DE2048060C3

DE2048060C3 - Process for determining the axial position of the windings in the winding block of large transformers, as well as a device for carrying out the process

Info

Publication number: DE2048060C3
Application number: DE19702048060
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. Wettingen Svoboda; Otto Rueschlikon Wohlfahrt
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1970-08-27
Filing date: 1970-09-30
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE2048060B2; DE2048060A1; FR2106001A5; CH526849A; DE7036176U

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der axialen Lage der Wicklungen im Wicklungsblock von Großtransformatoren mittels Strahlungs-Absorptionsmessung, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining the axial position of the windings in the winding block of large transformers by means of radiation absorption measurement, as well as a device for implementation of the procedure.

Bei der Herstellung und Prüfung von großen Transformatoren tritt häufig das Problem auf, die axialeA common problem in the manufacture and testing of large transformers is the axial one

jo Lage der einzelnen Wicklungen im Wicklungsblock, sowie die gegenseitige axiale Lage dieser Wicklungen zu bestimmen. Sind nämlich die Einbauhöhen der einzelnen Wicklungen unterschiedlich, so treten im Kurzschlußfall sehr große Kräfte auf, die zur Zerstörung des Transformators führen können.jo position of the individual windings in the winding block, as well as the mutual axial position of these windings to determine. If the installation heights of the individual windings are different, the In the event of a short circuit, very large forces that can lead to the destruction of the transformer.

Eine direkte mechanische oder optische Messung der Lage der einzelnen Wicklungen ist in den meisten Fällen nicht möglich, da die Wicklungen oft durch Einbauten verdeckt sind. Auch sind indirekte Messungen, beispielsweise mittels elektromagnetischer Wellen oder Ultraschall, meist nicht durchführbar.A direct mechanical or optical measurement of the position of the individual windings is possible in most cases not possible because the windings are often covered by built-in components. Also indirect measurements are, for example by means of electromagnetic waves or ultrasound, mostly not feasible.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den gesamten Wickiungsblock mit Gamma-Strahlen zu durchstrahlen, um so aus dem Absorptionsverhalten der durchstrahlten materialien Rückschlüsse auf die Lage der Wicklungen zu gewinnen. Diesem Vorgehen sind jedoch Grenzen gesetzt. Auf der einen Seite kann der Wicklungsblock gerade bei Großtransformatoren einen beträchtlichen Durchmesser annehmen, was hohe, für das Bedienungs-It has already been proposed to irradiate the entire winding block with gamma rays, all the more conclusions about the position of the windings from the absorption behavior of the irradiated materials to win. However, there are limits to this approach. On one side, the winding block can take on a considerable diameter, especially with large transformers, which means high,

%) personal gefährlich werdende Dosisleistungen erforderlich machen würde, auf der anderen Seite wird die Auswertung der so gewonnenen Messungen erheblich erschwert, wenn mehrere Wicklungen verschieden hoch im Wicklungsblock eingebaut sind. %) would require dose rates that become dangerous for personnel, on the other hand, the evaluation of the measurements obtained in this way is made considerably more difficult if several windings are installed at different heights in the winding block.

Aus der CH-PS 3 86 133 ist ein Verfahren zur Strahlenabsorptionsmessung bekannt, bei dem längs einer fortlaufenden Linie, ausgehend von einer festen Bezugsebene, an mehreren Meßstellen der zu untersuchende Gegenstand durchstrahlt und ein Absorptions-From CH-PS 3 86 133 a method for radiation absorption measurement is known in which longitudinal a continuous line, starting from a fixed reference plane, at several measuring points the one to be examined Radiates through the object and an absorption

bo diagramm der jeweiligen Meßstellen aufgezeichnet wird. Die Lage der jeweiligen Meßstellen sind durch zwei Koordinaten, nämlich Winkel (azimutal) und Höhe (axial) erfaßbar. Das bekannte Verfahren ist in erster Linie zur Feststellung von MaterialFehlern wie Rissenbo diagram of the respective measuring points is recorded. The location of the respective measuring points are through two coordinates, namely angle (azimuthal) and height (axial) can be detected. The known method is in the first place Line for the detection of material defects such as cracks

h5 oder Lunkern vorgesehen.h5 or blowholes are provided.

