Anordnung zur Steuerung der Abschneidezeit bei der Stossprüfung mit abgeschnittenen Stosswellen
Um die Isolationsfestigkeit von elektrischen Geräten, insbesondere von Transformatoren und Wandlern, gegenüber einer Überspannung nachzuweisen, wird eine Stossprüfung durchgeführt, die beispielsweise zunächst die Anlegung einer Vollwelle und daraufhin einer abgeschnittenen Welle bestimmter Form und Scheitelwertes erfordert. Bei der Prüfung mit abgeschnittener Welle hat sich z. B. für Transformatoren höherer Reihenspannung eine angelegte Welle von lj50 zesec die nach einer Abschneidezeit von 3 cesecf gerechnet vom Nennbeginn der Welle an, auf Null zusammenbrechen soll, eingebürgert.
Das Abschneiden der angelegten Stosswelle wird dabei meist durch Ansprechen einer parallel zum Prüfling liegenden, auf eine bestimmte Schlagweite eingestellten Spitzenfunkenstrecke vorgenommen, wobei infolge deren erheblicher Ansprechstreuung die Abschneidezeit nur ungefähr eingehalten werden kann.
Bekannt ist, dass das Fehlerindizierungsoszillogramm, welches bei der Prüfung z. B. über einem zwischen dem Wicklungsende des Prüflings und Erde eingeschalteten Messwiderstand aufgenommen wird, sehr stark von der Abschneidezeit abhängig ist. Bereits geringe Streuungen der Abschneidezeit können das Fehlerindizierungsoszillogramm so verändern, dass beim Vergleich von Oszillogrammen verschiedener Abschneidezeit keine Aussage, ob der Prüfling bestanden hat, möglich ist. Dabei ist zu bedenken, dass im allgemeinen eine Voreichung des Prüfkreises durch Aufnahme des Fehlerindizierungsoszillogrammes bei etwa 50-75 Ozon der Prüfstossspannung (Einzelstoss) und anschliessend die Prüfung bei Aufnahme des Feh- lerindizierungsoszillogrammes bei voller Prüfstossspannung (Prüfstoss) durchgeführt wird.
Sollen die beim Einstellstoss und beim Prüfstoss erhaltenen Oszillogramme vergleichbar werden, so muss dieselbe Abschneidezeit trotz verstellter Schlagweite der Spitzenfunkenstrecke mit Sicherheit vorhanden sein. Erfahrungsgemäss ist dies bei Verwendung einer Spitzenfunkenstrecke unmöglich.
Es ist bekannt, dass eine Kugelfunkenstrecke eine geringere Ansprechstreuung als eine Spitzenfunkenstrecke hat. Das Abschneiden ist mit Hilfe einer Kugelfunkenstrecke jedoch ohne weitere Hilfsmittel nur auf dem aufsteigenden Ast oder im Scheitel der Stossspannung möglich. Ein Abschneiden nach dem Scheitel ist innerhalb eines gewissen Bereiches des absteigenden Astes der Stossspannung in bekannter Weise durch Belichten einer kurz oberhalb ihrer statischen Ansprechspannung eingestellten Kugelfunkenstrecke zu erreichen. Hierbei kann der zur Belichtung erforderliche Zündfunken z. B. durch einen Überschlag an einer nahe der Abschneidefunkenstrecke angeordneten zweiten Kugelfunkenstrecke (Reizfunkenstrecke) oder durch einen Überschlag zwischen einer auf der Kugeloberfläche der Abschneidefunkenstrecke isoliert angebrachten Steuerelektrode zur Kugel erzeugt werden.
Um den Zündfunken in einem bestimmten Zeitmoment einzuleiten, wurde in bekannter Weise von der Prüfstossspannung z. B. mittels kapazitiver Spannungsteilung über ein R-C-Glied eine Steuerspannung abgegriffen, die nach bestimmter einstellbarer Zeit einen Überschlag an der Reizfunkenstrecke bewirkte. Der Uberschlagsfunken belichtete die räumlich nahe der Reizfunkenstrecke angeordnete Abschneidefunkenstrecke, so dass deren Überschlagsspannung herabgesetzt und der Überschlag an dieser eingeleitet wurde. Fig. 1 zeigt eine bekannte, auf diesem Prinzip aufgebaute Schaltung. Hierbei bedeuten 1 die Stoss- und 2 die Be lastungskapazität. Mit 3 ist der Entlade- und mit 5 der Dämpfungswiderstand bezeichnet. 6 ist die Zündfunkenstrecke eines z. B. einstufig dargestellten Stossgenerators, der über das Ventil 7 aufgeladen wird.
Nach der Zündung des Stossgenerators steigt die Stossspannung mit bestimmter Wellenform, z. B. mit 1/50 usec, an der kurz oberhalb der thberschlagsspan- nung eingestellten Kugelfunkenstrecke 21, 22 an.
Parallel dazu wird durch den aus der Belastungskapazität 2 und dem Kondensator 29 gebildeten Spannungsteiler über den Widerstand 25 die Kapazität 26 aufgeladen, wobei deren Spannungsanstieg durch geeignete Wahl der Grössen von 25 und 26 langsamer ist als der an der Kugelfunkenstrecke 21, 22. Stellt man die zum Kondensator 26 parallel liegende Reizfunkenstrecke 27, 28 so ein, dass sie z. B. nach 3 usec zündet, so belichtet dieser Überschlag die räumlich nahe angeordnete Kugelfunkenstrecke 21, 22, so dass diese ebenfalls nach etwa 3 usec zündet und den Abschneidevorgang einleitet.
