Einrichtung zur Messung von Scheinwiderständen.
Zur Feststel. lung eines Windungssehlusses hei Wicklungen von elektrisehen Maschinen ist es bekannt, den Scheinwiderstand der Wicklung mit Wechselstrom zu überprüfen.
Bei den bekannten Anordnungen wird der aus dem Wechselstromnetz entnommene Strom dureh Widerstände auf die gewünschte Stärke begrenzt Da das Messverfahren häufig eine Erregung der zu prüfenden Wicklung mit einem verhältnismässig starken Wechselstrom erfordert, lassen sich die bekannten Anordnungen nur dort anwenden, wo ein entsprechend bemessener Ansehluss an das Wechselstromnetz vorhanden ist ; sie benötigen ferner Regelwiderstände, die für eine entsprechend hohe Strombelastung und Leistungsaufnahme bemessen sind.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Messung von Seheinwiderständen mittels Wechselstrom von Netzfrequenz ist gekennzeichnet durch einen an das Netz anzusehlie ssenden Transformator mit veränderliehem Übersetzungsverhältnis als regelbare Messstromquelle für den Prüfling. Bei Messung besonderer Wicklungen, z. B. der Feld-und Wendepolspulen von Gleichstrommaschinen grösserer Leistung, wie Bahnmotoren und ähn- lielhem, ist die Anwendung einer hohen Mess- stromstärke erforderlieh, damit zwischen den einzelnen Windungen eine hinreieliend hohe Prüfspannung entwiekelt wird, die einen Win- dungsschluss mit Sicherheit in Erscheinung treten lässt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung erlaubt, bei dementsprechender Ausbildung die hierbei erforderliehen Stromstärken zwischen 20 und 100 A der üblichen Liehtnetzinstallation dadurch zu entnehmen, dass durch den Transformator mit veränderlichem Übersetzungsver- hältnis die Netzspannung unter Erhöhung der Stromstärke entsprechend herabgesetzt wird.
Der Transformator wird vorzugsweise als Spartransformator ausgebildet, damit trotz mögliehst hoher Leistung das Gewicht in solchen Grenzen gehalten werden kann, welche die Ausbildung der Messeinrichtung als tragbares Gerät ermöglichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es :
Fig. 1 das Schaltungssehema der Messeinrichtung,
Fig. 2 bis 4 versehiedene Schaltungen des Spartransformators,
Fig. 5 eine Ansicht der Messeinrichtung,
Fig. 6 eine Sehaltung des Spannungsmes- sers.
Der Transformator TR (Fig. 1 bis 4) besitzt vier gesonderte Spulen Pl, P2, P3 und P4, welche eine Veränderung des Ubersetzungsverhältnisses in weiten Grenzen gestatten. Die Spule P4 ist mit mehreren An zapfungen versehen, die zu einem Stufensehalter St führen. Mittels des Stufenschal- ters können feinstufig versehiedene Spannungen an die Klemme PK2 gelegt werden ; die Klemme PK1 ist ständig mit der Klemme b verbunden, an welcher auch das Ende der Transformatorwieklung liegt. An die Klemmen PK1 und PK2 wird der Prüfling angeschlossen.
An die Klemmen a und b wird die Netzspannung gelegt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung der Wicklungsspulen Pl bis P4 kann an die Klemmen PK1 und PIC2 eine Spannung ge- legt werden, welche zwischen 0 und etwa t/4 der Netzspannung veränderbar ist, die zwisehen den Klemmen a und b liegt.
Der Quersehnitt der Wicklung P4 ist so bemessen, daB bei den untern Stufen etwa der zehnfaehe und bei den obern Stufen noch etwa der vierfache Stromwert über die Klemmen PK1 und PK" entnommen werden kann, als aus dem an die Klemmen Nl und N2 angeschlossenen Weeh- selstromnetz über die Klemmen a und b Strom dem Transformator TR zugeführt wird.
Bei einem Anschluss des Lichtnetzes, der üb- lieherweise für 10 A bemessen und abgesichert ist, können somit Prüfstrome bis zu 100 A über die Klemmen PK1 und Plf2 bei kleinen Spannungen entnommen werden. Der aus dem Wechselstromnetz entnommene Strom wird dureh einen Strommesser A1 überwacht. Dieser Primärstrom kann durch einen regelbaren Widerstand Wl in einem kleinen Bereich ver ändert werden.
