Einrichtung zum Prüfen der dielektrischen Verluste von kleinen kapazitätsbehafteten Stücken betriebsmässig verlegter Nabelanlagen. Messungen der elektrischen Eigenschaf ten bilden ein wesentliches Kriterium für die Betriebsbrauchbarkeit und den Sicher heitsgrad elektrischer Anlagen, zum Beispiel einer Fernleitung, insbesondere einer Hoch spannungskabelanlage.
Während man in der Fabrik oder im Laboratorium alle einzelnen Teile einer Fernleitung oder einer Kabelan lage gesondert leicht messen kann, auch wenn es sich um Teile sehr kleiner Kapazität, bei spielsweise einzelne Muffen handelt, konnte man bisher derartige Teile mit sehr kleiner Kapazität bei einer betriebsmässig verlegten, elektrischen Kabelanlage nicht messen. Man konnte nur die Gesamtanlage als, Einheit un tersuchen, wobei die charakteristischen elek trischen Werte sehr kleiner Teile im Mittel wert der Gesamtanlage untergehen, zu dem sie als räumlich oder kapazitiv sehr kleine Teile praktisch nichts beitragen.
Es ist aber gerade hei einem verlegten Kabel sehr wichtig, elektrische Messungen an einzelnen Teilen, insbesondere an Muffen, Endver- schlüssen und dergleichen auszuführen, weil gerade Muffen und Endverschlüsse besonders schwache Stellender Anlage sein können.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die es ermöglicht, solche Teile kleiner Ka pazität innerhalb der Gesamtanlage in be triebsmässig verlegtem Zustande gesondert zu messen. Gemäss der Erfindung ist eine leitende Belegung in geringem Abstand von der einen Kondensatorfläche des durch Mes sungen zu untersuchenden Teils isoliert von dieser angeordnet und mit einem nach aussen führenden Leiter verbunden.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung veranschaulicht und im folgenden beschrieben: Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil eines Ausführungsbeispiels zur Messung der di- elektrischen Verluste einer Muffe eines me- tallisierten Einfachkabels, Fig. 2 einen Teil eines Ausführungsbeispiels der Einrichtung zur Messung der dielektrischen Verluste einer Muffe eines normalen, unmetallisierten Ein fachkabels;
Fig. 3 zeigt ein Schaltungsbeispiel der Einrichtung, mit dessen Hilfe man die Stör wirkung der Erdkapazität -auf die Brücken abgleichung beseitigen kann; Fig.4 stellt ein Schaltungsbeispiel der Einrichtung dar, das ebenfalls ermöglicht, die Erdkapazität für die Messung unwirksam zu machen.
Für die elektrischen Messungen, zum Beispiel elektrischen Verlustmessungen an Teilen einer Kabelanlage, wie Muffen, End- verschlüssen und Durchführungen, werden s c 'hon bei der Montage der Kabelanlage t' Vor- kehrungen getroffen, die es ermöglichen,
die zu- untersuchenden Teile sowohl für die Vor nahme der .erforderlichen Messungen von der Anlage unabhängig zu machen, als auch durch eine einfache Umschaltung für den Betrieb wieder an die Anlage anzuschliessen.
Da die zu untersuchenden Teile, wie Muf fen und dergleichen, als kondensatorhafte Gebilde in die Messungen eingehen und die Kondensatorbelegungen einerseits die strom führenden Kabelleiter und anderseits der Kabelmantel oder die mit ihm metallisch verbundenen Teile sind, kann man sie ent weder an der Hochspannungsseite am Kabel leiter oder an der Erdseite am Kabelmantel herausgreifen, wenn man in der Nähe dieser Belegungen leitende Schichten anordnet, die von den Belegungen nur schwach isoliert sind, für die vorzunehmenden Messungen einen nach aussen führenden Leiter besitzen und für den Betrieb in einfacher Weise an die zugehörigen Belegungen anzuschalten sind.
Diese leitenden Schichten können bei spielsweise metallisiertes Papier, eine dünne Stanniol- oder Aluminiumschicht sein und werden in der zur Messung gewünschten Ausdehnung entweder über dem Leiter oder unter dem Muffengehäuse schwach isoliert angeordnet und mit einer Herausführung versehen. Bei Endverschlüssen ist die An ordnung der metallischen. Schicht am Leiter, also hochspannungsseitig; vorteilhaft, wäh rend bei den übrigen Teilen der Kabelan lage, bei denen die Hochspannung von aussen nicht ohne weiteres zugänglich ist, die An ordnung der metallischen Schicht an der Erd- seite günstiger ist.
Im letzteren Fall wird man bei Kabeln mit metallisierten Einzel adern vorteilhaft die Metallisierung .selbst an beiden Enden des Messstückes unterbre chen, so dass diese Metallisierung des Mess- stückes selbst als Messbelegung dient. Bei Kabeln mit unmetallisierten Adern wird die metallische Hülle nur im Bereich der Mess- strecke aufgebracht.