Nachteilig ist bei dieser Anordnung, dass der Spannungsanstieg an der Reizfunkenstrecke 27, 28 infolge der Aufladung des Kondensators 26 über den Widerstand 25 mit einer flachen Stirn und hiermit verbundener Streuung der Abschneidezeit erfolgt. Ebenfalls ist darauf zu achten, dass der Widerstand 25 so gross ist, dass beim Ansprechen von 27, 28 die Spannung an 21, 22 so lange ansteht, bis durch die Belichtung der Abschneidevorgang erzwungen wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die oben genannten Nachteile durch Steuerung des Abschneidezeitpunktes mittels eines steilen Steuerimpulses auszuschliessen, so dass untereinander vergleichbare Fehlerindizierungsoszillogramme, die Voraussetzung zur Fehlerfeststellung sind, erhalten werden. Darüber hinaus kann durch die vorliegende Erfindung die Abschneidezeit in einfacher Weise auf einen gewünschten, zeitlich konstanten Wert eingestellt werden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass von dem die Hauptstossspannung erzeugenden Stossgenerator ein Steuerimpuls mit der grössten in der Anordnung erzielbaren Steilheit, abgeleitet von der beim Ladevorgang des Stossgenerators etwa auf Erdpotential liegenden Elektrode der ersten Schaltfunken strecke über ein einstellbares Verzögerungsglied der Steuerelektrode zugeführt wird. Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Schaltung der Erfindung. Hierbei bedeuten 1 die Stoss- und 2 die Belastungskapazität, 3 den Entlade-, 4 den Lade- und 5 den Dämpfungswiderstand, 6 die Zündfunkenstrecke der untersten Stufe eines z. B. zweistufig dargestellten Stossgenerators, der über das Ventil 7 aufgeladen wird.
Im Zündmoment der untersten Stufe des Stossgenerators wird von der beim Ladevorgang über den Widerstand 3 auf Erdpotential liegenden Elektrode der Zündfunkenstrecke 6 ein Steuerimpuls grösster Steilheit abgegriffen, der über den Koppelkondensator 8 auf die Anzapfung 12 der Laufzeitkette 9, bestehend aus mehreren Teilinduktivitäten und Teilkapazitäten
11 gegeben wird. Dieser Steuerimpuls erreicht nach bestimmter, durch Wahl der Anzapfung 12 einstellbarer Laufzeit den am Ende der Laufzeitkette befindlichen Abschlusswiderstand 13, wobei infolge der stets vorhandenen Dämpfung der Laufzeitkette die Stirn des Steuerimpulses etwas flacher als an 12 ist.
Zweckmässig wird deshalb der Steuerimpuls über einen Koppelkondensator 15 auf eine Hilfsfunkenstrecke 18 gegeben, die durch erzen Transformator 14 in Reihe mit dem Ventil 16 und dem Vorwiderstand
17 auf eine Spannung kurz vor ihrer statischen Überschlagsspannung eingestellt ist. Durch die Überlagerung der an der Hilfsfunkenstrecke 18 anliegenden Gleichspannung mit dem über den Koppelkondensator 15 einfallenden Steuerimpuls wird selbst bei dessen abgeflachter Stirn die Funkenstrecke 18 unverzögert ansprechen. An dem Widerstand 20 entsteht dadurch eine Spannung, die zum Überschlag zwischen der isolierten Steuerelektrode 23 und der Kugel 22 der parallel zum Prüfling 24 angeschlossenen Kugelfunkenstrecke 21, 22 führt.
Dadurch wird zwischen den Kugeln der Kugelfunkenstrecke 21, 22, die auf eine Schlagweite kurz oberhalb ihrer statischen Überschlagsspannung eingestellt ist, ein Überschlag der Prüfstossspannung erzwungen, so dass an dem parallel zur Kugelfunkenstrecke liegenden Prüfling 24 eine abgeschnittene Welle definierter und genau einstellbarer Abschneidezeit vorhanden ist.
Eine Bestrahlung der Hilfsfunkenstrecke 18 durch eine Ultraviolettlampe 19 hat sich zur genauen Zündung als zweckmässig erwiesen.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit ist in Fig. 3 dargestellt. Hierbei wurde die in Fig. 2 an der Hilfsfunkenstrecke 18 liegende Vorspannung direkt zwischen der Kugel 22 und der davon isolierten Steuerelektrode 23 angelegt.
Ebenfalls ist eine Schaltung nach Fig. 4 möglich, bei der das Ende der Laufzeitkette nicht über einen Abschlusswiderstand, sondern starr geerdet wurde.
Es ist hierbei zweckinässig, den über den Koppelkon densator 8 ankommenden Steuerimpuls an den Anfang der Laufzeitkette 9 zu legen.
Bei allen angegebenen Schaltungen lässt sich durch Verändern der Anzapfung 12 der Laufzeitkette 9 die Abschneidezeit stufenweise regeln, während durch Verändern der Schlagweite der Hilfsfunkenstrecke 18 in Fig. 2 bzw. durch Verändern des Abstandes zwischen Steuerelektrode 23 und Kugel 22 in Fig. 3 und 4 eine noch feinere Regelung möglich ist. Durch die so erreichte Steuerung der Abschneidezeit mittels eines steilen Steuerimpulses werden die eingangs genannten Nachteile vermieden, das heisst, die Abschneidezeit ist in gewissen Grenzen frei wählbar und praktisch konstant, wodurch ein Vergleich der bei erniedrigter und voller Prüfstossspannung aufgenommenen Fehlerindizierungsoszillogramme zur Fehlererkennung möglich ist.
Ebenso lässt sich die Laufzeitkette 9 durch ein anderes Verzögerungsglied, z. B. ein Kabel mit bestimmter Laufzeit oder eine Spule, ersetzen.