung näher erläutert werden.

1 zeigt ein Ersatzschaltbild einer aus dem Stand der Technik bekannten Prüfanordnung mit einem üblichen Stoßspannungsprüfgerät für eine dreiphasige Motorwicklung einer elektrischen Maschine
2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung einer Prüfanordnung, wo mit einer sinusförmigen Hochspannung mittels eines zusätzlich angeschlossenen Hochspannungsgenerators 8 geprüft wird

The test arrangement according to the invention for determining the partial discharge voltage on electrical machines for quality testing of electrical insulation systems with pulsed voltage in the low-voltage range is to be used below with reference to the circuit diagrams 1 and 2 be explained in more detail using the example of a three-phase motor winding.

1 shows an equivalent circuit diagram of a test arrangement known from the prior art with a standard surge voltage test device for a three-phase motor winding of an electrical machine
2 shows an embodiment of a test arrangement according to the invention, where testing is carried out with a sinusoidal high voltage by means of an additionally connected high-voltage generator 8

In der 1 ist der Stand der Technik der Teilentladungsprüfung unter Verwendung eines Stoßspannungsprüfgerätes 1 mit Teilentladungsoption dargestellt. Der Stoßspannungskondensator 8 entlädt sich über der verschalteten Wicklung 6 der zu prüfenden elektrischen Maschine. Die Form und im Besonderen die Anstiegszeit des entstehenden Prüfimpulses werden dabei unmittelbar von den Wickeldaten des Prüflings bestimmt. Der Sensor 7 zur Teilentladungsmessung detektiert die dabei gegebenenfalls entstehenden Teilentladungen, wobei deren eigentliche Bewertung im Stoßspannungsprüfgerät 1 erfolgt. Dabei werden die Amplitude und die Anstiegsgeschwindigkeit des jeweils anliegenden Prüfimpulses durch das Stossspannungsprüfgerät 1 gemessen und erfasst. An Hand dieser gemessenen Parameter erfolgt die Auswertung und Dokumentation. Der wesentliche Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass bei einem sehr weiten Leistungsspektrum der zu prüfenden Wicklungen mehrere Stoßspannungsprüfgeräte mit Stoßspannungskondensatoren unterschiedlicher Kapazitäten erforderlich sind, um an allen Wicklungen normgerechte Prüfungen entsprechend DIN EN 60034-18-41 durchführen zu können.In the 1 shows the state of the art of partial discharge testing using an impulse voltage tester 1 with a partial discharge option. The surge voltage capacitor 8 discharges across the connected winding 6 of the electrical machine to be tested. The shape and in particular the rise time of the resulting test pulses are directly determined by the winding data of the test object. The sensor 7 for measuring the partial discharge detects any partial discharges that may occur in the process, with their actual evaluation taking place in the surge voltage tester 1 . The amplitude and the rate of rise of the respectively applied test pulse are measured and recorded by the surge voltage test device 1 . The evaluation and documentation is based on these measured parameters. The main disadvantage of this solution is that with a very wide power spectrum of the windings to be tested, several impulse voltage testers with impulse voltage capacitors of different capacities are required in order to be able to carry out standard-compliant tests in accordance with DIN EN 60034-18-41 on all windings.

In der 2 wird der Stoßspannungskondensator 8 des Stoßspannungsprüfgerätes 1 erfindungsgemäß nicht wie üblich an der Wicklung 6 der elektrischen Maschine, sondern über eine zusätzlich zwischengeschaltete dreiphasige Prüfmittelhilfsdrossel 5, welche als Sternschaltung aufgeschaltet ist, entladen. Der an der Wicklung 6 anliegende Prüfimpuls wird in seiner Anstiegszeit allein von den Parametern der Prüfmittelhilfsdrossel 5 bestimmt und beansprucht die zu prüfende offene Wicklung 6 auf ihre Isolationsfestigkeit. Der Sensor zur Teilentladungsmessung 7 detektiert die dabei gegebenenfalls entstehenden Teilentladungen, wobei deren Bewertung im Stossspannungsprüfgerät 1 erfolgt. Dabei werden die Amplitude und die Anstiegsgeschwindigkeit des jeweils anliegenden Prüfimpulses durch das Stossspannungsprüfgerät 1 gemessen und erfasst. An Hand dieser gemessenen Parameter erfolgt die Auswertung und Dokumentation.In the 2 the impulse voltage capacitor 8 of the impulse voltage testing device 1 according to the invention is not discharged as usual on the winding 6 of the electrical machine, but via an additionally interposed three-phase auxiliary choke 5 for testing equipment, which is connected as a star connection. The rise time of the test pulse applied to the winding 6 is determined solely by the parameters of the test equipment auxiliary choke 5 and stresses the insulation resistance of the open winding 6 to be tested. The partial discharge measurement sensor 7 detects any partial discharges that may occur in the process, with their evaluation being carried out in the surge voltage testing device 1 . The amplitude and the rate of rise of the respectively applied test pulse are measured and recorded by the surge voltage test device 1 . The evaluation and documentation is based on these measured parameters.

