DD147174A1

DD147174A1 - Schaltungsanordnung zur triggerung einer ausloesefunkenstrecke fuer tragbare blitzspannungspruefgeraete

Info

Publication number: DD147174A1
Application number: DD21648779A
Authority: DD
Inventors: Dieter Sapich; Werner Naumann
Original assignee: Dieter Sapich; Werner Naumann
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1981-03-18
Also published as: DD147174B1

Abstract

Schaltungsanordnung zur Triggerung einer Ausloesefunkenstrecke fuer tragbare Blitzspannungspruefgeraete mittels Triggerimpuls und Vierfachfunkenstrecke unter Ausnutzung des Effektes der Verkuerzung der Schlagweite der Hauptelektroden durch eine eingesteuerte Hilfsentladung zum Zwecke der Erhoehung der Zuendwilligkeit der Ausloesefukenstrecke bei unterschiedlich eingestellter Hoehe der Amplitude der Blitzspannung.

Description

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Schaltungsanordnung zur Triggerung einer Auslösefunkenstrecke für tragbare Blitzspannungsprüfgerate

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Triggerung der Auslösefunkenstrecke in tragbaren Blitzspannungsprüfgeraten mittels Hilfsfunkenstrecke als impulsverstärkende Schalteinrichtung, die als Einfachfunkenstrecke quer zur Hauptfunkenstrecke ausgebildet ist und von einem Thyristorschaltkreis gesteuert wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Blitz- oder Stoßspannungen werden mit standardisierten Schaltungen erzeugt, indem Kondensatoren aufgeladen und dann mittels Auslösefunkenstrecken über Schaltnetzwerke entladen werden.

Die Erzeugung von Blitzspannungen setzt also voraus, daß die Auslösefunkenstrecke zu einem festgestzten Zeitpunkt gezündet wird, und von diesem Zeitpunkt aus eine stabile Verbindung zwischen Ladekondensator und Schaltnetzwerk hergestellt wird. Außerdem wird bei der Erzeugung von Blitz spannungen mit einstellbarer Amplitude verlangt, daß die Auslösefunkenstrecke vor der Zündung im vorgegebenen Spannungsbereich nicht durchschlägt, dann aber stets sicher durchgezündet werden kann

Letzteres wird dadurch erreicht, daß der Elektrodenabstand der Auslösefunkenstrecke verändert werden kann.

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Um das Triggern (Zünden) der Auslösefunkenstrecke bei verschiedenen Amplituden der Blitzspannung zu ermöglichen, ist bekannt, die · Auslösefunkenstrecke als Dreielektrodenfunkenstrecke auszuführen.

An der meist Erdpotential führenden Elektrode wird eine Hilfselektrode angebracht, die zum Triggerzeitpunkt zur Hauptelektrode hin gezündet wird. Die feldverzerrende Wirkung des Funken bringt unmittelbar die Hauptfunkenstrecke zum Ansprechen. · .

Dabei kommt es darauf an, daß der Elektrodenabstand der Hauptfunkenstrecke immer größer ist als der Abstand der Hilfselektrode von der hochspannungsführenden Elektrode. Dies hängt vom Unterschied der Höhe der Ladespannung und der Amplitude des Triggerimpulses ab.

Für kleine Ladespannungen zur Erzeugung kleiner Blitzspannungen verschwindet dieser Unterschied mehr und mehr, so daß die Bedingung der Relation der Elektrodenabstände nicht mehr gewährleistet werden kann. Der Triggerimpuls wird in die Blitzspannung eingekoppelt und verfälscht ihren Verlauf auf unzulässige Weise.

Zur Lösung des oben geschilderten Problems ist ferner bekannt, die HiIfsfunkenstrecke möglichst dicht neben der Hauptfunkenstrecke anzuordnen. Der Triggerimpuls zündet die Hilfsfunkenstrecke, von der aus Ladungsträger in die Hauptfunkenstrecke gelangen und dort den Zündvorgang auslösen. Zur Erhöhung der Zündwilligkeit der Hauptfunkenstrecke muß die Hilfsfunkenstrecke möglichst dicht neben ihr angebracht sein. Das darf jedoch zu keinem Spannungsdurchschlag führen. In Abhängigkeit von der Amplitude der Blitzspannung müssen deshalb sowohl der Elektrodenabstand der Hauptfunkenstrecke als auch der Abstand der Hilf sf unke ns trecke von der Hauptfun'-kenstrecke eingestellt werden.

