DE1766723B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Nadellöchern und blanken Teiistücken in der Isolierung eines elektrischen Leiters - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Nadellöchern und blanken Teiistücken in der Isolierung eines elektrischen LeitersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zun Ermitteln von Nadellöchern und blanken Teilstücker
eines sich in Längsrichtung bewegenden isolierten elek trischen Leiters mittels einer Berührungselektrode un<
einer zwischen Leiter und Elektrode angeschaltetei Prüfspannung, die durch Gleichspannung einer Wech
selspannung erhalten wird, eine Wechselspannung ode eine reine Gleichspannung ist.
Bei der Herstellung von lackiertem Draht ist e schwierig, sicherzustellen, daß keine kleinen Loche
oder Hohlräume im Lacküberzug vorhanden sind, di< gewöhnlich als »Nadellöcher« bezeichnet werden; abe
da es bei der Herstellung von Wicklungen aus lackier tem Draht höchst unwahrscheinlich ist, daß Nadellö
her in Lacküberzügen von benachbarten Windungen les Drahtes zusammenfallen und so einen Kurzschluß
rerursachen, wird eine vorbestimmte Anzahl von Nalellöchern in einer gegebenen Länge des Drahtes toleiert
Folglich ist der Lackdrahthersteller im allgemeiien
gezwungen, dafür zu garantieren, daß bei einer gerebenen Drahtlänge irgendeiner Liefcirung die Anzahl
/on Nadellöchern im Lacküberzug nicht ein vertretbares Maximum überschreitet Es isi außerdem schwierig,
den gelegentlichen Fall zu vermeiden, daß der Lack auf einem Teil des Drahtes nicht haftet oder unbeabsichtigt
von diesem Teil entfernt wird, was zu einem unlackierten oder blanken Teilstück des Drahtes führt, das langer
als ein Nadelloch ist Ein Draht, der eines oder mehrere solcher längeren blanken Teilstücke auf seiner
Länge aufweist, isi im allgemeinen unannehmbar bzw. unbrauchbar, weil die Wahrscheinlichkeit daß ein solches
blankes Teilstück in der einen Windung einer Wicklung mit einem M adelloch im Lacküberzug einer
benachbarten Windung zusammenfällt in einem unerwünschten Ausmaß erhöht wird Um diesen Erfordernissen
nachzukommen, müssen dem Hersteller von Jakkiertem Draht Mittel an die Hand gegeben sein, die
Anzahl von Nadellöchern im Lacküberzug eines Drahtes zu ermitteln und zu zählen, nachdem der lackierte
Draht die Lackierungsanlage verlassen hat, so daß eine Oberprüfung darüber vorgenommen werden kann, daß
die Anzahl von Nadellöchern pro gegebener Drahtlänge nicht über ein bestimmtes Maximum ansteigt, und
ihm müssen außerdem Mittel an die Hand gegeben werden, um irgendwelche längeren blanken Teilstücke
des Drahtes zu lokalisieren, so daß sie aufgebessert oder beseitigt werden können.
Die DL-PS 2500 beschreibt ein Prüfgerät, bei dem eine berührungsfreie Elektrode verwendet wird, so daß
Funken- oder Koronaentladungsströme fließen. Die Impulse solcher Entladungsströme erscheinen in einer
rein zufälligen Weise, wobei sie nahezu das gesamte Frequenzspektrum erzeugen, und dies geschieht sowohl
bei Nadellöchern als auch bei blanken Leiterteilstücken.
In der GB-PS 8 11 303 ist eine herkömmliche Funkenprüfeinrichtung
beschrieben, die eine Rohrelektrode enthält welche eimen Teil einer Brückenschaltung
mit zugefügter Induktanz und Kapazität bildet, um sicherzustellen, daß die Entladung von Elektrizität an
einer defekten Stelle in der Drahtisolierung, die dazu führt, daß Ströme in einer Hilfsschaltung aufgebaut
werden, von oszillierender Art ist. Es wird nichts über die Form der Prüfspannung oder über ein Verfahren
der Ermittlung und Unterscheidung von Nadellöchern und blanken Leiterteilstücken offenbart
Die US-PS 28 94 204 offenbart ein Verfahren zum Prüfen der Kontinuität der Isolierung eines isolierten
Drahtes, wobei eine Gleichspannung verwendet wird, die stets eine geglättete Gleichspannung ist. Somit wird
durch einen diskreten bzw. örtlich eng begrenzten Isolierungsfehler oder ein Nadelloch, welches die Elektrode
passiert, ein Stromimpuls von kurzer Dauer hervorgerufen, und ein blankes Leiterteilstück, welches die
Elektrode passiert, führt zu einem einzelnen Impuls von längerer Dauer, und zwar gleich der Zeit, welche das
blanke Teilstück zum Passieren der Elektrode benötigt. Um die kurzen Stromimpulse ermitteln zu können, die
von Nadellöchern hervorgerufen werden, ist es notwendig, eine Zähleinrichtung mit einem relativ schnellen
Ansprechvermögen zu verwenden. Eine solche Zähleinrichtung wird aber nicht unterscheiden können
zwischen kurzen Impulsen, die durch Nadellöcher hervorgerufen werden, und langen Impulsen, die durch
blanke Drahtteilstücke erzeugt werden. Als Folge davon wird die Zähleinrichtung einen Fehler zu Beginn
eines langen Impulses, der durch ein blankes Leiterteilstück hervorgerufen wird, möglicherweise einen zweiten
Fehler am Ende eines langen Impulses registrieren, wobei somit in Wirklichkeit ein blankes Leiterteilstück
als eine oder bestenfalls zwei Fehlerstellen, ungeachtet der Länge des blanken Teilstücks, registriert wird.