Bei der dielektrischen Verlustmessung nach der Brückenmethode an kleinen Teilen innerhalb der verlegten Kabelstrecke kann die Messleitung sehr lang sein, da es nötig ist, sie bis zum Brückenmessplatz nahe der Hochspannungsklemme, die einen Brücken eckpunkt bildet, zu führen.
Da eine solche Messzuleitung, selbst wenn man dafür ein Telephonkabel niedriger spezifischer Kapazi tät anwenden würde, eine grosse Erdkapazi- tät hat, und diese Erdkapazität in der Schal tung parallel dem einen Brückenwiderstand liegt, wird ,sie die Brückenabgleichung in unerwünschter Weise ändern.
Dieser Übel stand wird dadurch vermieden, dass man ihre Grösse bestimmt und sie -durch eine hiernach berechnete Induktivität oder eine Kapazität in den jeweils in Betracht kommenden Brük- kenzweigen kompensiert.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstel lung gegeben, in der zwei Kabelstücke eines metallisierten Einfachkabels durch eine Muffe miteinander verbunden sind. Dabei ist 2 die Leiterverbindungsstelle, 3 die abge stufte ursprüngliche Aderisolierung, 4 die ursprüngliche Adermetallisierung, 5 die bei der Montage gewickelte Papierisolierung und 6 die getränkte Wickelpapierlage, welche die ursprüngliche Metallisierung der Ader ein Stück überdeckt.
Auf die getränkte Wickel papierlage 6 ist eine metallische Schicht 7 aufgebracht, die jedoch in der Längsrichtung etwas kürzer als 6 ist und die ursprüngliche Metallisierung -4 ein kleines. Stück überdeckt, jedoch durch die Wickelpapierlage 6 von ihr isoliert ist.
Die Metallsehiclit 7 dient als Messbelegung, durch deren kapazitives Über greifen über die Adermetallisierung 4 Strünge der elektrischen Feldstärke und kon zentrierte Beanspruchungen verhindert wer den. Getränktes Wickelpapier 8 dient zur Isolierung der Messbelegung 6 gegen das Muffengehäuse 9, welches geerdet und mit dem Kabelmantel 13 verbunden ist.
Als Zu leitung und Ausführung aus dem Muffen gehäuse 9 dient eine schwach isolierte Lei tung 12, die bei normalem Betrieb an Erde liegt.
Für metallisierte Mehrfachkabel wird die eben erläuterte Einfachkonstruktion mehr fach innerhalb desselben Muffengehäuses aus geführt; für unmetallisierte Mehrfachkabel entspricht die Ausführung derjenigen bei einem unmetallisierten Einfachkabel.
Wenn hier als Ausführungsbeispiel ein solches beschrieben wurde, bei dem die di- elektrischen Verluste einer Muffe gemessen werden, so sei doch darauf hingewiesen, dass an Stelle der Muffe auch irgendein anderer Teil, beispielsweise ein gekrümmter oder ge neigter Teil der Kabelanlage zwecks Verlust messung vorhanden sein könnte, wenn es wünschenswert erscheint, derartige Teile zu überwachen.
In Fig. 2 ist die entsprechende Anord nung für ein Kabel zeichnerisch dargestellt worden, dessen Einzelader unmetallisiert ist. dabei ist 22 die Leiterverbindungsstelle, 23 die abgestufte ursprüngliche Aderisolierung und 25 die bei der Montage gewickelte Pa pierisolation. Über die Papierisolation 25 ist eine als Messbelegung dienende metallische Hülle 27 aufgebracht worden, welche den Mantel '33 mit derselben Wirkung, wie bei Fig. 1 zu 7 beschrieben, kapazitiv übergreift.
Das getränkte Wickelpapier 28 isoliert die Messbelegung 27 gegen das geerdete und mit dem Kabelmantel verbundene Muffengehäuse 29. 82. ist eine schwach isolierte Zuleitung zur Messbelegung, die bei normalem Betrieb mit an Erde liegt.
In Fig. 3 bedeutet Ci das zu messende Stück der Kabelanlage, C2 den verlustfreien Vergleichskondensator; Cr ist die für sich gemessene Erdkapazität der Zuleitung. R3 und R4 sind Brückenwiderstände.
C4 ist ein variabler Kondensator zum Einstellen des Verlustwinkels und C. eine zur Kompen- sation von Cr dienende Kapazität, die aus Cr, R3 und R4 .errechnet ist. Sie kann ge gebenenfalls durch eine Induktivität bei R3 ersetzt werden.
Eine andere Art, die Erdkapazität CE für die Messung unwirksam zu machen, besteht in der Anwendung eines Hilfszweiges nach dem Vorgange von K. W. Wagner und ist in Fig. 4 zeichnerisch wiedergegeben worden. Die metallische Hülle der Messzuleitung darf dabei aber nicht an Erde liegen, sondern muss durch den Hilfszweig auf das Potential der Messzuleitung gebracht werden, so dass kein Verschiebungsstrom durch die Kapazität der Messzuleitung zustande kommt.