Der über den Stufensehalter ST und die Klemmen PIfl und PK2 dem Prüfling zugeführte Sekundärstrom wird durch einen Strommesser A2 gemessen. Dureh Änderung des Widerstandes W1 wird der Sekundärstrom im gleichen Verhältnis wie der Primärstrom feinstufig geregelt. Im Kreis des Sekundärstromes liegen Klemmen ZU, die für gewöhnlich iiberbriiekt sind und welche die Einschaltung eines zusätzlichen Strommessers oder dergleichen gestatten.
Die Schaltung der Spulen PI. bis P4 des Transformators TR, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wird benutzt, wenn für die Prü- fung höhere Spannungen gewünscht werden, als sie mit der Schaltung nach Fig. 1 einstellbar sind.
Bei dieser Schaltung liegen die Wieklungen P2 und P3 zueinander parallel ; sie sind mit gleieher Windungszahl ausgeführt und durch die Parallelsehaltung mit höherer
Stromstärke belastbar als in der Hintereinan- dersehaltung naeh Fig. l. In der Sehaltung nach Fig. 2 regelt der Stufensehalter ST die
Prüfspannung zwischen Werten von etwa Vs und 2/ :
, der Netzspannung, bei einer Netzspan- nung von 220 V also zwisehen etwa 70 und 140 V. Hierbei kann maximal der dreifache Strom dem Prüfling zugeführt werden.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung liegen lediglich die Spulen P4, P2 und P3 in Reihe, während die Wicklung Pl nicht benutzt wird. Die Prüfspannung kann hierbei durch den Stufenschalter ST zwischen 2/3 und der vollen Netzspannung geregelt werden.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Sehaltung liegt die Wicklung P4 in Reihe mit den Wick- lungen Pl, P2 und P3. Die Netzspannung wird über die Klemme a einer Anzapfung der Wicklung P4 zugeführt ; wenn an den Klemmen a und b eine Primärspannung von 220 V liegt, dann kann jetzt durch den Selialter ST eine Sekundärspannung mit hoheren Werten als die Netzspannung abgegriffen werden.
I) ie höehste Spannungsstufe liegt bei etwa 280V, das heisst etwa 30 /o iiber der Netzspannung.
Die Umschaltung der vier Wicklungspulen Pl, P2, P3 und P4 des Transformators TR in die versehiedenen Anordnungen der Fig. 1 bis 4 wird durch einen vierstufigen Umschalter FT (Fig. 5) vor ; enommen, weleher in be kannter Weise als Walzenschalter oder Paketsehalter mit einer entspreehenden Kontaktanordnung ausgeführt sein kann.
Die Netzansehlussklemmen N1 und N2 (Fig. 1) sind nicht unmittelbar mit den Klemmen a, b des Stufentransformators TR verbunden, sondern werden erst durch einen Schalter PPH in dessen Stellung 3 durch- geschaltet
Dieser Schalter steuert in seinen Stellungen 1 und 2 vor Schliessung der Stellung 3 zwangläufig zwei Kontrollampen L1 und L2, welche kennzeichnen, welcher der an die Klemmen N1 und N2 angeschlossenen Netzleiter Spannung oder Erde führt.
Im allgemeinen führt bei einem Lichtnetz von 220 V Spannung der eine Leiter keine Spannung gegen Erde, während der andere die volle Phasenspannung aufweist.
Bei Ansehluss an das Netz ist es erwünseht, dass die Prüfklemme PK1, welche in allen Schaltstellungen des Umschalters UT über die Klemme b init der Netzklemme N2 verbunden ist, nicht an dem spannungsführenden Leiter angesehlossen wird ; diese Klemme soll vielrnehr nach Möglichkeit mit dem geerdeten Leiter des Netzes verbunden werden, weil der Prüfling selbst auch einen Korperschluss bzw.
Erdschluss aufweisen kann und ausserdem bei Anschluss der Netzspannung an diese Klemme erhebliche Gefahr einer Elektrisierung bestehen würde.
Zur Feststellung der richtigen Polung des Netzes sind zwei Kontrollampen L1 und L2 vorgesehen. Der Sehalter PPH legt in seiner Stellung 1 eine Lampe Ll, die mit der Klemme PKl verbunden ist, über einen Vorwiderstand VIV an die Netzklemme NI.. Liegt die Prüfklemme PK1 an Erde und führt der an die Klemme N1 angeschlossene Leiter Spannung gegen Erde, dann brennt die Kontrollampe L1 auf. In diesem Falle kann ohne Bedenken der Schalter PPH in die nächste Stellung geschaltet werden. Brennt die Lampe Ll jedoch nicht, dann kann dies bedeuten, dass der Prüfling nicht geerdet ist.
Es kann aber aueh anzeigen, dass der an die Klemme N1 angeschlossene Leiter keine Spannung gegen Erde führt. Daher ist in diesem Falle die Prüfung in der Stellung 2 des Sehalters PPH besonders zu beachten.
Wird der Schalter PPH in die nächste Stellung 2 geschaltet, so wird dadurch die Lampe L2, welche mit einem Pol an der Netzklemme N2 liegt, an Stelle des Vorwiderstandes VW vor die Lampe Ll geschaltet. Ist die Klemme PKI geerdet und leuchten die Lampen in dieser Schaltstellung 2 nicht auf, so bedeutet dies, dass der Leiter N2 keine Spannung gegen Erde führt. Unter diesen Umständen kann der Sehalter PPH ohne weiteres auf Schaltstellung 3 durchgeschaltet werden, wobei der Transformator TR in der Weise an Spannung gelegt wird, dass die Klemme b und zugleich die Anschlussklemme P7z1 keine Spannung gegen Erde erhält.
Wenn jedoch in Stellung 2 die Lampen Ll und L2 aufleuchten, so wird hiermit angezeigt, dass der mit der Klemme N2 verbundene Netzleiter Spannung gegen Erde führt.
In diesem Falle darf nicht auf Stellung 3 durchgeschaltet werden, sondern der Ansehluss des Netzes ist vorher umzupolen.
Die Lampe L2, welche insbesondere die falsche Polung anzeigt, wird zweckmässiger- weise mit rotem Licht als Kennzeichen für Kurzschlussgefahr ausgeführt. Mit dieser Zwei lampenschaltung, die auch mit ähnlichen oder andern Schaltmitteln ausführbar ist, kann nicht nur die richtige Polung des Netzes ermittelt werden, sondern es wird auch das Vorhandensein eines Erdschlusses am Prüf- objekt unmittelbar beim Überschalten der Vorstufen 1 und 2 angezeigt.
Die einzelnen Messinstrumente, Lampen und Schalter sind auf einer Schalttafel (Fig. 5) angeordnet, welche in einen tragbaren Koffer eingebaut werden kann. Hinter einem Gitter, welches Luftumlauf gestattet, sitzt der Transformator TR. Der Strommesser Al, der für gewöhnlich den Netzstrom misst und daher nur mit einem verhältnis- mässig kleinen Messbereich ausgerüstet ist, kann mittels eines Schalters R an Stelle des Strommessers A2 in den Sekundärkreis eingeschaltet werden, wenn bei einer der Schal tungen nach Fig. 3 und Fig. 4 bei grossen Prüfspannungen nur kleine Prüfstrome entnommen werden, die von dem für einen gro Ben Messbereich ausgelegten Strommesser A2 nicht genau genug angezeigt werden.
Ein Spannungsmesser V kann mittels eines Messumschalters MS (Fig. 6) wahlweise an das Wechselstromnetz N, an die Prüf- klemmen PK und an besondere Messklemmen llE angelegt werden. Diese Messklemmen 3IK gestatten den Anschluss zusätzlicher Span nungsquellen. Hierdurch wird z. B. die Mögliehkeit geboten, bei der Messung eines Spu lensystems aus mehreren in Reihe geschalteten Spulen die Teilspannungen an denselben vergleiehsweise zu messen und z. B. dureh Windungssehlüsse hervorgerufene Fehler ein zugrenzen.
I) er Spannungsmesser V ist mit versehie- denen Messbereichen ausgerustet, welche nach Art der in Fig. 6 dargestellten Schaltung durez den Messschalter MS umgeschaltet werden, so dass durch den gleichen Umschalter der Anschluss an die jeweils gewünschten Klemmen wie die Einstellung des Messberei- ehes vorgenommen wird.
Das Gerät trägt schliesslich noeh zwei Klemmen IIl (Fig. 1 und 5), welche unmittelbar mit den Klemmen N1 und N2 für den Anschluss des Wechselstromnetzes verbunden sind und beispielsweise den Anschluss einer Handlampe ermögliehen, die in schlecht beleuchteten Räumen die Durchführung der Messung erleichtert.