Um dieses Problem zu lösen, wird nach der US-PS 28 94 204 der lange Fehlerstromimpuls, der durch ein
blankes Teilstück des Leiters hervorgerufen wird, dazu verwendet, ein Relais zu betätigen, welches die Zähleinrichtung
mit einem Impulsgenerator verbindet und wenn ein blankes Leiterteilstück ermittelt wird, so wird
dessen Länge durch Zählen der durch den Impulsgenerator nach seiner Betätigung erzeugten Impulse registriert
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum gleichzeitigen Erfassen und Unterscheiden von Nadellöchern
und blanken Teilstücken im Isoliermantel eines isolierten elektrischen Leiters zu schaffen, während dieser
sich in Längsrichtung fortbewegt
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß zur gleichzeitigen Erfassung von Nadellöchern
in der Isolierung und blanken Teilstücken des Leiters der beim Passieren eines Nadellochs durch
das NadeHoch fließende Fehlerstrom in eine monostabile Schalteinheit eingegeben wird, die zur Betätigung
einer Signalisierungsvorrichtung und/oder eines Impulszählers ein Relais betätigt und einen Impuls in
einen Signalspeicher eingibt und daß beim Passieren eines blanken Teilstücks des Leiters von dem durch dieses
Teilstück fließenden Fehlerstrom, der aus einer Reihe von Impulsen besteht, die durch schwache Glättung
der gleichgerichteten Prüfspannung hervorgerufen werden oder aus einem Wechselstrom resultieren, der
erste Impuls dieser Impulsreihe die monostabile Schalteinheit so betätigt, als sei ihr ein Nadellochimpuls eingegeben
worden, und die nachfolgenden Impulse dieser Impulsreihe der monostabilen Schalteinheit so zugeführt
werden, daß diese entsprechende Impulse in einen Signalspeicher eingibt, in dem eine Spannung bis zu
einem vorbestimmten Wert aufgebaut wird, oder daß, wenn der Fehlerstrom ein reiner Gleichstrom ist, von
dessen Beginn an während der ganzen Dauer des blanken Teilstücks die monostabile Schalteinheit betätigt
wird und die im Wert abfallende Spannung einem Integrierungsnetzwerk
zugeführt wird, das bei einem vorbestimmten Wert der Spannung über eine bistabile
Schalteinheit eine Signalvorrichtung betätigt
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausübung des vorbeschriebenen Verfahrens zum gleichzeitigen
Zählen von Nadellöchern und Ermitteln von blanken Teilstücken in Isolierungen einer Vielzahl elektrischer
Leiter weist eine Vielzahl von Prüfkanälen, und zwar einen für jeden Leiter, auf, mit jeweils einer Prüfelektrode,
uis mit einer Spannungsquelle verbunden ist, derart, daß ein ermittelbarer Strom durch jedes Nadelloch
oder blanke Teilstück in der Isolierung eines die Elektrode passierenden Leiters fließt, wobei mit der
Elektrode ein Detektor verbunden ist mit einer Schaltvorrichtung, die beim Durchgang eines Stromes durch
ein Nadelloch eine akustische und/oder visuelle Anzeigevorrichtung und eine Nadelloch-Zähleinrichtung betätigt,
sowie eine Speichervorrichtung, welche durch Nadellöcher ausgelöste Impulse zählt die Dauer von
Signalen mißt, welche durch einen durch blanke Teilitücke
fließenden Strom erzeugt werden, und die bei Erreichen einer höchstzulässigen Anzahl von Nadellö-
:hern oder blanken Leiterlänge die Schaltvorrichtung verriegelt zur Dauerbetätigung der akustischen und/
oder Anzeigevorrichtung.
Nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Detektor eines jeden Prüfkanals
eine weitere Speichervorrichtung zur Messung der Dauer der Signale auf, die durch den durch blanke
Teilstücke der Isolierung elektrischer Leiter fließenden Strom erzeugt werden, und die Speichervorrichtung
verriegelt bei Erreichung einer höchstzulässigen blanken Leiterlänge die Schaltvorrichtung zur Dauerbetätigung
der Anzeigevorrichtung und beta "igt eine Anzei- is
gevorrichtung zur Anzeige der durch ein blankes Teilstück eines Leiters bedingten Fehlerquelle.
Einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zufolge weist dieselbe zusätzlich zu einer
visuellen und/oder akustischen Anzeigevorrichtung für jeden Prüfkanal eine visuelle und/oder akustische Anzeigevorrichtung
auf, die mit der in allen Prüfkanälen befindlichen Zähleinrichtung verbunden ist und anzeigt,
daß ein fehlerhafter Leiter vorliegt.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergegebenen Zeichnung ausführlicher
beschrieben, die fünf Ausführungsformen einer Vorrichtung zum gleichzeitigen Zählen von Nadellöchern
und Ermitteln von blanken Teilstücken in den Isolierüberzügen von 20 isolierten elektrischen Leitern
wiedergibt, und zwar zeigt
F i g. 1 eine bevorzugte Vorrichtung, während die
F i g. 2 bis 5 jeweils vier mögliche Abänderungsformen der Vorrichtung nach F i g. 1 wiedergeben.
