DD143130A1

DD143130A1 - Gesteuerte abschneidefunkenstrecke

Info

Publication number: DD143130A1
Application number: DD21228579A
Authority: DD
Inventors: Werner Schrader
Original assignee: Werner Schrader
Priority date: 1979-04-18
Filing date: 1979-04-18
Publication date: 1980-07-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abschneidefunkenstrecke, bestehend aus einer Vielzahl von Einzelfunkenstrecken mit zur Spannungssteuerung parallelgeschalteten Kondensatoren. Mit der Erfindung soll ein verbessertes Zündverhalten der Abschneidefunkenstrecke bei verringertem baulichem Aufwand erreicht werden. Hierzu weist neben der erdnächsten mindestens die folgende Einzelfunkenstrecke ebenfalls eine Triggerelektrode auf, welche gleichfalls mit dem zugehörigen Kondensatoranschluß durch einen von der Querverbindung für die Potentialsteuerung distanzierten Leitungszug direkt verbunden ist. Die Erfindung ist in der Hochspannungsprüftechnik anwendbar.

Description

-- 212285

Gesteuerte Abschneidefunkenstrecke

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschneidefunkenstrecke, die aus einer Vielzahl von Einzelfunkenstrecken besteht und deren Spannungsverteilung durch eine parallelgeschaltete Kette von Kondensatoren, ggf. in Verbindung mit ohmschen Widerständen gesteuert wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Entsprechend den international vereinbarten FrüfvorSchriften ist es erforderlich, Hochspannungsprüfungen an elektrischen Betriebsmitteln, z„ B. Transformatorwicklungen, mit abgeschnittenen Prüfspannungen, insbesondere mit Prüfblitzspannungen vorzunehmen. Dies wird gewährleistet, indem am Ausgang des Hochspannungsprüfgenerators eine als Kugelfunkenstrecke ausgebildete Abschneidefunkenstrecke angeordnet ist, die, zu einem vorwählbaren Zeitpunkt gezündet, für einen plötzlichen Zusammenbruch der Spannung am Prüfling sorgte Da eine aus einer einzigen Funkenstrecke bestehende Abschneidefunkenstrecke bei Spannungen über 500 kV zu- . meist keine zuverlässige Funktionsweise mehr besitzt, ist man dazu übergegangen, derartige Abschneidefunkenstrecken aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Einzelfunkenstrecken auszuführen. Eine einwandfreie Funktion einer solchen Abschneidefunkenstrecke setzt jedoch eine lineare Spannungsverteilung längs der Abschneidefunkenstrecke und damit eine sichere Steuerung der Zrwischenpotentiale der Einzelfunkenstrecken sowie die Gewährleistung eines raschen

TuR-Akte 1700 - 2 - 2 1 2 28 5

Durchzündens sämtlicher Einzelfunkenstrecken nach Iriggerung der untersten Funkenstrecke voraus. Es ist bekannt, die Abschneidefunkenstrecke unmittelbar an einem mehrstufigen Prüfgenerator in Marxscher Vervielfachungsschaltung anzuordnen und die Zwischenpotentiale durch den Prüfgenerator selbst zu steuern (DD-PS 64 745)· Jeder Stufe des Prüfgenerators 1st dabei eine" Einze!funkenstrecke parallelgeschaltete Zur Vermeidung unkontrollierter Zündun- ' gen einzelner Einzelfunkenstrecken, insbesondere an den oberen Generatorstufen infolge, des generatorseitigen Auftretens von Überspannungen, wurde diese Lösung insofern verbessert, als zwischen den Stufen des Prüfgenerators und den zugehörigen Einzelfunkenstrecken der Abschneideeinrichtung Widerstände zur ₍Dämpfung der UTd er spannung en bzw. den Stufen parallelgeschaltete Steuerkondensatoren zur Vermeidung der Überspannungen eingesetzt wurden (DD-PS 7^ 295; DD-PS 74 903)o Generell ist die Anordnung und Steuerung einer Vielfachabschneidefunkenstrecke unmittelbar am und mit Hilfe des Hochspannungsprüfgenerators jedoch mit Nachteilen behaftet insofern, als diese räumliche Nähe von Hochspannungsprüfgenerator und Abschneideeinrichtung zugleich wegen der .bei sehr hohen Spannungen im MV-Bereich nicht zu unterschreitenden Isolationsabständen einem relativ großen Abstand der Abschneideeinrichtung vom Prüfling bedingt, so daß am Prüfling auf Grund unvermeidlicher Eigeninduktivitäten der Leitungen sowie der Kapazität des Prüflings kein hinreichend steiler SpannungsZusammenbruch erreichbar ist (z. B. bei der BlitzSpannungsprüfung großer Transformatoren).