Die US-PS 30 05 104 beschreibt eine Einrichtung zur Durchführung einer Strahlenabsorptionsmessung an einem Gegenstand mit zylindrischen Wänden. Dort istThe US-PS 30 05 104 describes a device for performing a radiation absorption measurement an object with cylindrical walls. There is

eine Sondenanordnung, bestehend aus einer Strahlungsquelle und einem Detektor, vorgesehen, die relativ zum Untersuchungsobjekt bewegbar ista probe arrangement, consisting of a radiation source and a detector, is provided which is relative to the Examination object is movable

Diese bekannten Verfahren sind jedoch nicht zur Bestimmung der axialen Lage der Wicklungen im Wicklungsblock von Großtransformatoren geeignet, da sie zwar die Feststellung von Inhomogenitäten und deren Lage in einem Werkstück gestatten, nicht jedoch die aufgrund des Wicklungsaufbaus vorhandenen »Inhomogenitäten« miteinander in Relation zu bringen vermögen, um auf diese Weise die gegenseitige Lage der Wicklungen im Wicklungsblock zn bestimmen.However, these known methods are not used to determine the axial position of the windings in the Winding block of large transformers suitable because it allows the detection of inhomogeneities and allow their position in a workpiece, but not to bring the existing »inhomogeneities« due to the winding structure in relation to one another able to determine in this way the mutual position of the windings in the winding block zn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung anzugeben, mit deren Hilfe es möglich ist, die gegenseitige Lage der Wicklungen im Wicklungsblock eines Großtransformators zu bestimmen. The invention is based on the object of a method and a method for carrying out the method indicate suitable device with the help of which it is possible to determine the mutual position of the windings in the Determine the winding block of a large transformer.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt ?rfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Verfahrensschritte bzw. durch die im Patentanspruch 2 genannten Merkmale, die die Einrichtung zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens kennzeichnen.This object is achieved according to the invention by the method steps listed in claim 1 or by those mentioned in claim 2 Features that characterize the device for carrying out the method according to the invention.

Das Verfahren gemäß der Erfindung, sowie eine mögliche Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Details sind dabei weggelassen worden. Es zeigtThe method according to the invention, as well as a possible device for carrying out the method are explained on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing. All for the immediate Understanding of the invention, details that are not essential have been omitted. It shows

F i g. 1 einen Querschnitt durch den Wicklungsblock eines Transformators,F i g. 1 shows a cross section through the winding block of a transformer,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Wicklungsblock mit schematisch angedeuteter Sondenanordnung,F i g. 2 shows a longitudinal section through the winding block with a schematically indicated probe arrangement,

Fig.3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,3 is a graphic representation for explanation of the method according to the invention,

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel der Sondenanordnung zur Durchführung des Verfahrens,F i g. 4 shows an exemplary embodiment of the probe arrangement for carrying out the method,

Fig.5 eine mögliche Schaltungsanordnung zum Anschluß un die Sondenanordnung zur Aufzeichnung der Zählrate und des axialen Vorschubs der Sondenanordnung. 5 shows a possible circuit arrangement for connecting the probe un arrangement for recording the counting rate and the axial advancement of the probe assembly.

In den Fig. 1 bis 5 sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen.In Figs. 1 to 5, like parts are associated with the same Provided with reference numbers.

In den Fig. 1 und 2 ist der Aufbau eines Wicklungsblocks eines Transformators schematisch wiedergegeben. Der Wicklungsblock hat eine äußere Wicklung 1, eine mittlere Wicklung 2 und eine innere Wicklung 3. An den Ober- und Unterseiten jeder Wicklung befinden sich sogenannte Enddistanzen. Sie sind an der Oberseite von außen nach innen mit 4, S, 6, an der Unterseite von außen nach innen mit 7, 8, 9 bezeichnet. Die Enddistanzen bestehen im allgemeinen aus Holz, Papier und ähnlichen isolierenden Materialien. Die einzelnen Wicklungen 1, 2, 3 sind im allgemeinen verschieden hoch im Wicklungsblock eingebaut, sie sollten jedoch symmetrisch zueinander liegen. Ist diese Symmetrie nicht mehr gegeben, so können sich die magnetischen Kräfte in Achsrichtung nicht mehr kompensieren bzw. zu groß werden, so daß beim Kurzschluß Kräfte auftreten, welche bis zur Zerstörung des Transformators führen kennen.1 and 2, the structure of a winding block of a transformer is schematic reproduced. The winding block has an outer winding 1, a middle winding 2 and an inner winding Winding 3. There are so-called end distances on the top and bottom of each winding. she are on the top from the outside in with 4, S, 6, on the bottom from the outside in with 7, 8, 9 designated. The end spacers are generally made of wood, paper and similar insulating materials. The individual windings 1, 2, 3 are generally installed at different heights in the winding block, they however, should be symmetrical to each other. If this symmetry is no longer given, the Magnetic forces in the axial direction no longer compensate or become too large, so that when Short-circuit forces occur, which know lead to the destruction of the transformer.

