CH109331A - Verfahren zum Eichen einer Messpule zur Bestimmung der Scheitelspannung auf der Hochspannungsseite von Induktionsapparaten. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Eichen einer     Messpule    .zur Bestimmung der     Scheiteispannung    auf der  Hochspannungsseite von Induktionsapparaten.    Bei Spannungen von der Grössenordnung  10-10  Volt ist es üblich, die Hochspan  nung aus den Schlagweiten in Punkten  strecken zu ermitteln. Auf diese Art wurden  Spannungen aus grossen Schlagweiten be  stimmt von Klingelfuss von 10-90 cm Schlag  weite, von der     American    Institution von 10  bis 35 cm, von Walter von 10-45 cm, von       Weicker,        Estorff    und     Töpler    bis 17,5 cm  zwischen Kugeln und neuerdings unter an  dern von     Peek    bis 40 cm zwischen Kugeln  von 25 cm Durchmesser.

   Die Angaben sind  ursprünglich nicht     iibereinstimmend,    was auch  bei dem eingeschlagenen Weg nicht anders  zu erwarten ist, da     Funkenspannungen    von  grösserer Länge sehr vielen     Einflüssen    unter  worfen sind, die das     Entladungs-Potential     ändern. Die. sonst übliche Methode für die       Ausmittlung    der Spannungen mit den Wider  ständen und Strommessungen versagt bei  sehr hohen Spannungen aus naheliegenden  Gründen. Prof.     Joye    konnte auf diesem Wege  Spannungen bis zu der Grössenordnung 104  Volt messen.  



  Gegenstand der vorliegenden     Erfindung       ist ein Verfahren zum Eichen einer     Mess-          spule        (n3    in     Fig.    1-4) zur Bestimmung des       Seheitelwertes    der Hochspannung von Induk  tionsapparaten, mittelst eines an die     Mess-          spule    angeschlossenen Niederspannungsvolt  meters     Va,    zum Beispiel eines     Hitzdrahtvolt-          meters.    Zu dem Zwecke wird aus den Werten  der Spannung,

   die aus der kürzesten Wellen  länge von Röntgenstrahlen nach der     Plarrck-          Einstein'schen    Formel sich ermitteln lassen,  und den Spannungswerten, die an dem Nie  derspannungsvoltmeter abgelesen werden, das  an die     11Iessspule    angeschlossen ist, bestehend  zum Beispiel aus einer     Anzapfung    der Sekun  därwicklung eines Induktors oder eines Trans  formators, veranschaulicht in den     Fig.    1 und  3, ein Verhältnis ermittelt, das eine Konstante  bildet, die die Hochspannung aus der Nieder  spannung zu bestimmen gestattet.  



  Nach     Planck-Einstein    besteht folgende       Beziehung    zwischen der Anregungsspannung  von Röntgenstrahlen und der kürzesten  Wellenlänge  
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      Mit Hilfe der Formel I ist man imstande,  die bei der Aufnahme von Röntgenspektren  herrschende Scheitelspannung     V"""    zu ermit  teln und sie in Beziehung zu     Es    des Nieder  spannungsvoltmeters zu bringen, wenn dessen  Ausschlag während der Herstellung des  Spektrums konstant gehalten wurde.

   Es ist  dann angenähert:     FZ        ,ni        ,g    =     K#        TTss.    Die Kon  stante     K    enthält einerseits das Verhältnis  
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   der ganzen zur angezapften     Windungs-          zahl    der Sekundärspule als Faktor und ander  seits einen Faktor     ai.    Ausserdem ist erfah  rungsgemäss ein     Korrektionsglied    u vorzu  sehen, das positiv oder negativ sein kann,  und zu     V3    algebraisch zu addieren ist, so  dass die genaue Formel lauten wird:

    
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    Unter     V2,    auch wo das nicht besonders  angegeben, ist immer der Scheitelwert der  Hochspannung verstanden, dagegen unter     Va     die vom Niederspannungsvoltmeter angegebene       Effektivspannung.     



  Die Konstante     ai    ist einerseits von den  Schwingungsamplituden im betreffenden In  duktionsapparat (Induktor oder Transformator),  anderseits von dem     Windungsverhältnis     abhängig.
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  Bei Induktoren mit an der Unterbrecher  stelle des Primärstromes parallel geschalte  tem     Kondensator    wird bekanntlich die Hoch  spannung durch Oberschwingungen verursacht.  



  Nach eigenen Untersuchungen an Induk  toren     Klingelfuss'scher    Bauart zeigte sich     ifi     einem speziellen Fall das     Funkenpotential     acht mal höher als die nach der Formel  
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   berechnete Spannung. An  derseits wurde festgestellt, dass bei diesen  Induktoren die Spannung     Z\2    des Funken  potentials durch die Amplitude der zweiten  Oberschwingung verursacht wird, so dass im  speziellen Falle für die zweite Oberschwin  gung der Faktor       ai'    = 8  wird.

      Legt man für den gleichen speziellen Fall  und unter sonst gleichbleibenden Verhältnis  sen eine niedrig belastete Röntgenröhre an  die Hochspannungsseite des Induktors, so  erhält man bei der gleichen Niederspannung       Tja        -i_    a einen nur halb so hohen Scheitelwert  der Hochspannung, als der beim Funken sein  würde.     Man    muss also, um mit eingeschalteter  Röhre die gleiche Spannung     T'2    zu bekom  men, wie sie ohne Röhre im     Funken    sein  würde, die Niederspannung     17s   <B><I><U>+</U></I></B>     a    verdop  peln.

