DE1766723C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Nadellöchern und blanken Teilstücken in der Isolierung eines elektrischen Leiters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln von Nadellöchern und blanken Teilstücken eines sich in Längsrichtung bewegenden isolierten elektrischen Leiters mittels einer Berührungselektrode und einer zwischen Leiter und Elektrode angeschalteter Prüfspannung, die durch Gleichspannung einer Wechselspannung erhalten wird, eine Wechselspannung oder eine reine Gleichspannung ist.

Bei der Herstellung von lackiertem Draht ist e< schwierig, sicherzustellen, daß keine kleinen Löchei oder Hohlräume im Lacküberzug vorhanden sind, die gewöhnlich als »Nadellöcher« bezeichnet werden; abei da es bei der Herstellung von Wicklungen aus lackiertem Draht höchst unwahrscheinlich ist, daß Nadellö·

her in Lacküberzügen von benachbarten Windungen les Drahtes zusammenfallen und so einen Kurzschluß rerursächen, 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 gegebenen Drahtlänge irgendeiner Lieferung die Anzahl von Nädellöcherrt im Lacküberzug nicht ein vertretbares Maximum überschreitet Es ist 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 länger als ein Nadelloch ist Ein Draht der eines oder mehrere solcher längeren blanken Teilstücke auf seiner Länge aufweist, ist im allgemeinen unannehmbar bzw. unbrauchbar, weil die Wahrscheinlichkeit, daß ein solches blankes Teilstück in der einen Windung einer Wicklung mit einem Nadelloch im Lacküberzug einer benachbarten Windung zusammenfällt in einem unerwünschten Ausmaß erhöht wird. Um diesen Erfordernissen nachzukommen, müssen dem Hersteiler von lakkiertem 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 Überprüfung darüber vorgenommen werden kann, daß die Anzahl von Nadellöchem 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 ausgebessert 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 Nadellöchem als auch bei blanken Leiterteilstücken.

In der GB-PS 8 11 303 ist eine herkömmliche Funkenprüfeinrichtung beschrieben, die eine Rohrelektrode enthält, welche einen 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 isu Es wird nichts über die Form der Prüfspannung oder über ein Verfahren der Ermittlung und Unterscheidung von Nadellöchem 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 Nadellöchem 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 lein blankes Lekerteilstück 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 löstn, 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 Nadellöchem 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 Nadelloch 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 Signaispeicher 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 Nadellöchem und Ermitteln von blanken Teilstücken in Isolierungen einer Vielzahl elektrischer Leiter weist eine Vielzahl von Prüfkanälen, und zwar einen für jeden Leiter, auf, mi* jeweils einer Prüfelektrode, die 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 Teilstücke fließenden Strom erzeugt werden, und die bei Erreichen einer höchstzulässigen Anzahl von Nadellöchern 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 betätigt eine Anzeigevorrichtung 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 7Ί T20 auf, von denen der Klarheit wegen nur 7Ί im einzelnen dargestellt ist Alle Kanäle 7i Γ20 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 1 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 Tx Γ20 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 C20 liegen an Erde, und der

andere Anschluß ist mit jedem der Prüfkanäle Ti .... Γ20 verbunden. Es wird vorgezogen, den negativen Anschluß der Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücke 4 mit jedem der Prüfkanäle Ti .... Γ20 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 Ci 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 T2....T20 fließt, in welchem eine Fehlerstelle ermittelt worden ist.

Um irgendeine Interferenz zwischen den Prüfkanälen Tt — Γ20 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 Γι 720 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 Zählmechanismus 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 Γι — Γ20 und wird daher von jedem einen oder mehreren der ihr zugeordneten Pegeldetektoren 23 betätigt. Die Relaiseinheit 26 betätigt eine Signallampe 27 und eine Klingel oder einen Summer 28. Die Diode 24 verhindert, daß der Ausgang dei Pegeldetektoren in den-anderen Kanälen in die mono stabilen Einheiten 18 in den Prüfkanälen Γι eingespeis wird.

Eine stabilisierte Gleichstromversorgung 30 für di< elektronischen Einheiten des Detektorgeräts, welche

jedem Testkanal Ti Γ20 zugeordnet ist, wird voi

der Wechselstromquelle 1 her abgeleitet

Die Betriebsweise der Vorrichtung ist folgende. Di

zwanzig isolierten elektrischen Leiter Ci C20, di

geprüft werden sollen, werden durch die Vorrichtun hindurch gefördert, und zwar ein Leiter pro Prüfkana

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m Falle eines Nadellochs im Isolierüberzug eines Leiers in irgendeinem Kanal, welches einen Kurzschluß-)der Funkenüberschlagstrom an der Elektrode 7 flie-Jen 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 lntegrierungsnetzwerk 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 abhängig ist, die durch Nadellöcher verursachte Anzahl von Impulsen, welche durch die monostabile Einheit 18 in das lntegrierungsnetzwerk 22 der Speichervorrichtung eingespeist werden, eine vorbestimmte maximale Anzahl überschreitet, dann steigt die Spannung am Integrierungsnetzwerk bis zu einem solchen Pegel an, daß 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 lntegrierungsnetzwerk 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 Klingel oder den Summer 28 einschaltet. Lampe 27 und Klingel oder Summer 28 geben eine Warnung darüber ab, daß ein Leiter eine unannehmbare Anzahl von Nadellöchern 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 7Ί — T20. 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 verriegeln, wenn ein unannehmbarer Leiter ermittelt wird.