Die Vorrichtung nach F i g. 1 weist zwanzig gleiche Prüfkanäle Ti T20 auf, von denen der Klarheit wegen
nur Ti im einzelnen dargestellt ist. Alle Kanäle 7Ί
T20 werden mit einer fluktuierenden Prüf-Gleichspannung
von einer Gleichrichterbrücke 4 her gespeist, die mit dem Ausgang eines Hochspannungstransformators
3 verbunden ist der seinerseits von einem variablen Transformator 2 gespeist wird, welcher an einer
Lieferquelle 1 für Wechselstrom liegt. Die Impulsfrequenz des fluktuierenden Gleichstromausgangs ist abhängig
von der Frequenz und der Anzahl von Phasen des Wechselstromnetzes t und von der verwendeten
Gleichrichterschaltung 4. Es wird vorgezogen, eine Einphasen-Netzspeisung und eine Gleichrichterbrücke zu
verwenden, welche einen Gleichspannungsausgang ergibt, der mit doppelter Notfrequenz fluktuiert Ein
Schwachstrommesser 5 mit einem Hochwert-Reihenwiderstand liegt an den Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücke
4 und ist in der Lage, die nach den Prüfkanälen Tt T20 gelieferte Prüfspannung anzuzeigen.
Die Prüfspannung kann mittels des variablen Transformators
2 verändert werden.
Der eine Anschluß der Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücke 4 und jeder der in der Prüfung befindlichen
Leiter Ci Qo liegen an Erde, und der
andere Anschluß ist mit jedem der Prüfkanäle Ti — T20 verbunden. Es wird vorgezogen, den negativen Anschluß
der Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücke
4 mit jedem der Prüfkanäle Γι T20 zu verbinden
und den positiven Anschluß an Ende zu legen, weil dadurch, daß die Elektrode jedes Kanals auf einem negativen
Potential gegen Erde liegt jegliche auftretenden Koronaverluste reduziert werden, da die Korona-Einleitungsspannungen
das Bestreben haben, höher zu sein als bei umgekehrter Polarität.
Jeder Prüfkanal Ti T20 enthält eine Elektrode 7,
mit welcher der sich fortbewegende, zu prüfende isolierte Leiter Ct einen Kontakt herstellt, und ein kleiner
Kondensator 8, der mit einem Fehlersignal-Widerstand 9 von geringem Wert, z. B. ein paar tausendstel Ohm, in
Reihe geschaltet ist, liegt an den Ausgangsanschlüssen der Gleichrichterbrücke 4. Der Kondensator 8 reduziert
die Schwankungen der fluktuierenden Gleichstrom-Prüfspannung bis auf ein solches Maß, daß die
Prüfspannung an jeder Elektrode 7, während kein Fehlerstrom fließt, effektiv eine geglättete Gleichspannung
ist. Der Kondensator 8 ist so ausgewählt, daß dessen Kapazität nicht ausreicht, eine geglättete Gleichstrom-Prüfspannung
aufrechtzuerhalten, wenn ein auftretender Fehlerstrom fließt, wie er durch ein blankes Teilstück
des Leiters verursacht würde. Wenn somit ein auftretender Fehlerstrom infolge eines blanken Teilstücks
des Leiters fließt, dann ändert sich die Prüfspannung von geglättetem Gleichstrom schnell in einen
fluktuierenden Gleichstrom, so daß der Fehlerstrom ebenfalls fluktuiert. Die Elektrode 7 ist mit dem negativen
Anschluß der Gleichrichterbrücke 4 über einen Widerstand 10 von relativ hohem Wert (Mega-Ohm)
zur Begrenzung des Fehlerstroms verbunden, wenn ein Funkenübersprung oder Kurzschluß an der Elektrode
bei Ermittlung einer Fehlerstelle auftritt, sowie über einen Gleichrichter 11, der verhindert daß ein Strom
vom Glättungskondensator 8 in irgendeinem der anderen Prüfkanäle Ti Γ20 fließt, in welchem eine Fehlerstelle
ermittelt worden ist.
Um irgendeine Interferenz zwischen den Prüfkanälen Ti T20 zu verhindern, ist die Hochspannungsader
12. welche die Elektrode 7 eines Kanals mit dem negativen Anschluß der Gleichrichterbrücke 4 verbindet,
abgeschirmt wie bei 14 dargestellt und weil die abgeschirmte Ader eine Kapazität nach Erde haben
wird, ist in die Ader an der Elektrode ein weiterer Widerstand 15 eingeschaltet um den Fehlerstrom und
Stoßstrom zu begrenzen, wenn die Elektrode unbeabsichtigt berührt wird.
Am Fehlersignal-Widerstand 9 jedes Prüfkanals Ti T20 liegt ein separater Verstärker 17, dessen Ausgang
in eine monostabile Triggereinheit 18 eingespeist wird, welche eine erste oder Nadelloch-Relaiseinheit 19
betätigt welche eine Signallampe 20 und einen Zählmechanisinus 21 betätigt. Die monostabile Triggereinheit
18 betätigt außerdem eine Speichervorrichtung, die ein Integrierungsnetzwerk 22 sowie einen Pegeldetektor
23 aufweist, dessen Ausgang mit der monostabilen Einheit und über eine Diode 24 mit einer Relaiseinheit 26
verbunden ist Die Relaiseinheit 26 gehört gemeinsam
zu allen Prüfkanälen Ti T20 und wird daher von
jedem einen oder mehreren der ihr zugeordneten Pegeldetekioren
23 betätigt Die Relaiseinheit 26 betätigt eine Signallampe 27 und eine Klingel oder einen Summer
28. Die Diode 24 verhindert daß der Ausgang der Pegeldetektoren in den anderen Kanälen in die monostabilen
Einheiten 18 in den Prüfkanälen Γι eingespeist wird.
