-
Einrichtung zum Einbrennen isolationsunsicherer und isolationsschwacher
Stellen in Kabeln sowie zur Prüfung der Isolation von Kabeln
In Hochspannungskabeln
treten oft schleichende oder hochohmige Fehler auf, die einer Fehlerortsbestimmung
nicht zugänglich sind, obwohl ihr Vorhandensein sich durch Überschläge oder Durchschläge
bemerkbar macht.
-
Der Zweck der Erfindung ist es, fehlerverdächtige Kabel durch Anlegen
einer bestimmten Spannung zu prüfen und bei Vorhandensein des hochohmigen Fehlers
diesen bis zum bleibenden Kurzschluß herunterbrennen zu können.
-
Den bekannten Geräten zum Einbrennen hochohmiger Kabelfehler haftet
der Mangel an, daß sie infolge ungünstigen Innenwiderstajidsverhaltens während des
Einbrennvorganges bei Erreichung eines bestimmten Fehlerwiderstandes keine den Einbrennvorgang
aufrechterhaltende Energie mehr nachliefern, d. h. durch den gesunkenen Fehler widerstand
im Kabel kurzgeschlossen werden, was zur Folge hat, daß die gesamte Hochspannung
des Einbrenngenerators an seinem inneren Widerstand abfällt und seine Klemmenspannung
zusammenbricht. Dadurch wird dem Fehler Gelægenhe* gegeben, wieder zu verschwinden.
-
Geräte nach bisher bekannten Verfahren, die bei hohen Spannungen
gleichzeitig hohe Ströme erzeigen können und auch während des Einbrennvorganges
Energie so lange nachliefern, bis eine für die Fehlierortbestimmun.g erwünschte
Nieder
ohmigkeit des Fehlers eingetreten ist, sind sehr umfangreich
und teuer und erfordern den Einsatz erheblichler Mittel.
-
Es sind auch Verfahren bekannt, isolationsschwache Stellen in elektrischen
Übertragungs.-leitungen aus der Form der Wanderwellen zu bestimmen. Mit dem nach
diesem Verfahren arbeitenden Gerät können nicht alle Fehler eingebrannt werden,
weil der Lichtbogen zu schnell erlischt und nicht schnell genug wieder gezündet
werden kann, was bei Kabeln infolge ihrer Kapazität sehr oft der Fall ist.
-
Die Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf das Einbrennen solcher
Fehler, die hiqher nicht erfaßt werden können.
-
Der Erfindungsgedanke macht sich die Tatsache zu Nutze, daß zur Einleitung
eines Spannungsduroh, schlages im wesentlichen nur eme bestimmte hohe Spannung bereitgestellt
werden muß und sich hier für sowohl eine Gleichspannung als auch eine Wechselspannung
beliebiger Frequenz -- vornehmlich die immer zur Verfügung stehende Netzfrequenz
von 50 Hz eignet. Hierbei kommt es nicht auf die Phasenlage zwischen der Spannung
und dem die Spannung erzeugenden Strom an. Die Spannung kann also auch durch Resonanz
erzeugt werden. Im Augenblick des Spannungsüberschlages wird über die Durchschlagstelle,
welche einen Ohmschen Widerstand darstellt, ein Wfrkstrom fließen, der aus dem aus
Kabel (Kapazität) und Spule be- -stehen den Schwingkreis (Energiespeicher) entnommen
wird. Nach jedem Durchschlag, der nicht als Kurzschluß erhalten bleibt, schaukelt
sich der obengenannte Schwingkreis wieder auf die Zündspannung hoch, und der Vorgang
wiederholt sich. Die in der Zeiteinheit erfolgten Durchschläge, die für die eingebrachte
Brennenergie neben dem Brennstrom maßgebend sind, sind abhängig von der Schwing.
kreisgüte und der Größe des Fiehlerwiderstandes.
-
Durch Ausbildung des Schwingkreises aus Kabelkapazität und Spule hat
man es in der Hand, die Brenneigenschaften optimal zu dimensionieren. Es läßt sich
die Zahl der Durchschläge in der Zeiteinheit sehr hoch treiben.
-
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht; daß an das zu untersuchende
Kabel oder die Leitung eine als Induktivität dienende, abstimmbare Resonanzspule
zur Bildung eines energiespeichernden Resonanzkreises mit dem Kabel als Kapazität
angeschlossen wird, um unter Verwendung einer in die Spule eingekoppelten, geringen
Wirkleistung einen im Augenblick des durch die hohe Spannung hervorgerufenen Kabeldurchs
chlages einen hohen Wirkleistungsimpuls auszulösen, der nach dem Erlöschen des Lichtbogens
in schneller zeitlicher Folge so oft wieder auftritt, bis der Fehler den gewünschten
niederohmigen Wert erreicht hat.
-
Es ist vorgesehen, zur Ergänzung der Kapazität des Prüflin;gs einen
veränderbaren Kondensator einzusdhalten. Als Induktivität wird'ein Transformator
verwendet. Es kann auch eine Drossel gewählt werden, deren einer Windungsteil als
Spartransformatorprimärwicklung mit der Hilfsenergie gespeist wird, während die
restlichen oder' die gesamten Windungen parallel zur Kapazität des Schwingungs.
kreises liegen.
-
Die Primärwicklung enthält eine Anzahl von Anzapfungen, die zum Hochregeln
der Spannung oder zur Abstimmung dienen. Ein veränderbarer Eisenkern kann zur Abstimmung
mindestens zum Teil hinsichtlich seiner Lage, Gestalt oder Masse dienen.
-
Zur Strombegrenzung wird in die Anschlußleitung der Hilfswechselspannung
eine Drossel od. dgl. eingeschaltet. Die gesamte Einrichtung nach der Er findung
kann als ortsveränderliches, tragbares Gerät ausgebildet sein.
-
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Schaltschema
als Ausführungsbeispiel dargestellt.
-
Die Kapazität des Leiters 10 eines zu prüfenden Kabels, an dem die
Prüfspannung angelegt werden soll, ist gegen Erde durch einen gestricbelt angedeuteten
Kondensator 11 dargestellt. Das Prüfgerät 12 enthält als wesentlichen -Teil eines
elektnischen Schwingungskreises, der über das Kabel IO verläuft und durch dessen
Kapazität ergänzt wird, eine Induktizität in Gestalt einer Drossel 13. Es kann zweckmäßig
sein, außerdem in dem Gerät zur Ergänzung der Kapazität 11 des Prüflings noch einen
Kondensator 14 vorzusehen, dessen Kapazität zweck. mäßig veränderbar ist. Die Drossel
13 ist im Ausführungsbeispiel angezapft. Ein Teil ihrer Windunklen wird aus der
Spannungsquelle 15 als Spartrantsformatorprimärwicklung mit Hilfsenergie gespeist,
und zwar zweckmäßig über eine Strombegrenzungsdrossel I6 od. dgl., während die gesamen
Windungen der Drossel parallel zur Kapazifät 11 bzw. II und 14 des Schwingungskreises
liegen.
-
Zweckmäßig ist die Wicklung der Drossel oder des Spartransformators
I3 bzw. die Primärwicklung eines an seiner Stelle verwendbaren Transformators mit
zwei Wicklungen mit mehreren Anzapfungen versehen, die zum Hochregeln der Spannung
oder zum Abstimmen verwendet werden können. Zur Abstimmung kann auch mindestens
zum Teil hinsichtlich seiner Lage, Gestalt oder Masse veränderbarer Eisenkern in
der Drossel oder dem Transformator vorgesehen sein. Zur Abstimmung läßt sich ferner
auch der veränderbare Kondensator 14 verwenden.
-
Die Arbeitsweise der Einrichtung gemäß der Erfindung ist folgende:
Die aus der Hilfsstromqueile 15 gespeiste Prüfeinrichtung 12 wird geerdet und an
das Kabel 10 angelegt. Sodann wird mit Hilfe der Anzapfungen der Drossel 13 bzw.
des Spartransformators und gegebenenfalls unter Zuhilfenahme des veränderbaren Kondensators
14 der aus den Teilen 11, I3 und 14 gebildete Schswingungskreis auf Resonanz abgestimmt
und dabei die Prüfspalmung hochgeregelt.
-
Ist nun ein schleichender Fehler oder eine hochohmige Fehierstelle
in der Isolation des Kabels vorhanden, wie beispielsweise durch den WIderstand 17
angedeutet ist, so erfolgt bei einem gewissen Wert der Prüfspannung an dieser Stelle
ein Durchschlag, wobei der aus dem auf Resonanz abge-
stimmten Schwingungskreis
nachffießende Kurzschlußstrom bei einer Vielzahl von Entladungen je Sekunde einen
sehr hohen Wert hat. Er ruft starke Verbrennungen an der Fehlerstelle hervor, durch
die der Fehlerwiderstand wesentlich herabgesetzt wird, und sinkt dann entsprechend
der Verkleinerung des Fehlerwiderstandes und damit der Spannung auf einen Restbetrag.
-
Das Prüfgerät 12 kann nun abgeschaltet werden.
-
Die Fehlerstelle ist infolge der Herabsetzung ihres Widerstandes 17
durch Einbrennen geklärt und einer Fehlerorthestinnung zugänglich.