Die einzelnen Wicklungen stützen sich über eine Vielzahl von axial angeordneten Keilen gegeneinander ab. Die Keile zwischen der Wicklung 1 und der Wicklung 2 sind mit 10, die zwischen den Wicklungen 2 und 3 sind mit 11 bezeichnet. Die Verteilung der Keile ist dabei so gewählt, dcß den Wicklungsblock axial durchsetzende Kanäle, die Streukanäle freibleiben. Der in F i g. 2 dargestellte Längsschnitt ist so gelegt, daß er gerade die Streukanäle — sie sind mit 12 bzw. 13 benannt — zeigt. Im realen Fall weisen diese Streukanäle einen Durchmesser (in radialer Richtung von 8- 10 mm auf. Sie sind in der Zeichnung übertrieben breit dargestellt worden.The individual windings are supported against one another via a large number of axially arranged wedges away. The wedges between winding 1 and winding 2 are numbered 10, those between windings 2 and 3 are denoted by 11. The distribution of the wedges is chosen so that the winding block is axial penetrating channels, the scattering channels remain free. The in F i g. 2 shown longitudinal section is placed so that he just the scattering channels - they are labeled 12 and 13 - shows. In the real case, these show Scatter channels have a diameter (in the radial direction of 8-10 mm. They are in the drawing shown exaggeratedly wide.

Die Erfindung bedient sich nun dieser den Wicklungsblock axial durchsetzender Streukanäle und benutzt dabei den Effekt, daß radioaktive Strahlung, insbesondere Gamma-Strahlung, von verschiedenen Materialien verschieden stark absorbiert wird. Mittels einer, im folgenden noch näher zu beschreibenden Absenkvorrichtung 14 werden auf der einen Seite einer Wicklung 2 eine Gamma-Strahlenquelle 15 und auf der anderenThe invention now makes use of these scattering channels axially penetrating the winding block thereby the effect that radioactive radiation, especially gamma radiation, from different materials is absorbed to different degrees. By means of a lowering device to be described in more detail below 14 are a gamma radiation source 15 on one side of a winding 2 and on the other

is Seite der gleichen Wicklung ein Strahlendetektor 16 simultan abgesenkt. Der die zu prüfende Wicklung und die übrigen Einbauten durchdringende Strahlenanteil wird ermittelt und beispielsweise mittels eines X- K-Schreibers aufgezeichnet Vergleicht man die an verschiedenen Stellen ermittelten Diagramme miteinander, so gewinnt man Aufschluß über die axiale Lage der Wicklungen im Wicklungsblock.On the side of the same winding, a radiation detector 16 is lowered simultaneously. The portion of radiation penetrating the winding to be tested and the other internals is determined and recorded, for example, using an X- K recorder.

Will man die axiale Lage einer Wicklung bestimmen, so vergleicht man nur die an mehreren Stellen der betreffenden Wicklung aufgenommenen Diagramme. Will man Aufschluß über die gegenseitige axiale Lage verschiedener Wicklungen gewinnen, so zieht man zur Auswertung die in verschiedenen azimutalen Richtungen ermittelten Diagramme verschiedener WicklungenIf you want to determine the axial position of a winding, you only compare those at several points of the relevant winding recorded diagrams. If you want information about the mutual axial position win different windings, one pulls the in different azimuthal directions for the evaluation determined diagrams of different windings

3d zum Vergleich heran.3d approach for comparison.

Dieses im vorstehenden nur summarisch beschriebene Verfahren soll nun anhand der F i g. 3 näher erläutert werden. Die Fig.3 zeigt zwei Wicklungen 1, 2 einschließlich ihrer Enddistanzen 4, 5 im Schnitt. DieThis method, described in the foregoing only in summary form, is now intended to be based on FIGS. 3 explained in more detail will. 3 shows two windings 1, 2 including their end distances 4, 5 in section. the

i") doppelt schraffierten Flächen deuten die eigentlicheni ") double hatched areas indicate the actual

Kupferwicklungen VV₁₁, VV₁₂,... W_1n bzw. W₂₁, W₂₂ Copper windings VV ₁₁ , VV ₁₂ , ... W _1n or W ₂₁ , W ₂₂