Eine stabilisierte Gleichstromversorgung 30 für die elektronischen Einheiten des Detektorgeräts, welches
jedem Testkanal Ti — T20 zugeordnet ist wird von der Wechselstromquelle 1 her abgeleitet
Die Betriebsweise der Vorrichtung ist folgende. Die
zwanzig isolierten elektrischen Leiter Ci C20, die
geprüft werden sollen, werden durch die Vorrichtung hindurch gefördert, und zwar ein Leiter pro Prüfkanal.
Im Falle eines Nadellochs im Isolierüberzug eines Leiters in irgendeinem Kanal, welches einen Kurzschlußoder
Funkenüberschlagstrom an der Elektrode 7 fließen läßt läßt der sich ergebende Stromimpuls einen
Impuls am Fehlersignalwiderstand 9 erscheinen. Der Impuls am Widerstand 9 wird verstärkt und in die monostabile
Einheit 18 eingespeist, die wiederum die erste oder Nadelloch-Relaiseinheit 19 betätigt und außerdem
einen Impuls in das Integrierungsnetzwerk 22 der Speichervorrichtung einspeist. Die Relaiseinheit 19 läßt
die Lampe 20 momentan aufleuchten und betätigt außerdem den Zählmechanismus 21, um die Ermittlung
eines Nadellochs zu registrieren.
Wenn innerhalb einer genau festgelegten Zeitspanne, die von der Fördergeschwindigkeit des Drahtes abhangig
ist, die durch Nadellöcher verursachte Anzahl von Impulsen, welche durch die monostabile Einheit 18 in
das Integrierungsnetzwerk 22 der Speichervorrichtung eingespeist werden, eine vorbestimmte maximale Anzahl
überschreitet dann steigt die Spannung am Integrierungsnetzwerk bis zu einem solchen Pegel an dab
der Pegeldetektor 23 betätigt wird. Der Pegeldetektor 23 hält die monostabile Einheit 18 in der einen Schaltstellung,
so daß die Lampe 20 und der Zählmechanismus 21 erregt bleiben, und betätigt die Einheit 26. Da
die monostabile Einheit 18 in der Einschaltstellung gehalten wird, so wird die Spannung am Integrierungsnetzwerk
22 aufrechterhalten, so daß der Pegeldetektor 23 in der Einschaltstellung gehalten wird, damit die
Relaiseinheit 26 im betätigten Zustand gehalten wird in
welchem sie die Lampe 27 betätigt und die Klinge oder den Summer 28 einschaltet. Lampe 27 und Klingel oder
Summer 28 geben eine Warnung darüber ab. daß ein Leiter eine unannehmbare Anzahl von Nadellochern
pro gegebener Länge aufweist und die Lampe 20 zeigt an. zu welchem Prüfkanal der Leiter gehört.
Die Rückstellung der Relaiseinheit 26 erfolgt mittels eines Schalters 38 in einer gemeinsamen Versorgungsader von der stabilisierten Gleichstromversorgung 30
nach dem Pegeldetektor 23 in jedem Prüfkanal T\ ....
Γ20. Die Betätigung der Relaiseinheit 26 durch den
einen Prüfkanal interferiert nicht mit der Betätigung der anderen Prüfkanäle, die fortfahren, ihre jeweiligen
isolierten Leiter zu überprüfen, Nadellöcher zu ermitteln
und zu zählen und in der Einschaltstellung zu yerriegeln, wenn ein unannehmbarer Leiter ermittelt wird
Wenn ein blankes Teilstück des Leiters m Kontakt mit der Elektrode 7 eines Prüfkanals gerät so gibt es
einen anfänglichen Fehlerstromimpuls, der, wie im Hrt-Ie
eines Nadellochs, die Betätigung der monostabi en
Einheit 18 verursacht, die dann in ihre normale Ausschaltstellung zurückkehrt. Nach dem anfänglichen Impuls
ändert sich der Fehlerstrom in einen nukjuierenden
Gleichstrom, und es erfolgt eine wiederholte Triggerung
der monostabilen Einheit 18so lang, wie der
hervorgebrachte fluktuierende Fehler-Gleichstrom weiter fließt Wenn dieser Fehlerstrom langer als eine
vorbestimmte Zeit andauert die von der 'Ordergeschwindigkeit des sich vorwärtsbewegenden Leiters
abhängig ist dann erhöhen, wie im Fall- «"«* Liters
mit einer unannehmbaren Anzahl von die in das Integrierungsnetzwerk 22 der bpev
richtung durch die monostabile Einheit!» ei sten Impulse die Spannung am Netzwerk bis zu einem
solchen Maß. daß die Betätigung der. Rfla.se.nhe.t 26
über die Diode 24 erfolgt Die Reiaiseinheit »be«0«1
die Lampe 27 und schaltet die Klingel oder den Sum mer 28 ein, um eine Warnung über eine unannehmbare
Länge von blankem Leiter zu geben. Wie im Falle von Nadellöchern zeigt die Lampe 20 an, um welchen Prüfkanal
es sich handelt. Sollte das blanke Teilstück des Leiters nur einen intermittierenden Kontakt mit der
Elektrode 7 herstellen, dann wird die monostabile Einheit 18 immer noch getriggert, und zwar sowohl durch
die fluktuierenden Stromimpulse infolge der unzureichenden kapazitiven Glättung als auch durch Stromimpulse
infolge des intermittierenden Funkenüberschlags an der Elektrode, so daß die Relaiseinheit 26 immer
noch betätigt ist.