Wenn ein blankes Teilstück des Leiters in Kontakt mit der Elektrode 7 eines Prüfkanals gerät, so gibt es einen anfänglichen Fehlerstromimpuls, der, wie im Falle eines Nadellochs, die Betätigung der monostabilen Einheit 18 verursacht, die dann in ihre normale Ausschaltstellung zurückkehrt Nach dem anfänglichen Impuls ändert sich der Fehlerstrom in einen fluktuierenden Gleichstrom, und es erfolgt eine wiederholte Triggerung der monostabilen Einheit 18 solang, wie der hervorgebrachte fluktuierende Fehler-Gleichstrom weiter fließt. Wenn dieser Fehlerstrom langer als eine vorbestimmte Zeit andauert, die von der Fördergeschwindigkeit des sich vorwärtsbewegenden Leiters abhängig ist, dann erhöhen, wie im Falle eines Leiters mit einer unannehmbaren Anzahl von Nadellöchern, die in das lntegrierungsnetzwerk 22 der Speichervorrichtung durch die monostabile Einheit 18 eingespeisten Impulse die Spannung am Netzwerk bis zu einem solchen Maß, daß die Betätigung der Relaiseinheit 26 über die Diode 24 erfolgt. Die Relaiseinheit 26 betätigt die Lampe 27 und schaltet die Klingel oder den Summer 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 FunkenUberschlags 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 Ti Γ20 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 Ti 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 Prüfspannungsbereich 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 5 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 6 mittels eines Schalters 34 und durch Einfügung von variablen Vorgabewiderständen 31', 32' für die variablen Vorgabewiderstände 31, 32 mittels Schalters 35 und 36 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 Vorspannungs· Steuerpotentiometers 33.

Die Ader 39 ist mit den Verstärkern jedes der Kanä Ie Ti — T20 verbunden, die Ader 40 ist mit den Pegel

detektoren aller Kanäle Ti T10 verbunden, und dii

Ader 41 steht mit den elektronischen Einheiten aiie Kanäle T\ 7m 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 Eir schalter von Motoren liegen, welche die Spule oder ar

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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.

Fig.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 Γι 7m 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 Ti Tio gemeinsam zugehört. Die Relaiseinheit 46 betätigt eine Signallampe 47. Das Integrieiungsnetzwerk 42 hat eine unterschiedliche Zeitkonstante gegenüber derjenigen des lntegrierungsnetzwerks 22, und der Pegeldetektor 43 tritt bei einem anderen Pegel als dem des Pegeldetektors 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 Pegeldetektors 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 () 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 Nacielloch 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, darm 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 Betätigungspegel 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 biankern Leiter ausreichen, damit die zweite Speichervorrichtung in der mit Bezug auf Fig.2 beschriebenen Weise in Tätigkeit treten kann. Der Ausgang der bistabilen Einheit 44 ist mit der Rückkopplungsverbindung vom Pegeldetektor 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-

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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 Γι 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 Fig. 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 verwendet 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 Nadellöcher anspricht, da nach dem anfänglichen Impuls, welcher durch den Anfang einer Lange von blankem Draht 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 GSeichstromverstärker 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 Integrierungsnetzwerk 42 wird abfallen, wobei der Widerstand 56 einen höheren Wert, vorzugsweise etwa 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 Integrierungsnetzwerk 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 verwendet werden, die bereits für die Verwendung bei der Ermittlung von Fehlerstellen im Isolierüberzug von isolierter. Leitern vorgeschlagen wurden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ermitteln von Nadellöchern und blanken Teilstücken eines sich in Längsrichtung bewegenden isolierten elektrischen Leiters mittels einer Berührungselektrode 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 Teilstbcken des Leiters der beim Passieren eines Nadellochs durch das Nadelloch fließende Fehlerstrom in eine monostabile Schalteinheit (18) eingegeben wird, die zur Betätigung einer SignalisierungsYorrichumg (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 Schaiteinheit (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 Teilstücks 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 Signalvorrichtung (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 T20), und zwar einen für jeden Leiter (Ci bis C20), aufweist, mit jeweils einer Prüfelektrode (7), die mit einer Spannungsquelle (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 (Ci 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) betätigt, sowie eine Speichervorrichtung (22, 23), welche durch Nadellöcher ausgelöste Impulse zählt, die Dauer von Signalen mißt, welche durch einen durch blanke Teilsfücke fließenden Strom erzeugt werden, und die bei Erreichen einer höchstzulässigen Anzahl von Nadellöchern oder blanken Leiterlänge die Schaltvorrichtung (19) verriegelt zur Dauerbetäti-

S gung der akustischen und/oder visuellen Anzeigevorrichtung (20).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor eines jeden Prüfkanals (71 bis Γ20) 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 Anzeigevorrichtang (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 Prüf kanal (71 bis T20) eine visuelle und/oder akustische Anzeigevorrichtung (27, 28) aufweist, die mit der in allen Prüf kanälen (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 720) über eine Hochspannungsader (12) mit einer Abschirmung (48) mit der Spannungsquelle (1,2,3) verbunden ist.