Wim an, welche wiederum aus einzelnen Kupferdrähten, -bändern od. ä. bestehen (nicht eingezeichnet). Jeweils axial benachbarte Kupferwicklungen sind durch lsolierung 17 getrennt. Die aus Strahlenquelle 15 und Strahlendetektor 16 bestehende Sondenanordnung wird durch die nicht eingezeichnete Absenkvorrichtung in Pfeilrichtung bewegt. Links neben den Wicklungen 1 und 2 ist ein Diagramm dargestellt, das die Abhängigkeit > der Zählrate n/s von dem zurückgelegten Weg L der Sondenanordnung wiedergibt. Als Anfangspunkt der Aufzeichnung dient eine Bezugsebene E, die in F i g. 3 als Gerade e erscheint. Das Diagramm zeigt deutlich, daß die verschiedenen, sich zwischen Strahlenquelle und Wim , which in turn consist of individual copper wires, strips or the like (not shown). Axially adjacent copper windings are separated by insulation 17. The probe arrangement consisting of radiation source 15 and radiation detector 16 is moved in the direction of the arrow by the lowering device, not shown. To the left of windings 1 and 2, a diagram is shown which shows the dependency> of the counting rate n / s on the distance L covered by the probe arrangement. A reference plane E, which is shown in FIG. 3 appears as straight line e. The diagram clearly shows that the different, between radiation source and

>o Strahlendetektor befindlichen Materialien die emittierte Strahlung verschieden stark absorbieren. Die Minima der Zählrate, d. h. die Absorptionsmaxima sind an den Stellen des Diagramms, wo sich an der entsprechenden Stelle der Wicklung das Metall, also das Kupfer> o materials located in the radiation detector, the emitted Absorb radiation to different degrees. The minima of the counting rate, i.e. H. the absorption maxima are at the Place the diagram where the metal, i.e. the copper, is at the corresponding point on the winding

« befindet.«Is located.

Im rechten Diagramm ist die Absorption der Wicklung 2, ausgehend von der gleichen Bezugsebene E eingetragen. Strahlenquelle 15 und Strahlendetektor 16 sind zu beiden Seiten dieser Wicklung strichliertIn the diagram on the right, the absorption of the winding 2, starting from the same reference plane E, is entered. Radiation source 15 and radiation detector 16 are dashed on both sides of this winding

w) angedeutet. Die Länge der Kupferwicklung unterscheidet sich von der der Wicklung 1, so daß sich auch ein anderes Diagramm ergeben muß. Aus der Lage der ersten bzw. letzten Absorptionsmaxima (Minima der Zählraten n/s) in beiden Diagrammen kann diew) indicated. The length of the copper winding differs from that of winding 1, so that a different diagram must also result. From the position of the first and last absorption maxima (minima of the counting rates n / s) in both diagrams, the

b-s gegenseitige axiale Lage der entsprechenden Wicklungen im Wicklungsblock direkt abgelesen werden, wenn bei dem Meßvorgang die Sondenanordnung jeweils mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wird und der bs mutual axial position of the corresponding windings in the winding block can be read directly if the probe assembly is moved at the same speed during the measuring process and the

Vorschub des X-V-Schreibers in L-Richtung gleichbleibt. The feed of the X-V recorder in the L direction remains the same.

Zur Bestimmung der axialen Lage einer Wicklung im Wicklungsblock nimmt man Absorptionsdiagramme in verschiedenen azimutalen Richtungen einer Wicklung ^r> auf, wobei stets von der gleichen Bezugsebene E ausgegangen werden muß. Aus der Lage der ersten bzw. letzten Absorptionsmaxima in den so ermittelten Diagrammen geht dann die axiale Lage der betreffenden Wicklung im Wicklungsblock hervor. ι οTo determine the axial position of a winding in the winding block, absorption diagrams are recorded in different azimuthal directions of a winding ^r >, whereby the same reference plane E must always be assumed. The axial position of the relevant winding in the winding block then emerges from the position of the first and last absorption maxima in the diagrams determined in this way. ι ο

Aus den auf die oben beschriebene Weise erhaltenen Absorptionsdiagrammen lassen sich, wenn man die Diagramme einzeln betrachtet weitere Informationen über den Wicklungsaufbau gewinnen:From the absorption diagrams obtained in the manner described above, if the When viewed individually, diagrams provide further information about the winding structure:

Man geht wiederum von der Bezugsebene F aus. Die Sondenanordnung wird mit gleichförmiger Geschwindigkeit im Wicklungsblock bewegt Ein mit der Antriebsvorrichtung der Sondenanordnung gekoppelter Unterbrecher gibt pro zurückgelegter Wegeinheit einen Impuls, den Wegimpuls, ab, der in einem zweiten Kanal des X- V-Schreibers gleichzeitig mit der Zählrate aufgezeichnet wird. Man gewinnt auf diese Weise eine eindeutige Zuordnung zwischen dem von der Sondenanordnung zurückgelegten Weg L und der Zählrate n/s. Somit läßt sich der genaue Abstand der eigentlichen Kupferwicklung von der Bezugsebene bestimmen. Kennt man den Abstand der Bezugsebene von der Wicklungsblockoberkante, so ist damit auch der Abstand der Kupferwicklung von der besagten Oberkante bestimmt Ebenso läßt sich dies für die Lage der jo untersten Kupferwicklung bestimmen.The reference plane F is again used as a starting point. The probe arrangement is moved at a constant speed in the winding block.An interrupter coupled to the drive device of the probe arrangement emits one pulse per unit of travel, the travel pulse, which is recorded in a second channel of the X- V recorder at the same time as the counting rate. In this way, a clear association is obtained between the path L covered by the probe arrangement and the counting rate n / s. In this way, the exact distance between the actual copper winding and the reference plane can be determined. If the distance between the reference plane and the upper edge of the winding block is known, the distance between the copper winding and the said upper edge is also determined. This can also be determined for the position of the lowest copper winding.

