DE939886C - Verfahren zur Untersuchung dielektrischer Vorgaenge in Isolierstoffen, insbesondere im Dielektrikum elektrischer Kabel - Google Patents

Description

• Verfahren zur Untersuchung dielektrischer Vorgänge in Isolierstoffen insbesondere im Dielektrikum elektrischer Kabel Bei der Prüfung elektrischer Hochspannungskabel spielt die Untersuchung dielektrischer Vorgänge und die Messung der Verluste im Dielektrikum eine wichtige Rolle. Hierfür und für die Prüfung elektrischer Isolierstoffe überhaupt findet vor allem die Scheringsche Meßbrückenanordnung Verwendung. Diese Anordnung setzt aber die Anwendung von Wechselspannung voraus. Häufig, z. B. bei der Prüfung von für die Übertragung von Gleichstrom bestimmten Kabeln, ist aber auch eine Untersuchung des Prüflings mit Gleichstrom von Interesse. Die üblichen Gleichstromprüfmethoden sind aber nicht geeignet, die gleichen Aufschlüsse über die Vorgänge im Dielektrikum zu geben, wie sie durch die erwähnte Meßbrückenmethode erzielt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei Untersuchungen mit Gleichstrom ein ähnlich aufs chlnß reiches Verfahren zu entwickeln, wie es für Wechselstrom in der Meßbrückenanordnung bekannt ist.
• Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß zur Prüfung eine hohe Gleichspannung, der eine Wechselspannung geringer Größe überlagert ist, verwendet und der Prüfling in einen Zweig einer an sich bekannten Wechselspannungsmeßbrücke gelegt wird.
• Als Meßinstrument kann dabei ein Elektronenstrahloszillograph oder ein bekannter Nullspan- nungsindikator in Form eines frequenzabhängigen Vibrationsgalvanometers, eines sogenannten magischen Auges, od. dgl., verwendet werden. In diesem Falle ist es erforderlich, den Nullspannungsindikator kapazitiv oder induktiv an den Meßbrückenkreis anzukoppeln, um die der Messung in unterwerfende überlagerte Wechselspannung von der Prüfspannung auszusieben. Zur Erläuterung des Verfahrens der Erfindung sind zwei Anordnungen schematisch in der Zeichnung dargestellt.
• Fig. I zeigt eine Meßbrückenanordnung, bei der in bekannter Weise zwischen den Brückenpunkten I und 2 der zu untersuchende Prüfling, z. B. ein Kabel, eingeschaltet wird, der in - der Zeichnung durch sein Ersatzschaltbild 5 angedeutet ist. Zwischen den Brückenpunkten I und 3 liegt ein praktisch verlustfreier Hochspannungsvergleichskondensator 6, während zwischen den Punkten 3 und 4 Abstimmkapazität 7 und -widerstand 8 liegen.
• Das Meßinstrument 9, z. B. in Form eines Vibrationsgalvanometers, ist nun über einen zwischen den Brückenpunkten 2 und 4 liegenden Transformator IO, der seinerseits in Serie mit einem Abstimmwiderstand I I liegt, induktiv an den Brückenkreis angekoppelt, so daß von dem in dem Brückenkreis fließenden Strom nur der überlagerte Wechselstrom ausgesiebt und dem Meßinstrument zugeführt wird.
• In Fig. 2 ist eine im wesentlichen gleiche Anordnung dargestellt, bei der die gleichen Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 1; zwischen den Brückenpunkten 2 und 4 ist jedoch hier kein Transformator, sondern nur ein Widerstand II eingeschaltet, und die Ankopplung des Meßinstrumentes g erfolgt über einem Kondensator I2, der zwischen dem Meßinstrument und dem Brückenpunkt 2 eingeschaltet ist.
• Bei den dargestellten Anordnungen kann nun in bekannter Weise der Brückenpunkt 4 geerdet werden, während an den Brückenpunkt I die Prüfspannung angelegt wird, die in diesem Falle eine mit einer Wechselspannung geringer Größe überlagerte hohe Gleichspannung ist. In Fig. 3 der Zeichnung ist das Diagramm der Spannung dargestellt.
• Ug stellt die Prüfgleichspannung dar, der eine Wechselspannung mit dem Wert Uw überlagert ist, der gegenüber dem Betrag der Gleichspannung unwesentlich ist und nur einige Prozent, z. B. I bis IOO/D derselben beträgt. durch die Erfindung wird erreicht, daß die zur Untersuchung des Prüflings dienende Spannung vorwiegend eine Gleichspannung ist, so daß z. 13. bei der Untersuchung von Gleichstromkabeln oder ton Isolierstoffen für Gleichstromanlagen die Prüfung den Bedingungen des praktischen Betriebes entspricht. Für die Prüfung wird jedoch die überlagerte Wechselspannung ausgenutzt; so daß aus den Ergebnissen der Messung, z. 13. aus der Bestimmung des Verlustwinkels, Rückschlüsse auf das dielektrische Verhalten des Isolierstoffes gezogen werden können, die mit Hilfe einer reinen Gleichspannungsuntersuchung nicht möglich wären.
• Zur Überlagerung kann ein Wechselstrom von üblicher Netzfrequenz oder auch von höherer Frequenz, z. B. 500 Hz, Verwendung finden. Die Wechselspannung kann dabei mit Hilfe von Transformatoren oder besonderen Generatoren erzeugt werden.
• Da aber die in Gleichstromnetzen vorhandene Gleichspannung meist keine theoretisch vollkommen reine Gleichspannung ist, sondern in der Regel immer Oberschwingungen enthält, kann dieser Umstand im Sinne der Erfindung ausgenutzt werden.
• Falls erforderlich, können die Oberwellen z. 13. durch Einschaltung großer ohmscher Lasten, durch die eine Kompensierung der Kondensatorglättung verursacht wird, verstärkt werden.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung kann sowohl im- lLaboratorium verwendet werden als auch zur Messung des Kabels nach der Verlegung an Ort und Stelle, was bisher bei der Prüfung mit Wechselspannung oft mit sehr großen Schwierigkeiten wegen der aufgenommenen Blindleistung verbunden war. Es ist in diesem Falle unter Umständen sogar möglich, die Prüfung vorzunehmen, ohne daß es erforderlich wird, das zu untersuchende Kabel aus dem Betrieb zu nehmen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zuir Untersuchung dielektrischer Vorgänge und Messung von Verlusten in Isolierstoffen, insbesondere im Dielektrikum elektrischer Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung eine hohe Gleichspannung, der eine Wechselspannung geringer Größe überlagert ist, verwendet und der Prüfling in einen Zweig einer an sich bekannten Wechselspannungsmeßbrücke gelegt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßinstrument in Form eines vorzugsweise frequenzabhängigen Vibrationsgalvanometers od. dgl. kapazitiv oder induktiv an den Meßkreis angekoppelt ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine bekannte Gleichspannungsquelle in Reihe mit einer besonderen Wechselspannungsquelle verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichspannungsgenerator mit ausgeprägten Oberwellen für die Messung verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung am im Betrieb befindlichen Prüfling, insbesondere Kabel, vorgenommen wird.