Da die Spannungsanstiegszeit des Prüfimpulses ausschließlich von den Wickeldaten der Prüfmittelhilfsdrossel 5 abhängt, können mit einem einzigen Stoßspannungsprüfgerät 1 mit Teilentladungsoption alle Niederspannungswicklungen entsprechend DIN EN 60034-18-41 geprüft werden.Since the voltage rise time of the test pulse depends exclusively on the winding data of the test equipment auxiliary choke 5, all low-voltage windings can be tested in accordance with DIN EN 60034-18-41 with a single impulse voltage tester 1 with a partial discharge option.

BezugszeichenlisteReference List

11: Stoßspannungsprüfgerätsurge tester
22: Anschluss zur TE-MessungConnection for PD measurement
33: Anschlussleitung zur SpannungsmessungConnection cable for voltage measurement
44: Ausgänge zur StoßspannungseinspeisungOutputs for surge voltage injection
55: Prüfmittelhilfsdrosseltest equipment auxiliary choke
66: offene Wicklung der zu prüfenden elektrischen Maschineopen winding of the electrical machine to be tested
77: Sensor zur TeilentladungsmessungSensor for partial discharge measurement
88th: Stoßspannungskondensatorsurge capacitor

Claims

Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsetzspannung an elektrischen Maschinen zur Qualitätsprüfung elektrischer Isoliersysteme im Niederspannungsbereich mit Impulsspannung mit einem bekannten Stoßspannungsprüfgerät (1) in dem mindestens ein Kondensator (9) angeordnet und verschalten ist, welcher mit der oder den Phasen der Wicklung (6) einer zu prüfenden elektrischen Maschine verbunden ist und wobei ein Sensor zur Teilentladungsmessung (7) zur Detektion der entstehenden Teilentladungen an einem geeigneten Anschluss zur TE-Messung (2) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass analog der zu prüfenden Anzahl der Phasen einer zu prüfenden Wicklung (6) einer elektrischen Maschine eine gleichphasige zusätzliche Prüfmittelhilfsdrossel (5) in die Anschlussleitung(en) (3) zur Stoßspannungseinspeisung in die Wicklung (6) aufgeschalten ist.Test arrangement for determining the partial discharge inception voltage on electrical machines for quality testing of electrical insulation systems in the low-voltage range with pulsed voltage with a known surge voltage testing device (1) in which at least one capacitor (9) is arranged and connected, which is connected to the phase or phases of the winding (6) of a test device electrical machine and wherein a sensor for partial discharge measurement (7) for detecting the partial discharges that are produced is connected to a suitable connection for PD measurement (2), characterized in that analogous to the number of phases to be tested of a winding (6) to be tested an additional in-phase test equipment auxiliary choke (5) is connected to the connection line(s) (3) for the surge voltage feed into the winding (6) of an electrical machine.

Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungsspannung an elektrischen Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsisolation der Prüfmittelhilfsdrossel (5) eine hohe Teilentladungseinsatzspannung hat, die Prüfmittelhilfsdrossel (5) abgeschirmt ausgebildet ist, oder räumlich ausreichend vom Teilentladungssensor entfernt angeordnet ist, so dass der Sensor zur Teilentladungsmessung (7), der in der Nähe der offenen Wicklung (6) angeordnet ist, keine Teilentladung in der Prüfmittelhilfdrossel (5) bis zu einer Prüfspannung von 9700 V Spitze-Spitze bei der Prüfung Phase-Phase und bis zu einer Prüfspannung von 5750 V Spitze bei der Prüfung Phase-Erde bzw. Windung-Windung detektiert.Test arrangement for determining the partial discharge voltage on electrical machines claim 1 , characterized in that the winding insulation of the test equipment auxiliary choke (5) has a high partial discharge inception voltage, the test equipment auxiliary choke (5) is designed to be shielded or is located sufficiently far away from the partial discharge sensor, so that the sensor for partial discharge measurement (7), which is in the vicinity of the open winding (6) is arranged, no partial discharge in the test equipment auxiliary choke (5) up to a test voltage of 9700 V peak-peak for the phase-phase test and up to a test voltage of 5750 V peak for the phase-earth or winding test -Winding detected.

Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsetzspannung an elektrischen Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittelhilfsdrossel (5) je nach vorhandener Schaltmatrix des Stoßspannungsprüfgerätes (1) ein- bis n-phasig ausgeführt ist.Test arrangement for determining the partial discharge inception voltage on electrical machines claim 1 , characterized in that the test equipment auxiliary choke (5), depending on the existing switching matrix of the surge voltage test device (1), is designed to have one to n phases.

Prüfungsanordnung zur Bestimmung der Teilentladungseinsetzspannung an elektrischen Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein an sich bekanntes Stoßspannungsprüfgerät (1) mit Teilentladungsoption aufgeschaltet ist, um das Isoliersystem im Niederspannungsbereich von Wicklungen elektrischer Maschinen beliebiger Baugröße normgerecht entsprechend DIN EN 60034-18-41 mit Impulsspannung zu prüfen.Test arrangement for determining the partial discharge inception voltage on electrical machines claim 1 , characterized in that a known surge voltage tester (1) with a partial discharge option is connected to the insulation system in the low-voltage range of windings of electrical machines of any size in accordance with standards according to DIN EN 60034-18-41 with pulse voltage.