Zur Erläuterung dieses Sachverhalts sei nochmals die F i g. 3 betrachtet In dem linken Diagramm ist die Wicklungsblockoberkante auf der L-Achse des Diagramms projiziert und mit L₀ bezeichnet die Projektion j5 der Wicklungsblockunterkante mit L» Den Wicklungsbeginn, d.h. die Oberkante der Kupferwicklung Wn kann aus dem Diagramm entnommen werden: man bildet das arithmetische Mittel der Zählraten an der Stelle des ersten Minimums (Kupferabsorption) und des ihm benachbarten relativen Maximums (in Richtung Enddistanz 4) und projiziert diesen Wert auf die L-Achse. Dies wurde in dem linken Diagramm der F i g. 3 durchgeführt und der so erhaltene Punkt auf der L-Achse mit Lwn bezeichnet Auf analoge Weise findet man den Punkt Lm„ auf der L-Achse. Die Strecke L₀L π gibt den Abstand der obersten Kupferwicklung IVn von der Wicklungsblockoberkante aa Lw\\L_W\_n die Länge der eigentlichen Wicklung, LwInL_n den Abstand der untersten Wicklung Wi„ von der Wicklungsblockoberkante. Aus diesem Diagramm läßt sich weiterhin auf die Gleichmäßigkeit der Isolierung 17 zwischen den einzelnen Kupferwicklungen Wn, Wi₂,---, W₂], IV₂₂,... schließen, indem man jeweils die Abstände zweier benachbarter Zählratenmaxima (Absorptionsminima) miteinander vergleichtTo explain this fact, FIG. 3 considered In the diagram on the left, the upper edge of the winding block is projected on the L axis of the diagram and L ₀ denotes the projection j5 of the lower edge of the winding block with L » The beginning of the winding, i.e. the upper edge of the copper winding Wn can be taken from the diagram: the arithmetic is formed Average of the counting rates at the point of the first minimum (copper absorption) and the relative maximum adjacent to it (in the direction of the end distance 4) and projects this value onto the L-axis. This was shown in the left diagram of FIG. 3 is carried out and the point obtained in this way is designated Lwn on the L-axis. In an analogous manner, the point Lm "is found on the L-axis. The distance L ₀ L π gives the distance of the uppermost copper winding IVn from the upper edge of the winding block aa Lw \\ L _W \ _n the length of the actual winding, LwInL _n the distance of the lowest winding Wi "from the upper edge of the winding block. This diagram also allows conclusions to be drawn about the uniformity of the insulation 17 between the individual copper windings Wn, Wi ₂ , ---, W ₂ ], IV ₂₂ , ... by comparing the distances between two adjacent counting rate maxima (absorption minima)

Sinngemäß gelten die obigen Betrachtungen auch für das rechte Diagramm der F i g. 3.The above considerations also apply mutatis mutandis to the diagram on the right in FIG. 3.

In F i g. 4 ist eine Absenkvorrichtung 14 beispielsweise dargestellt die das Absenken der aus Strahlenquelle μ 15 und Strahlendetektor 16 bestehenden Sondenanordnung mit gleichförmiger Geschwindigkeit ermöglicht Die gesamte Vorrichtung ruht auf einer Grundplatte 18. Diese ist um die Mittelachse des Wicklungsblocks drehbar und radial verfahrbar angeordnet Ein Motor 19 treibt über eine Welle 20 und zwei Zahnräder 21 und 22 zwei Zahnstangen 23 und 24 an. Die Zahnstangen selbst werden durch Buchsen 25 und 26 geführt An den unteren Enden der Zahnstangen sind je die Strahlenquelle 15 und der Strahlendetektor 16 befestigt. Die übersetzung ist so gewählt daß sich stets Strahlenquelle und Strahlendetektor mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegen. Die Grundeinstellung des Antriebssystems ist vorzugsweise so gewählt daß sich Strahlenquelle und Strahlendetektor auf gleicher Höhe zu bewegen. Die Buchsen 25 und 26 sind verschiebbar in Langlöchern angeordnet, die Zahnräder 21, 22 können auf der Welle 20 ebenfalls verschoben werden. Dadurch können die verschiedenen Wicklungen bedient werden und der Abstand von Strahlenquelle und Strahlendetektor ist einstellbar.In Fig. 4 shows a lowering device 14, for example, which lowers the radiation source μ 15 and radiation detector 16 allows existing probe arrangement with uniform speed The entire device rests on a base plate 18. This is around the central axis of the winding block Rotatable and radially movable. A motor 19 drives a shaft 20 and two gear wheels 21 and 22 two racks 23 and 24 on. The racks themselves are passed through sockets 25 and 26 to the The radiation source 15 and the radiation detector 16 are each attached to the lower ends of the racks. the translation is chosen so that the radiation source and radiation detector always move at the same speed move. The basic setting of the drive system is preferably selected so that the radiation source and radiation detector to move at the same height. The sockets 25 and 26 are slidable in Arranged elongated holes, the gears 21, 22 can also be moved on the shaft 20. Through this the various windings can be operated and the distance between the radiation source and radiation detector is adjustable.

Für sehr hohe Wicklungsblöcke kann es zweckdienlich sein, zwei Vorschubgeschwindigkeiten vorzusehen. Der Motor 19 kann deshalb als Getriebemotor oder als polumschaltbarer Motor ausgeführt sein. Dadurch wird es möglich, die Sondenanordnung bis zu einer bestimmten Eintauchtiefe mit langsamer Geschwindigkeit abzusenken, z. B. bis die ersten zwei oder drei Kupferwicklungen abgetastet sind. Dann kann mit höherer Geschwindigkeit bis nahe dem Ende der Kupferwicklung abgesenkt werden, um dann wieder den interessierenden Bereich des Wicklungsblocks zu durchmessen. Die einzelnen Geschwindigkeitsbereiche werden dabei vom Aufbau des Wicklungsblocks bestimmt und können beispielsweise vorprogrammiert werden.For very tall winding blocks it can be useful to provide two feed speeds. The motor 19 can therefore be designed as a geared motor or as a pole-changing motor. This will it is possible to move the probe assembly down to a certain immersion depth at slow speed lower, z. B. until the first two or three copper windings are scanned. Then can with higher speed to be lowered near the end of the copper winding, then back to the to measure the area of interest of the winding block. The individual speed ranges are determined by the structure of the winding block and can, for example, be preprogrammed will.

Um den Weg zu erfassen, den die Sondenanordnung zurücklegt ist auf der Welle des Motors 19 ein Schaltnocken 27 befestigt der einen auf der Grundplatte angeordneten Unterbrecher betätigt Der Unterbrecher 28 ist wie später noch zu beschreiben ist über eine Batterie mit dem einen Eingang des die Absorptionsdiagramme aufzeichnenden X-y-Schreibers verbunden.In order to record the path that the probe arrangement covers, the shaft of the motor 19 is a Fastened switching cam 27 which actuates an interrupter arranged on the base plate. The interrupter 28 is, as will be described later, via a battery with one input of the absorption diagram connected to the recording X-y recorder.

F i g. 5 zeigt eine mögliche Schaltungsanordnung zur Verarbeitung und Aufzeichnung der Strahlendetektor-Signale. Ein Geiger-Müller-Zählrohr 16, zwischen dessen Ausgang 29 und einer Hochspannungsquelle Vh ein Belastungswiderstand 30 liegt ist über Koppelkondensator Cc und über einen Widerstand 31 mit dem invertierenden Eingang 32 eines Operationsverstärkers 33 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang 34 des Verstärkers liegt an Masse. Zwischen dem invertierenden Eingang 32 und dem Ausgang 35 des Verstärkers liegt ein Kondensator 36. Der Ausgang ist weiterhin mit dem einen V-Eingang eines 2-Kanal-^f-y-Schreibers 37 verbunden. Der andere V-Eingang des Schreibers 37 liegt über einen von einem Motor 19 betätigten Unterbrecher 28 und eine Batterie 38 an Masse.F i g. 5 shows a possible circuit arrangement for processing and recording the radiation detector signals. A Geiger-Müller counter tube 16, between whose output 29 and a high-voltage source Vh there is a load resistor 30, is connected to the inverting input 32 of an operational amplifier 33 via a coupling capacitor Cc and a resistor 31. The non-inverting input 34 of the amplifier is connected to ground. A capacitor 36 is located between the inverting input 32 and the output 35 of the amplifier. The output is also connected to one V input of a 2-channel recorder 37. The other V input of the recorder 37 is connected to ground via an interrupter 28 actuated by a motor 19 and a battery 38.