Wenn es sich um relativ hohe Prüfspannungen und Fehlerströme handelt, dann kann der Verstärker 17 in
jedem Prüfkanal T\ T20 nicht erforderlich sein. Ob
ein Verstärker 17 verwendet wird oder nicht so kann im allgemeinen die Empfindlichkeit der Vorrichtung so
sein, daß für ein festgelegtes Spannungsverhältnis des Hochspannungstransformators 3 ein ziemlich weiter
Bereich von Prüfspannungen abgedeckt wird. Um einen sehr weiten Bereich von Prüfspannungen zu erreichen,
kann die Empfindlichkeit der Vorrichtung durch eine entsprechende Empfindlichkeitssteuerung
eingeregelt werden. Diese Empfindlichkeitssteuerung kann die Form einer variablen Gleichstrom-Vorspannung
annehmen, die dem Verstärker 17 übermittelt wird. Eine solche variable Gleichstrom-Vorspannung
kann von einem Potentiometer erhalten werden, welches an einer geeigneten Gleichstromversorgung liegt
z. B. an der stabilisierten Gleichstromversorgung 30, die die Energie nach den elektronischen Einheiten des Detektorgeräts
liefert, welche jedem Kanal 7Ί T20 zugeordnet ist. Bei der dargestellten Vorrichtung weist
das Potentiometer zwei variable Vorgabewiderstände 31,32 auf, die mit einem Vorspannungs-Steuerpotentiometer
33 in Reihe geschaltet sind, welches mechanisch an den variablen Transformator 2 gekuppelt ist, um die
selbsttätige Einregelung der Empfindlichkeit bei Änderung der Prüfspannung zu erleichtern. Wenn die Vorrichtung
über einen großen Prüf Spannungsbereich hinweg verwendet werden soll, dann ist der Ausgang des
Hochspannungstransformators 3 mit zumindest einer Anzapfung versehen, wobei der Ausgang des Hochspannungstransformators
durch Verwendung eines Schalters 37 vorgewählt wird. Eine Änderung des Ausgangs des Hochspannungstransformators 3 bedingt
eine Änderung des Wertes des mit dem Strommesser in Reihe geschalteten Widerstands und der mit dem
variablen Potentiometer 33 in Reihe geschalteten Widerstände, und solche Änderungen können durch
Einfügung eines Widerstands 6' für den Widerstand mittels eines Schalters 34 und durch Einfügung von variablen
Vorgabewiderständen 31', 32' für die variablen Vorgabewiderstände 31,32 mittels Schalters 35 und
bewirkt werden. Die Schalter 34, 35, 36 und 37 können
mechanisch zusammengekuppelt werden, um einen einzigen Mehrfachschalter zu bilden. Diese Anordnung ergibt
eine bessere Meßanzeige bei niedrigeren Spannungen und verbessert die Aufstellung des Vorspannung
Steuerpotentiometers 33.
Die Ader 39 ist mit den Verstärkern jedes der Kanä
Ie T2 T20 verbunden, die Ader 40 ist mit den Pegel-
detektoren aller Kanäle Ti Γ20 verbunden, und die
Ader 41 steht mit den elektronischen Einheiten allei
Kanäle Ti Tx in Verbindung.
Wenn erwünscht können die Relaiseinheit 19 und.
oder 26 auch dazu verwendet werden, äußere Strom kreise zu schalten, z. B. Stromkreise, in welchen die Ein
schalter von Motoren liegen, welche die Spule oder an
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dere Leiter-Aufwickelvorrichtungen antreiben.
Die Relaiseinheiten 19 und 26 bestehen je aus einer elektronischen Schaltung, die ein elektromagnetisches
Relais betätigt, doch können, falls erwünscht, auch rein elektronische Relaiseinheiten verwendet werden.
F i g. 2 zeigt eine Abänderung eines Teils der Vorrichtung nach F i g. 1, die es ermöglicht, daß der Detektor
jedes Prüfkanals zwischen einem unbefriedigenden Leiter mit einer unannehmbaren Anzahl von Nadellöchern
in seinem Isolierüberzug und einem unbefriedigenden isolierten Leiter mit einer unannehmbaren Länge
von blankem Leiter unterscheiden kann. Soweit zutreffend, werden die gleichen Bezugszeichen wie in
F i g. 1 verwendet.
In jedem Prüfkanal 7i T20 der in F i g. 2 dargestellten
Vorrichtung wird der Ausgang des Verstärkers 17 außerdem in eine zweite Speichervorrichtung geliefert,
die ein Integrierungsnetzwerk 42 und einen Pegeldetektor 43 aufweist. Der Ausgang des Pegeldetektors
43 ist mit einer bistabilen Einheit 44 und über eine Diode 45 mit einer Relaiseinheit 46 verbunden, die allen
Prüfkanälen 71 Γ20 gemeinsam zugehört Die Relaiseinheit
46 betätigt eine Signallampe 47. Das Integrierungsnetzwerk 42 hat eine unterschiedliche Zeitkonstante
gegenüber derjenigen des Integrierungsnetzwerks 22, und der Pegeldetektor 43 tritt bei einem anderen
Pegel als dem des Pegcldetektors 23 in Tätigkeit, so daß die zweite Speichervorrichtung nicht durch Impulse
infolge von Nadellöchern betätigt wird, weil die Spannung am Integrierungsnetzwerk 42 nicht in ausreichendem
Maße ansteigt, um den Pegeldetektor 43 zu betätigen. Eine kontinuierliche Impulskette infolge
eines blanken Drahtes, die für zumindest eine bestimmte Mindestzeitdauer besteht, läßt die Spannung am Integrierungsnetzwerk
42 ausreichend ansteigen, um die zweite Speichervorrichtung zum Ansprechen zu bringen.