Es ist auch bereits bekannt, die Spannungsverteilung an · einer Vielfachabschneidefunkenstrecke mit Hilfe eines ohmsc"hen Spannungsteilers zu steuern (DE-AS 1 255 192). Dabei werden neben der üblichen Eremdtriggerung der untersten Stufe nach deren Zündung weitere Stufen mit Hilfe eines Spannungsimpulses getriggert_/der-durch in die Verbindungen zwischen Spannungsteiler und Abschneidefunkenstrecke eingesetzte Widerstände gewonnen wird. Da ohmsche Spannungsteiler jedoch

TuR-Akte 1700 . . - -3 - 212285

in vielen Fällen eine unzulässig hohe Belastung des Prüfgenerators darstellen, ist man dazu übergegangen, zur Steuerung der Zwischenpotentiale von Abschneidefunken strecken mit mehreren Einzelfunkenstrecken kapazitive Spannungsteiler einzusetzen (CH-PS 526 212)»Hierbei ist jeder der in Reihe geschalteten Einzelfunkenstrecken ein Kondensator parallelgeschaltet, wobei die Kondensatoren untereinander ebenfalls in Reihe geschaltet sind. In die Verbindungsleitungen der Zwischenpotentiale sind zwischen dem Spannungsteiler und der Vielfachabschneidefunkenstrecke ohmsche Widerstände oder Drosseln eingeschaltet. Die an diesen Impedanzen abfallenden Spannungen werden zum Triggern der jeweils nächstfolgenden Einzelfunkenstrecken benutzt. Auch können an Stelle der Drosseln Impulstransformatoren zur Erzeugung der Triggerspannungen eingesetzt sein, Auch diese Maßnahmen zur GewährIeistung eines raschen Durchzündens der Abschneidefunkenstrecke erfordern jedoch in nachteiliger Weise für jede Einzelfunkenstrecke ein diskretes, der Hochspannung entsprechend dimensioniertes Bauelement. Insbesondere bei sehr hohen Spannungen (U·^ 2 MV) und entsprechend großer Stufenzahl der Abschneidefunkenstrecke ist der Aufwand für die Zündung der Abschneidefunkenstrecke beträchtlich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der wesentlichen Verringerung des Aufwandes für das sichere Durchzünden einer gesteuerten Abschneidefunkenstrecke.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit Hilfe von Kondensatoren erfolgende Potenzialsteuerung einer aus mehreren Einzelfunkenstrecken bestehenden Abschneidefunkenstrecken so auszubilden, daß eine zuverlässige und verzögerungsarme Zündung der Abschneidefunkenstrecke bei verringertem baulichen Aufwand sowie ein vereinfachter Teilbetrieb gewährleistet ist.

TuR-Akte 1700 - 4 - 212 2

Diese Aufgabe wird bei einer fremdgetriggerten Abschneidefunkenstrecke, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in für sich bekannter Weise wenigstens eine zweite, benachbarte Einzelfunkenstrecke ebenfalls eine Hilfselektrode aufweist und diese durch einen zur Querverbindung für die Potentialsteuerung distanzierten Leitungszug gleichfalls mit dem zugehörigen Kondensatoranschluß direkt verbunden ist. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß der Leitungszug bzw. die Querverbindung, die den gleichen Kondensatoranschluß zum einen mit der Hilfselektrode und zum anderen mit der vorzugsweise diese umgebenden Hauptelektrode der zugehörigen Einzelfunkenstrecke verbinden, zumindest teilweise parallel und in einem Abstand voneinander geführt sind, der durchschnittlich etwa der Hälfte des Abstandes zwischen dem Kondensator und der Einzelfunkenstrecke entspricht.

Bisher wurde es stets für notwendig gehalten, die kapazitive Steuerung einer aus mehreren Einzelfunkenstrecken bestehenden Abschneidefunkenstrecke unter Einschaltung von Querimpedanzen vorzunehmen. Es hat sich aber gezeigt, daß auch bei unmittelbarer Verbindung der Einzelfunkenstrecken mit den Steuerkondensatoren ein zuverlässiges Zünden aller Einzelfunkenstrecken gewährleistet ist, sofern in weiteren Einzelfunkenstrecken vorgesehene Hilfselektroden ebenfalls direkt mit dem betreffenden Steuerkondensator . verbunden sind und zwar mit dem gleichen Anschluß, an dem auch die sie vorzugsweise umgebende Hauptelektrode der Einzelfunkenstrecke liegt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt prinzipiell die Steuerung einer Abschneidefunkenstrecke 1 durch einen kapazitiven Spannungsteiler 2. Die gesamte Anordnung befindet sich in der Nähe eines hier nicht dargestellten Prüflings parallel zu einem Hochspannungsprüfgenerator. Die abzuschneidende Prüfspan-