   Die     Schwingungen    pendeln bei einge  schalteter Röhre nicht mehr in die zweite,  sondern infolge einer Dämpfung nur noch in  die erste     Oberschwingung    hinauf. Für die  erste Oberschwingung wird daher im speziellen  Falle der Faktor  
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    Bei Transformatoren mit geschlossener       ferromagnetiseher    Bahn treten normalerweise  Oberschwingungen nicht auf. Die     maximale     Hochspannung ist gleich der Amplitude der  Grundschwingung für die folgerichtig und  für den speziellen Fall  
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    zu setzen ist.  



  Es ist das Verhältnis von       ai"'   <I>:</I>     ai"   <I>:</I>     ai'    wie 4 : 2 : 1  Da diese Verhältnisse von gesetzmässigen  Schwingungszuständen abhängig sind, so sind  sie auch allgemein gültig, so dass wir die  Formel<B>11</B> für die drei Fälle schreiben  
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    für Spannungen, die durch die Grundschwin  gungen zustande kommen (z. B. Transforma  toren und stark gedämpfte Induktoren),  
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    für Spannungen, die durch die ersten Ober  schwingungen zustande kommen (z. B. Induk  toren mit niedrig belasteten Röhren).  
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    für Spannungen, die durch die zweiten Ober  schwingungen zustande kommen (z. B.

   Fun-           kenpotentialbeim    Induktor), wobei wir in     For-          mel'II"        ai'   <I>= m,</I> in Formel     II''        ai"    = 2     7n     und in Formel     II         ai"'   <I>= 4</I>     in    gesetzt haben.

    Wir erhalten dadurch in allen drei Formeln  eine konstante  
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    Man kann die drei Formeln allgemein  schreiben  V2 =     211        (V3        +   <I>a) k</I>     (III)     wobei der Exponent n, je nach dem Schwin  gungszustand, der sich zum Beispiel durch  rohe     Schlagweitenmessungleicht    ermitteln     lässt,     da die Spannung für jede nächsthöhere Ober  schwingung sich verdoppelt, mit 0 oder 1  oder 2 in die Formel     III    einzusetzen ist.  



  In diesen Formeln sind alle Grössen bis  auf a und<I>m</I> bekannt.     7n    ist der in dem  Faktor     ai    der Formel     II    steckende, vom       Windungsverhältnis    abhängige Faktor;  seine Bestimmung wird
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   weiter unten erklärt  werden. Zur Bestimmung von a sind zwei  Messungen der Hochspannung, V2' und V2",  nötig; gleichzeitig müssen die Spannungen       Va'    und     V3"    am Niederspannungsvoltmeter  abgelesen werden.

   Durch Umrechnung findet  man  
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    Man kann anhand dieser beiden Messungen  auch die Konstante
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   bestimmen,  indem man setzt;  
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    Anstatt die Sekundärspule zum Anschliessen  eines Niederspannungsvoltmeters anzuzapfen  gemäss Schema     Fig.    1 und     Fig.    3, kann auch  eine von der Sekundärwicklung getrennte       Messwicklung    mit der erforderlichen     Win-          dungszahl    angeschlossen werden, an derjeni  gen Stelle zwischen oder neben die Sekundär  spule, wo deren     Spannungsdifferenz    gegen    Erde am niedrigsten ist,

   also zum Beispiel  bei einem einseitig geerdeten Induktor oder  Transformator neben das geerdete Ende der  Sekundärspule gemäss Schema     Fig.4;    wo  dagegen die Hochspannung     -I-        +'    symme  trisch zum Erdpotential liegt, in der Mitte  zwischen symmetrisch geteilten Sekundär  spulen gemäss     Fig.    1 und 2.  



  Das bezüglich der Stelle, wo die     Mess-          wicklung    sich in bezug auf die Nullspannung  gegen Erde befinden soll, Gesagte gilt auch  für den Fall, dass die     Messwicklung    von der  Sekundärspule angezapft wird, wie dies eben  in     Fig.    1 und 3 der Fall ist.  



  Die beschriebene Einrichtung lässt sich  sowohl an technischen     Wechselstrom-Trans-          formatoren,    als an     Induktoren,    die mit unter  brochenem, gleichgerichtetem Strom betrieben  werden, anwenden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE I. Verfahren zum Eichen einer Messspule zur Bestimmung der Scheitelspannung auf der Hochspannungsseite von Induktionsappa raten mittelst eines an die hIessspule an geschlossenen Niederspannungsvoltmeters, dadurch gekennzeichnet, dass aus den mit Hilfe der Planck-Einstein'schen Formel röntgenspektrographischfestgelegten nume rischen Werten der Hochspannung einer seits- und aus den gleichzeitig angezeigten Niederspannungen Vs des Niederspan nungsvoltmeters anderseits, ein Verhältnis bestimmt wird, das eine Konstante bildet,

   die aus den Ablesungen von Fs an dem Niederspannungsvoltmeter die erzeugte Hochspannung zu ermitteln gestattet. II. An einem Induktionsapparat angeordnete, nach dem Verfahren gemäss Patentan spruch I geeichte Messspule zur Messung der Scheitelspannung auf der Hochspan nungsseite des Induktionsapparates.