Der Ausgang der bistabilen Einheit 41 ist mit der Rückkoppelungsverbindung vom Pegeldetektor 23
nach der monostabilen Einheit 18 verbunden, so daß beide Speichervorrichtungen die monostabile Einheit in
der Einschaltstellung belassen können.
Im Betrieb arbeitet der nicht abgeänderte Teil der Vorrichtung wie mit Bezug auf F i g. 1 beschrieben. Die
bistabile Einheit 44 wird normalerweise in der Ausschaltstellung durch den Pegeldetektor 43 gehalten,
doch wenn ein Fehlerstrom länger als eine vorbestimmte Zeit infolge einer blanken Länge des Leiters
auftritt, dann steigt die Spannung am Integrierungsnetzwerk 42 an, um den Pegeldetektor 43 zu betätigen,
welcher die bistabile Einheit 44 in der Einschaltstellung hält, damit die gemeinsame Relaiseinheit 46 anspricht
und die Lampe 47 betätigt wird. Die bistabile Einheit 44
wird in der Einschaltstellung bleiben, bis der Rückstellschalter 38 betätigt wird, um die Gleichstromversorgung
nach einem Teil der Schaltung der bistabilen Einheit
44 und einem Teil der Schaltung des Pegeldetektors 23 zu unterbrechen. Die Gleichstromversorgung
ist dauernd mit allen elektronischen Einheiten verbunden und mit jenen Teilen der Schaltungen der bistabilen
Einheit 44 und des PegeldetektGrs 23, die nicht über den Rückstellschalter 38 versorgt werden.
Es ergibt sich, daß die abgeänderte Vorrichtung zwischen den beiden Arten von unbefriedigendem isoliertem
Leiter, welche ermittelt werden, unterscheidet Wenn nur die Lampe 27 und die Klingel oder der Summer
28 betätigt werden, dann hat der Prüfkanal einen isolierten Leiter mit einer unbefriedigenden Anzahl
von Nadellöchern. Wenn die Lampe 27 und die Klingel oder der Summer 28 und die Lampe 47 betätigt werden,
dann hat ein Prüfkanal einen unbefriedigenden Leiter mit einer blanken Länge des Leiters. In beiden
Fällen bezeichnen die Lampe 20 und der Zählmechanismus 21 den betreffenden Prüfkanal.
Der Teil der Vorrichtung nach F i g. 3 ist eine Abänderung der Vorrichtung nach F i g. 2 und enthält separate
Detektorschaltungen für unbefriedigende Leiter, die durch Nadellöcher und blanke Teilstücke des Leiters
verursacht werden. Wo möglich, werden die gleichen Bezugszeichen wie in den F i g. 1 und 2 verwendet.
Bei der Vorrichtung nach F i g. 3 ist die Hochspannungsader 12, welche die Elektrode 7 eines Kanals mit
dem negativen Anschluß der Gleichrichterbrücke 4 verbindet, durch Vorsehen einer zweiten oder inneren
Abschirmung 48 doppelt abgeschirmt. Die Abschirmung 48 ist am einen Ende eines Fehlersignalwiderstands
49 angeschlossen, dessen anderes Ende mit einem Ausgangsanschluß der Gleichrichterbrücke 4
verbunden ist, und der Verstärker 17 liegt am Fehlersignalwiderstand 49. Die Kapazität zwischen der inneren
Abschirmung 48 und der Hochspannungsader 12 wird daher an Stelle des separaten Kondensators 8 verwendet.
Der Ausgang des Verstärkers 17 wird nur in die erste Speichervorrichtung eingespeist, die nunmehr
dazu dient, allein Nadellöcher zu ermitteln und zu zählen. Der Kondensator 8, in Reihe mit dem Widerstand
9, ist immer noch an den Ausgangsanschlüssen der
Gleichrichterbrücke 4 angeschlossen, und eine zweite Speichervorrichtung wird nunmehr vom Ausgang eines
Verstärkers 50 gespeist der am Fehlersignalwiderstand 9 liegt. Die zweite Speichervorrichtung dient nur dazu.
Impulse von einer Impulsreihe zu ermitteln und zu zählen, welche durch eine Länge von blankem Leiter verursacht
wird.
Da die Aderkapazität und der Widerstand 15 von relativ geringem Wert sind, haben sie eine relativ niedrige
Zeitkonstante. Wenn ein Nadelloch an der Elektrode 7 ermittelt wird, dann entlädt sich die Aderkapazität
über die Widerstände 15 und 49, und die Fehlerstelle lädt sich wieder auf, wenn die Fehlerstelle passiert
hat. Der Wert des Widerstands 10. über welchen sich die Aderkapazität wieder auflädt, ist relativ hoch,
so daß jedes Nadelloch aus einer ziemlich raschen Folge derselben durch die erste Speichervorrichtung in der
mit Bezug auf F i g. 1 beschriebenen Weise ermittelt und gezählt werden kann.
Wenn Nadellöcher in sehr rascher Folge auftreten,
oder mehr noch, wenn ein blankes Teilstück des Leiters
ermittelt wird, dann fällt die Spannung an der Aderkapazität auf einen solchen Wert ab, daß das Signal zu
schwach ist um die Detektorschaltung der ersten Speichervorrichtung zu betätigen. Die Zeitkonstante
des Integrierungsnetzwerks 42 und der Betätigungspege!
des Pegeldetektors 43 der zweiten Speichervorrichtung, die vom Kondensator 8 gespeist wird, sind so, daß
nur die impulse infolge einer sehr raschen Folge von Nadellöchern oder infolge eines Teilstücks von blan-
kern Leiter ausreichen, damit die zweite Speichervorrichtung in der mit Bezug auf F i g. 2 beschriebenen
Weise in Tätigkeit treten kann. Der Ausgang der bistabilen Einheit 44 ist mit der Rückkopplungsverbindung
vom Pegeiüetektor 23 in der ersten Speichervorrich-
tung nach der monostabilen Einheit 18 verbunden, so daß die Lampe 20 und der Zählmechanismus 21 kontinuierlich
betätigt werden und die Lampe 27 und die Klingel oder der Summer 28, die allen Kanälen gemein-
sam zugehören, betätigt werden. An Stelle der Verwendung der Kapazität der Abschirmung 48 und der Ader
12 kann ein gesonderter Kondensator zwischen der Ader 12 und dem Widerstand 49 verwendet werden.
F i g. 4 zeigt die Verwendung einer Wechselstromquelle als Potentialquelle und ist eine Abänderung eines
Teils der F i g. 2. Es versteht sich, daß eine ähnliche Abänderung auch in Verbindung mit der Schaltung der
F i g. 3 verwendet werden könnte.
Aus F i g. 4 geht hervor, daß der gemeinsame deichrichter
4 weggelassen ist und daß der Gleichrichter 11 im Kanal Ti und gleichwertige Gleichrichter in den übrigen
Kanälen weggelassen sind. Fehlersignale werden durch eine Wicklung 51 abgegriffen, welche die Ader
12 umgibt. Einzelne Nadellöcher bringen die erste Relaiseinheit (19 in F i g. 2) zum Ansprechen, und eine rasche
Folge von Nadellöchern oder ein blanker Draht wird die zweite Relaiseinheit (26 in F i g. 2) veranlassen,
den Alarm auszulösen. Derjenige Teil der Schaltung, welcher die dritte Relaiseinheit (46 in F i g. 2) betätigt,
wird nur auf einen blanken Draht ansprechen, wie es mit Bezug auf F i g. 2 beschrieben wurde.
F i g. 5 ist eine Abänderung eines Teils der F i g. 3, um zu zeigen, wie eine reine Gleichstromquelle in Verbindung
mit zwei Verstärkern vexwendet werden kann, wobei der zweite Verstärker 52 ein Gleichstromverstärker
ist.
Ein Kondensator 53 glättet die Zufuhr vom Gleichrichter 4 so weitgehend, daß die Amplitude irgendeiner
verbleibenden Fluktuation nicht wesentlich durch Fehlerströme beeinträchtigt wird.
Der Eingang des Verstärkers 17 wird von der Verbindungsstelle
zwischen einem Kondensator 54 und einem Widerstand 55 abgenommen und ist derart, daß
der Verstärker nur auf N'adellöcher anspricht, da nach dem anfänglichen Impuls, welcher durch den Anfang
einer Länge von blankem Drahn verursacht wird, kein weiterer fluktuierender Eingang vom Kondensator 53
her vorhanden sein wird (wie bei den Schaltungen der vorhergehenden Figuren); statt dessen wird die Auswirkung
so sein, daß der geglättete Gleichstromeingang auf einen niedrigeren stetigen Wert abfällt.
In gleicher Weise wird der Gleichstromeingang nach dem Gleichstromverstärker 52, der von der Verbindungsstelle
zwischen den Widerständen 56 und 57 abgenommen wird, abfallen, wenn eine blanke Länge des
Drahtes über die Elektrode 7 wandert, und die Spannung am !ntegrierungsnetzwerk 42 wird abfallen, wobei
der Widerstand 56 einen höheren Wert, vorzugsweise eiwa das 10Ofache gegenüber demjenigen des
Widerstands 58 in der Ader 12 hat. Wenn eine vorbestimmte Länge von blankem Draht über die Elektrode
7 gewandert ist, dann wird die Spannung am lntegrierungsnetzwerk
42 auf einen solchen Wert abgefallen sein, daß der Pegeldetektor 43 in Tätigkeit tritt, um die
bistabile Einheit 44 zu veranlassen, in Tätigkeit zu treten, beide Lampen 20 und 47 zum Aufleuchten zu bringen
und es dabei zu belassen, bis der Rückstellschalter 38 betätigt wird.
Beim Überprüfen lackierter Drähte wird es vorgezogen, als eine Elektrode 7 eine Seilscheibe zu verwenden,
da bei einer Gleichstrom-Prüfspannung der Draht die Scheibe nur zu berühren braucht, anstatt um sie
herum gewickelt zu werden, wodurch die Reibung und die Deformierung der Drähte auf einem Minimum gehalten
werden. Für eine vollständigere Drahtüberdekkung können zwei oder mehr elektrisch untereinander
verbundene Scheibenräder in Umfangsrichtung um einen Draht herum in Abstand angeordnet werden. Alternativ
können auch andere Formen von kontaktierender oder nichtkontaktierender Elektrode verwende!
werden, die bereits für die Verwendung bei der Ermitt
lung von Fehlerstellen im Isolierüberzug von isolierter Leitern vorgeschlagen wurden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zum Ermitteln von Nadellöchern und blanken Teilstücken eines sich in Längsrichtung
bewegenden isolierten elektrischen Leiters mittels einer Berührungselekirode und einer zwischen Leiter
und Elektrode angeschalteten Prüfspannung, die durch Gleichrichtung einer Wechselspannung erhalten
wird, eine Wechselspannung oder eine Gleichspannung ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zur gleichzeitigen Erfassung von Nadellöchern in der Isolierung und blanken Teilstücken des Leiters
der beim Passieren eines Nadellochs durch das Nadelloch fließende Fehlerstrom in eine monostabi-Ie
Schalteinheit (18) eingegeben wird, die zur Betätigung einer Signalisierungsvorrichtung (20) und/oder
eines Impulszählers (21) ein Relais (19) betätigt und einen Impuls in einen Signalspeicher (22) eingibt,
und daß beim Passieren eines blanken Teilstücks des Leiters von dem durch dieses Teilstück fließenden
Fehlerstrom, der aus einer Reihe von Impulsen besteht, die durch schwache Glättung der gleichgerichteten
Prüfspannung hervorgerufen werden oder aus einer Wechselspannung resultieren, der erste
Impuls dieser Impulsreihe die monostabile Schalteinheit (18) so betätigt, als sei ihr ein Nadellochimpuls
eingegeben worden, und die nachfolgenden Impulse dieser Impulsreihe der monostabilen Schalteinheit
(18) so zugeführt werden, daß diese entsprechende Impulse in einen Signalspeicher (22) eingibt,
in dem eine Spannung bis zu einem vorbestimmten Wert aufgebaut wird, oder daß, wenn der Fehlerstrom
ein reiner Gleichstrom ist, von dessen Beginn an während der ganzen Dauer des blanken Teil-Stücks
die monostabile Schalteinheit (18) betätigt wird und die im Wert abfallende Spannung einem
Integrierungsnetzwerk (42) zugeführt wird, das bei einem vorbestimmten Wert der Spannung über eine
bistabile Schalteinheit (44) eine Signelvorrichtung (47) betätigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Impulsen, die einer unzulässigen
Anzahl von Nadellöchern während des Durchgangs einer vorbestimmten Länge des Leiters entsprechen,
und bei Impulsen, welche eine unzulässige Länge von blankem Leiter repräsentieren, separate
Anzeigevorrichtungen betätigt werden.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 zum gleichzeitigen Zählen von
Nadellöchern und Ermitteln von blanken Teilstükken in Isolierungen einer Vielzahl elektrischer Leiter,
dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe eine Vielzahl von Prüfkanälen (Ti bis Γ20), und zwar einen
für jeden Leiter (Ci bis C20), aufweist, mit jeweils einer Prüfelektrode (7), die mit einer Spannungsqueile
(1 bis 4) verbunden ist derart, daß ein ermittelbarer Strom durch jedes Nadelloch oder blanke
Teilstück in der Isolierung eines die Elektrode (7) passierenden Leiters (Ct bis C20) fließt, und daß mit
der Elektrode (7) ein Detektor (18,23) verbunden ist mit einer Schaltvorrichtung (Relais 19), die beim
Durchgang eines Stroms durch ein Nadelloch eine akustische und/oder visuelle Anzeigevorrichtung
(20) und eine Nadelloch-Zähleinrichtung (21) betä- &5
tigt, sowie eine Speichervorrichtung (22,23), welche durch Nadellöcher ausgelöste Impulse zählt, die
Dauer von Signalen mißt, welche durch einen durch blanke Teilstücke fließenden Strom erzeugt werden,
und die bei Erreichen einer höchstzulässigen Anzahl von Nadellöchern oder blanken Leiterlänge die
Schaltvorrichtung (19) verriegelt zur Dauerbetätigung der akustischen und/oder visuellen Anzeigevorrichtung
(20).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Detektor eines jeden Prüfkanals (Γι bis 7m) eine weitere Speichervorrichtung (42,
43) zur Messung der Dauer der Signale aufweist, die durch den durch blanke Teilstücke der Isolierung
elektrischer Leiter fließenden Strom erzeugt werden, und daß die Speichervorrichtung (42, 43) bei
Erreichen einer höchstzulässigen blanken Leiterlänge die Schaltvorrichtung (19) zur Dauerbetätigung
der Anzeigevorrichtung (20) verriegelt und eine Anzeigevorrichtung (47) zur Anzeige der durch ein
blankes Teilstück eines Leiters bedingten Fehlerquelle betätigt
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe zusätzlich zu einer visuellen
und/oder akustischen Anzeigevorrichtung (20) für jeden Prüfkanal (Ti bis Γ20) eine visuelle
und/oder akustische Anzeigevorrichtung (27, 28) aufweist, die mit der in allen Prüfkanälen (Γι bis T20)
befindlichen Zähleinrichtung (22, 23) verbunden ist und anzeigt, daß ein fehlerhafter Leiter (Ci bis C20)
vorliegt
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als
Energie Wechselstrom verwendet wird, der von einer Wechselstromquelle (1,2,3) durch Gleichrichtung
(4) und Glättung mittels einer Glättungsschaltung (8, 9) abgeleitet wird, derart, daß, wenn kein
Fehlerstrom fließt, die Quelle (1,2,3) eine geglättete
Gleichspannung liefert und bei vorhandenem Fehlerstrom eine fluktuierende Gleichspannung erzeugt
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungsschaltung einen Kondensator
(8) aufweist mit einer Kapazität, die unzureichend ist, um eine geglättete Gleichspannung aufrechtzuerhalten,
wenn ein ermittelbarer Strom durch ein Nadelloch oder ein blankes Teilstück in der Isolierung fließt
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfelektrode (7) eines jeden Prüfkanals
(Ti bis Γ20) über eine Hochspannungsadel (12) mit einer Abschirmung (48) mit der Spannungsquelle (1,2,3) verbunden ist
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