TuR-Akte 1700 - 5 -

212 285

nung teilt sich entsprechend den gleichgroß gewählten Kapazitäten gleichmäßig auf die Kondensatoren 3 des Spannungsteilers 2 und damit auch auf jede Einzelfunkenstrekke 4 der Abschneidefunkenstrecke 1 auf. Die Zwischenpotentiäle an den einzelnen Kondensatoranschlüssen 5 des kapazitiven Spannungsteilers 2 sind mit der einen Hauptelektrode 6 der zugehörigen Einzelfunkenstrecke 4 durch eine Querverbindung 7 zur Potentialsteuerung verbunden

Eine zweite Verbindung zur gleichen Einzelfunkenstrecke 4 erfolgt durch einen Leitungszug 8 mit einer Hilfselektrode 9} die in die besagte Hauptelektrode 6 zur Triggerung der Einzelfunkenstrecke 4 eingesetzt ist. Die Zündung der Abschneidefunkenstrecke geschieht nun auf folgende Weise:

Die unterste, erdnächste Einzelfunkenstrecke 4 a wird mit Hilfe eines an die Hilfselektrode 9 a gelegten Triggerimpulses in üblicher Weise extern gezündet, so daß sich der Kondensator 3 a dieser ersten Stufe über die Einzelfunkenstrecke 6 a entlädt. Der Entladestrom fließt dabei auch durch die Querverbindung 7· Dies hat nun zum einen in der Querverbindung 7 eine Selbstinduktionsspannung zur Folge und ruft zum anderen in dem in hinreichend großem Abstand geführten Leitungszug 8 eine Gegeninduktionsspannung hervor, die kleiner als die Spannung in der Querverbindung 7 ist. Da sowohl die Querverbindung 7 als auch der Leitungszug 8 im Kondensatoranschluß 5 einen gemeinsamen Verbindungspunkt besitzen, führt die Spannungsdifferenz an der zugehörigen Einzelfunkenstrecke 4 zwischen der Hilfselektrode 9 und der Hauptelektrode 6 zum Durchschlag und damit zu einer Triggerung dieser Einzelfunkenstrecke 4. In analoger Weise erfolgt das Durchzünden der weiteren Stufen und damit der gesamten Abschneidefunkenstrecke 1. In günstiger Weise lassen sich die erforderlichen Isolationsabstände zwischen den Stufen einhalten, wenn die Querver_ bindung 7 und der Leitungszug 8 in jeder Stufe in etwa der gleichen horizontalen Ebene angeordnet.sind, wobei

TuR-Akte I7OO - 6--·

212 28 5

der Leitungszug 8 vorzugsweise bogenförmig angeordnet und im Mittel mit einem gegenseitigen Abstand von etwa der halben Entfernung zwischen den Kondensatoren 3 und den Einzelfunkenstrecken 4 geführt ist.

Da die Entladezeitkonstante der Kondensatoren 3 größer ist als die Ansprechverzögerung der Einzelfunkenstrecken 4 kann gegebenenfalls in den oberen Stufen auf den Leitungszug 8 und damit auf eine Hilfselektrode 9 verzichtet werden, da dann ausreichend hohe u"berspannungen für die Zündung dieser Einzelfunkenstrecken 4 zur Verfugung stehen. An Stelle des rein kapazitiven Spannungsteilers 2 kann zur Steuerung der Abschneidefunkenstrecke 1 auch ein bedampfter kapazitiver Teiler eingesetzt werden* Auch können die Einzelfunkenstrecken 4 konstruktiv verändert sein, z. B, indem die Hilfselektrode 9 außerhalb der Hauptelektroden 6 angeordnet ist. Gleichzeitig kann der Abstand der HaupteIektröden jeder Einzelfunkenstrecken veränderbar sein. Die Erfindung zeichnet sich durch geringem Aufwand aus, gewährleistet eine sichere Funktion der Abschneidefunkenstrecke und erleichtert zudem deren Teilbetrieb beträchtlich.

Claims

TuR-Akte 1700 - 7 - 2 1 2 2 S 5

Erfindungsanspruch

Gesteuerte Abschneidefunkenstrecke, bestehend aus mehreren in Reihe geschalteten Einzelfunkenstrecken, denen zur Potentialsteuerung eine Kette von Kondensatoren, gegebenenfalls in Verbindung mit ohmschen Widerständen parallelgeschaltet ist und bei der eine Einzelfunkenstrecke zur Fremdtriggerung eine Hilfselektrode besitzt, gekennzeichnet dadurch, daß in für. sich bekannter Weise wenigstens eine zweite, benachbarte Einzelfunkenstrecke (4) ebenfalls eine Hilfselektrode (9) aufweist und diese durch einen zur Querverbindung (7) für die Potentialsteuerung distanzierten Leitungszug (8) gleichfalls mit dem zugehörigen Kondensatoranschluß (5) direkt verbunden ist.
2. Abschneidefunkenstrecke nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand zwischen der Querverbindung (7) und dem Leitungszug (8) durchschnittlich etwa der Hälfte des Abstandes vom Kondensator (3) und Einzelfunkenstrecke (4) entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnung