Mehrstufiger Stossspannungsgenerator zur Erzeugung abgeschnittener Stosswellen Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Stossspan nungsgenerator zur Erzeugung abgeschnittener Stosswel len, dessen einzelne Stufen mindestens aus einer Stoss kapazität und einer Schaltfunkenstrecke bestehen. Die erfindungsgemäss aufgebauten mehrstufigen Stossspan nungsgeneratoren sind insbesondere geeignet für die Erzeugung abgeschnittener Stosswellen höchster Span nung sowie der Erzeugung stirnabgeschnittener Stoss wellen.
Es ist bekannt, zur Erzeugung abgeschnittener Stoss wellen am Ausgang des Generators eine Abschneide funkenstrecke anzuordnen, deren Zündung mittels eines Steuerimpulses erzwungen wird. Als Abschneidefunken- strecke werden sowohl einfache Kugelfunkenstrecken, entladungsgesteuerte Kugelfunkenstrecken oder auch Dreielektrodenfunkenstrecken verwendet. Diese Einrich tungen sind in der Lage, bis zu Stossspannungen von etwa 1 MV mit einer Streuung der Abschneidezeit von _ < 0,1 ,us hinreichend sicher zu arbeiten. Lediglich bei positiven Stossspannungen ist die entladungsgesteuerte Kugelfunkenstrecke bereits ab 800 kV nicht mehr be triebssicher.
Beim Abschneiden höherer Stossspannungen ergibt sich jedoch infolge der grossen Schlagweite der Abschneidefunkenstrecken, dass der Spannungszusam menbruch nicht plötzlich erfolgt, sondern, dass nach an fänglichem geringem Absinken der Spannungen eine ge wisse Zeitdauer die Spannung nicht weiter abklingt. Dabei ist die Verweilszeit um so grösser, je grösser die Schlagweite der Abschneidefunkenstrecke ist. Infolge dessen erhöht sich auch die Abschneidezeit für die Stoss spannungswelle. Dieser Nachteil wird vermieden, indem die Abschneidefunkenstrecke als Vielfachfunkenstrecke aufgebaut ist.
Bei einer bekannten Ausführung ist dabei die Vielfachfunkenstrecke derart unterteilt, dass auf die einzelnen Funkenstrecken etwa 40 kV entfallen. Da diese Vielfachfunkenstrecke an der gesamten Hochspan nung liegt, müssen die einzelnen Funkenstrecken über Ohmsche Widerstände in ihrem Potential zwangs gesteuert sein. Insbesondere bei Stossspannungsanlagen höherer Spannung führt dies zu einem erheblichen Auf- wand.
Ausserdem erfordert eine solche Ausführung ins besondere wegen der Gewährleistung der linearen Span nungsaufteilung längs der Vielfachfunkenstrecke einen erheblichen Platz im Hochspannungsprüffeld. Ferner ist die notwendige Anpassung der Anzahl der notwendi gen Teilfunkenstrecken an die abzuschneidende Stoss spannung beschwerlich und es erscheint die Anwendung von Vielfachfunkenstrecken bei extrem hohen Spannun gen nicht aussichtsreich.
Es ist der Zweck der Erfindung, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stossspannungsgenerator so auszubilden, dass damit ohne erheblichen Aufwand bei höheren Spannungen eine kon stante Abschneidezeit bei unterschiedlichen Scheitel werten für Stossspannung realisiert werden kann. Ferner soll ermöglicht werden, abgeschnittene Stosswellen zu er zeugen, ohne dass für diese Einrichtung erheblicher Platz im Hochspannungsprüffeld zur Verfügung gestellt wer den muss.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass jeder Stufe des mehrstufigen Stossspanungsgenera- tors zusätzlich eine Abschneidefunkenstrecke zugeordnet ist, und dass diese Abschneidefunkenstrecken unterein ander unmittelbar in Serie liegen und jede an der zuge ordneten Stufe derart angeschaltet ist, dass an jeder dieser Abschneidefunkenstrecken bei Ausbildung der Stossspannung am Generator die zugeordnete Stufen stossspannung auftritt.
Um die Erzeugung unterschied lich hoher Stossspannungen bequem zu ermöglichen, werden sowohl die Schaltfunkenstrecken .als auch die Abschneidefunkenstrecken zweckmässig mit mechani schen Mitteln in ihrer Schlagweite verstellbar ausgeführt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, sowohl die Schalt funkenstrecken als auch die Abschneidefunkenstrecken gemeinsam oder wahlweise mittels ein und desselben Antriebs zu verstellen. Um den Zündzeitpunkt genau einzuhalten und zur Realisierung der vorgegebenen Ab schneidezeit können eine oder mehrere der Schaltfunken strecken oder Abschneidefunkenstrecken bzw. beide steuerbar ausgeführt werden, wobei sie mittels eines Steuergrätes angeregt werden können.