In der beschriebenen Schaltung arbeitet der Operationsverstärker als sogenannter Integrierer, der eine Eingangsspannung Ue in eine Ausgangsspannung U_A gemäß nachstehender Gleichung umwandeltIn the circuit described, the operational amplifier works as a so-called integrator, which converts an input voltage Ue into an output voltage U _A according to the following equation

RCRc

fu_Edt.fu _E dt.

In der Gleichung bedeutet R den an den invertierenden Eingang 32 des Verstärkers 33 angeschalteten Widerstand 31, C ist der zwischen Ausgang 35 und invertierendem Eingang 32 liegende Kondensator 36. 'In the equation, R denotes the resistor 31 connected to the inverting input 32 of the amplifier 33, C is the capacitor 36 lying between the output 35 and the inverting input 32. '

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig.5 ergibt sich unmittelbar aus der bekannten Funktion eines Integrierers:The mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 5 results directly from the known one Function of an integrator:

Der radioaktive Zerfall ist ein statistischer Prozeß. Die am Belastungswiderstand 30 abgreifbaren Signale des Strahlendetektors 16 sind deshalb ebenfallsRadioactive decay is a statistical process. The signals of the radiation detector 16 that can be tapped off at the load resistor 30 are therefore also available

statistischer Natur. Um diese Signale in eine für die Aufzeichnung geeignete Form zu bringen, durchlaufen sie den als Integrierer geschalteten Operationsverstärker 33 und gelangen schließlich an den einen Y-Eingang des X- Y-Schreibers, wo sie aufgezeichnet werden. Dem anderen V-Eingang des Schreibers wird eine zur Drehzahl des Motors 19 und damit auch zum Vorschub der Sondenanordnung frequenzproportionale Wechselspannung zugeführt.statistical nature. In order to bring these signals into a form suitable for recording, they pass through the operational amplifier 33, which is connected as an integrator, and finally arrive at the one Y input of the X-Y recorder, where they are recorded. The other V input of the recorder is supplied with an alternating voltage that is frequency-proportional to the speed of the motor 19 and thus also to the advance of the probe arrangement.

Integrierer und Registriergerät zusammen genommen haben eine Zeitkonstante τ, die die maximale Vorschubgeschwindigkeil bestimmt. Bei einem ausgeführten Beispiel betrug die Zeitkonstante r = lsec, woraus eine maximale Vorschubgeschwindigkeit der Sondenariordnung von 60 rnrn'rnin resultiert, wenn der Meßfehler kleiner als 0,7 mm bleiben soll.Taken together, integrator and recorder have a time constant τ that is the maximum Feed rate determined. In one example, the time constant was r = lsec, from which a maximum feed rate of the probe arrangement of 60 rnrn'rnin results if the Measurement error should remain smaller than 0.7 mm.

Abschließend seien noch einige Bemerkungen zur Auswahl der Strahlenquelle 15 und des Strahlendetektors 16 angefügt. Im einzelnen soll die Strahlenquelle folgende Eigenschaften besitzen:Finally, a few remarks should be made regarding the selection of the radiation source 15 and the radiation detector 16 appended. In detail, the radiation source should have the following properties:

Die maximale Dicke der Quelle darf nicht größer sein als die lichte Weite der Streukanäle,The maximum thickness of the source must not be greater than the clear width of the scattering channels,

die axiale Länge der wirksamen Strahlfläche der Quelle sollte möglichst klein sein, um eine hohe Auflösung zu gewährleisten,the axial length of the effective beam surface of the source should be as small as possible, in order to be as high as possible To ensure resolution,

der Absorptionsunterschied in Kupfer einerseits und Papier, Holz etc. andererseits muß für die von der Quelle ausgesandte Strahlung möglichst groß sein,the absorption difference in copper on the one hand and paper, wood etc. on the other hand must be for the by radiation emitted by the source be as large as possible,

möglichst geringe Strahlenbelastung des Bedienungspersonals. The lowest possible radiation exposure of the operating personnel.

Die obengenannten Bedingungen werden beispiels^r) weise von einer Americium-241 -Quelle und von einer Cäsium- 137-Quelle erfüllt. Beide sind industriell erprobte Gamma-Strahler. Die Aktivitäten sind in Keramik fest gebunden und in Stahl eingebettet. Für die Americium-241 -Quelle spricht, daß sie sich bereits durchThe above-mentioned conditions are satisfied as Example ^r) from an americium 241 source and of a cesium 137 source. Both are industrially proven gamma emitters. The activities are firmly bound in ceramics and embedded in steel. The americium-241 source is supported by the fact that it is already through

ίο relativ dünnen Bleiabschirmung wirkungsvoll abschirmen läßt. Der Absorptionsunterschied zwischen Papier und Kupfer ist auch sehr günstig. Sollen jedoch dickere Schichten Papier bzw. auch Öl durchstrahlt werden, so empfiehlt sich die Verwendung einer Casium-137-Quel-ίο shield a relatively thin lead shield effectively leaves. The absorption difference between paper and copper is also very favorable. But should thicker ones If layers of paper or oil are irradiated, the use of a Casium-137 source is recommended.

Für die Wahl des Zählrohres muß berücksichtigt werden, daß sein Durchmesser einschließlich Halterung nicht größer als die lichte Weite der Streukanäle ist, und daß es möglichst große Empfindlichkeit für die verwendeten Strahlenquellen aufweist. Es empfiehlt sich für diese Zwecke ein Geiger-Müller-Zählrohr oder ein Halbleiterdetektor, die für Americium-241 und Cäsium-137 optimale Empfindlichkeiten aufweisen.For the choice of the counter tube it must be taken into account that its diameter including the holder is not greater than the clear width of the scattering channels, and that there is the greatest possible sensitivity for the Has used radiation sources. A Geiger-Müller counter tube or a is recommended for this purpose Semiconductor detectors with optimal sensitivities for americium-241 and cesium-137.

Bei Verwendung einer Americium-241-Quelle (Durchmesser 3 mm) mit einer Aktivität von 45 mCi und einem Geiger-Müller-Zählrohr (Philips 18509) läßt sich mit der vorgeschlagenen Anordnung eine Auflösung von besser als 1 Millimeter erreichen, d.h. die axiale Lage des Wicklungsblock läßt sich mit einer Genauigkeit von ± 1 mm bestimmen.When using an americium-241 source (diameter 3 mm) with an activity of 45 mCi and a Geiger-Müller counter tube (Philips 18509) can be resolved with the proposed arrangement of better than 1 millimeter, i.e. the axial position of the winding block can be achieved with an accuracy of ± 1 mm.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Procedure for determining the axial position of the Windings in the winding block of large transformers by means of radiation absorption measurement, characterized in that at several measuring points within the windings axially penetrating channels, starting from a perpendicular to the central axis of the winding block interspersed reference plane shows the radiation absorption of the individual windings parallel to the Central axis running straight lines by means of a radially and axially movable rotatable about the central axis, consisting of a radiation source and a radiation detector, in which the Radiation source and the radiation detector each in correspondingly identical axial and azimuthal Position positioned within the winding to be irradiated adjacent axial channels are determined and in the form of absorption diagrams in which the dependence of the The counting rate of the axial path covered by the probe assembly is recorded and the diagrams of a winding in several azimuthal directions or the Diagrams of different windings of the same azimuthal position are compared with one another.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that one rotatable about the central axis (Z) of the winding block, radially and axially movable with respect to said central axis, can be introduced into axial channels of the winding from a radiation source (15) and a radiation detector (16) existing probe arrangement is provided and that means (28, 33, 37, 38) for recording the count rate (n / s) of the radiation detector (16) and the axial advance of the probe arrangement are provided.

3. Device according to claim 2, characterized in that the radiation source (15) is an americium-241 source or a cesium-137 source provided is.

4. Device according to claim 2, characterized in that the radiation detector (16) is a Geiger-Müller counter tube or a semiconductor detector is provided.

5. Device according to claim 2, characterized in that a circuit arrangement is provided for recording the count rate (n / s) of the radiation detector (16) and the axial advance of the probe arrangement, consisting of a Geiger-Müller counter tube (16), between which Output (29) and a high voltage source (Vn) t'm load resistor (30), the output of which is connected via a coupling capacitor fCxJ and via a resistor (31) to the inverting input (32) of an operational amplifier (33), whose non-inverting input (34) is connected to ground, a capacitor (36) lying between said inverting input (32) and the output (35) of the operational amplifier, a capacitor (36) connected to the output (35) of the operational amplifier (33) and having two V inputs Channel AV recorder (37), to whose one V input the output (35) is connected, in
one connected to the other V input of the X-Y recorder, from a motor (19)

actuated interrupter (28) connected to ground via a battery (38).

6. Device according to claim 2, characterized in that that a lowering device (14) is provided for actuating the probe arrangement, consisting from a motor (19) arranged on a base plate (18), on the shaft of which there are two Gears (21,22) are slidably arranged in turn two on the base plate (18) slidably attached and guided in sockets (25, 26) Actuate the racks (23,24) attached to their lower Ends are firmly connected to the radiation source (15) or to the radiation detector (16).

7. Device according to claim 6, characterized in that the motor (19) has at least two Has speed stages, and that on the shaft (20) of the motor, a cam (27) is provided, the one Interrupter (28) actuated