Dabei ist es vorteilhaft, den Impuls des Steuer gerätes für die Schaltfunkenstrecke bzw. Abschneide funkenstrecke auf die Funkenstrecke zu geben, die auf der erdseitigen Stufe des Stossspannungsgenerators liegt, weil damit die Ankopplung am einfachsten zu erreichen ist. Zum Zwecke der Einhaltung einer vorgegebenen Abschneidezeit ist es vorteilhaft, als Signal für die An regung der Abschneidefunkenstrecke das Signal zur An regung der Schaltfunkenstrecke zu verwenden und diese über eine Verzögerungsleitung zu führen oder das Signal für die Anregung der Abschneidefunkenstrecke vom An sprechen der Schaltfunkenstrecken abzuleiten.
Anhand einer Zeichnung soll nachstehend die Er findung an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Stosskondensatoren 1 werden in bekannter Weise von einem Ladegleichrichter 2 über Ladewiderstände 3 aufgeladen. Den Stosskondensatoren 1 parallel liegen Schaltfunkenstrecken 4 und Entladewiderstände 5. Die Schaltfunkenstrecken 4 sind ausserdem über Dämpfungs- widerstände 6 mit dem Stosskondensator der jeweils nächsten Stufe bzw. einem Belastungskondensator 8 und einem Prüfling verbunden.
Zur Erzeugung von abge schnittenen Stosswellen sind Abschneidefunkenstrecken 7 parallel zur Reihenschaltung von Ladewiderstand 5 und Dämpfungswiderstand 6 jeder einzelnen Stufe geschal tet. Die Schaltfunkenstrecken 4 und die Abschneide funkenstrecken 7 der erdseitigen Stufe weisen je eine Reizelektrode auf und werden von nicht dargestellten Auslöseeinrichtungen beeinflusst. Der Stossgenerator ar beitet auf den Belastungskondensator 8 und den Prüf ling 9.
Wenn nach Durchzündung der Schaltfunkenstrek- ken 4, die durch Anregung der Reizelektroden bewirkt wird, die Stossspannung am Ausgang des Generators sich ausbildet, werden gleichzeitig die Abschneidefun- kenstrecken 7 mit der jeweiligen Stufenstossspannung beaufschlagt. Die Schlagweite der Abschneidefunken- strecken 7 ist dabei auf einen Wert eingestellt, der unter Beachtung des Ausnutzungsfaktors knapp oberhalb des Wertes liegt,
bei der Selbstzündung eintritt. Nach Ablauf der vorgegebenen Abschneidezeit gibt eine zweite nicht dargestellte Abschneideeinrichtung einen Zündimpuls auf die erdseitige Abschneidefunkenstrecke 7. Diese schlägt durch und löst damit die Durchzündung der Serienschaltung von Abschneidefunkenstrecken aus. Dieser Vorgang wird durch die stets vorhandenen Erd kapazitäten bewirkt, die an den Punkten a, b, c angrei fen. Durch die Zündung der Abschneidefunkenstrecke 7 der erdseitigen Stufe wird die Erdkapazität am Punkt a plötzlich entladen, so dass der Punkt a Erdpotential annimmt.
Der Punkt b dagegen liegt vorerst infolge der dort wirkenden Erdkapazität an einer Spannung, die etwa der doppelten Stufenspannung entspricht, so dass die Abschneidefunkenstrecke der zweiten Stufe nach dem Ansprechen der Abschneidefunkenstrecke der ersten Stufe mit einer grossen überspannung beansprucht wird, die jetzt den Durchschlag hervorruft. Das weitere Durchzünden der Stufen der Abschneidefunkenstrecken erfolgt in analoger Weise.
Die Durchzündung aller Ab schneidefunkenstrecken bedeutet aber, dass der Ausgang des Generators sowie der Belastungskondensator 8 und der Prüfling 9 nach Erde kurzgeschlossen werden, und dass damit die vom Generator gelieferte Stossspannung abgeschnitten ist. Die Abschneidefunkenstrecken arbei ten dabei bei Stossspannungen bzw. Schlagweiten, die maximal der Stufenspannung eines Stossgenerators ent sprechen. Da die Stufenspannungen etwa um 300 kV liegen, treten bei den Durchschlägen der Abschneide funkenstrecken nicht die nachteiligen Erscheinungen auf, die bei Spannungen um 1 MV beobachtet wurden.
Zur Erzeugung von abgeschnittenen Stosswellen unter schiedlichen Scheitelwertes werden die Schaltfunken strecken in nicht dargestellter Weise mittels mechani scher Antriebe über Isolierwellen in ihrer Schlagweite an die Ladespannung angepasst. In gleicher Weise wird der Abstand der Abschneidefunkenstrecken verstellt. Dabei kann es von Vorteil sein, für den Antrieb der Schalt- und Abschneideeinrichtungen gleiche Mittel zu verwenden.
Ein derartig aufgebauter Stossspannungsgenerator eignet sich auch zur Erzeugung stirnabgeschnittener Stosswellen, wenn die Abschneidefunkenstrecken hin sichtlich ihrer Schlagweite auf den abzuschneidenden Spannungsbetrag der einzelnen Stufen eingestellt sind. Soll ein bestimmter Verlauf des Spannungszusammen bruches erreicht werden, so kann dies dadurch bewirkt werden, dass in Serie mit den einzelnen Abschneide funkenstrecken Dämpfungswiderstände geschaltet sind.