Diese Justierarbeit macht die Anordnung störanfällig. Sie ist außerdem großen Streuungen des Zündzeitpunktes durch den selbständigen Aufbau des Zündkanals der Auslösefunkenstrecke unterworfen.

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Die an der Hauptfunkenstrecke einsetzenden Vorentladungen verfälschen die Amplitude und den Verlauf der Blitzspannung. Der Zündvorgang wird mehr als bei allen bekannten Triggermöglichkeiten von klimatischen und Verschmutzungseinflüssen der Luft" abhängig.

Außerdem ist bekannt, zur Verwirklichung der Verbindung zwischen Ladekondensator und Schaltnetzwerk ein Thyratron oder einen Thyristor zu verwenden. Bei gleicher technischer Funktion unterscheiden sich beide in den notwendigen Hilfseinrichtungen, ihrer Baugröße und Lebensdauer. Während das Thyratron noch bis zu Spannungen von 10 kV eingesetzt werden kann, hat es gegenüber einer Auslösefunkenstrecke den Nachteil der hohen Verlustleistung und seiner nicht sofortigen Betriebsbereitschaft.

Der Thyristor ist zwar sofort betriebsbereit und seine Verlustleistung ist vernachlässigbar klein; er kann aber nur für geringe Impulsbelastung von einigen hundert Ampere und für Sperrspannungen bis 2 kV eingesetzt werden. Die Reihenschaltung mehrerer Thyristoren zur Erhöhung der Sperrspannung ist wegen der Streuung des Zündaugenblickes nur bedingt möglich. Derartige Ausführungen sind aufwendig und teuer.

Für den infrage kommenden Spannungsbereich ist auch bekannt, daß mechanische Schalter verwendet werden. Mechanische Schalter sind nicht prellfrei und besitzen eine Eigenzeit vom Beginn des Triggerimpulses bis zum sicheren Schließen der Schaltstrecke, die länger ist als die Blitzspannungsdauer. Durch die Streuung der Eigenzeit ist ein Fixieren des Auslösezeitpunktes nicht denkbar.

Nachteilig ist bei den bisherigen Verfahren zur Triggerung der Auslösefunkenstrecke bzw. des Zusammenschaltens von Ladekondensatoren und Schaltnetzwerken zur Blitzspannungserzeugung ihre technischeUnzulänglichkeit in Bezug auf die genaue Einstellung des Abstandes der Elektroden der Auslösefunkenstrecke

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bei unterschiedlich, gewählter Ladespannung und Umgebungsbedingungen, die Fixierung des genauen Zündzeitpunktes und der Verfälschung des BIitzspannungsverlaufes. Außerdem ist der ökonomische Aufwand für einige Schaltmittel recht erheblich.

Ziel der Erfindung . -

Di© Erfindung bezweckt, den Aufwand für die genaue Einstellung der Elektroden der Auslösefunkenstrecke in Blitzspannungserzeugerkreisen zu senken und dennoch ein sicheres Durchzünden in einem genau definierten Zeitpunkt ohne Beeinflussung des Blitzspannungsverlaufes durch die Triggerimpulsspannung, durch Vorentladungen und Umgebungseinflüssen für kleine Blitzspannungsamplituden in tragbaren Blitzspannungsprüfgeräten zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Triggerung einer Auslösefunkenstrecke für tragbare Blitzspannungsprüfgeräte zu konzipieren, die sich durch einen großen Auslösebereich und einen genau definierten Zündzeitpunkt auszeichnet, unabhängig von klimatischen Einflüssen und Luftverunreinigungen an den Hauptelektroden, damit das Justieren der Hauptelektroden entfällt und die Bedienung des Blitzspannungsprüfgerätes vereinfacht wird und zum anderen das rechtzeitige Starten extern angeschlossener Geräte im festen. Zeit- ' abstand zum Blitz Spannungsbeginn möglich v/ird. Ferner besteht die zusätzliche Aufgabe, den Triggerimpuls auch bei kleinen zu erzeugenden Blitzspannungen sicher vom Blitz-· spannungsverlauf zu trennen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung'dadurch gelöst, daß der Auslösevorgang der Hauptfunkenstrecke, deren Elektroden aus

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unterschiedlichen oder gleichen Metallen bestehen, durch einen Impuls am Tor eines Thyristors eingeleitet wird, der wiederum einen aufgeladenen Kondensator über die Primärwicklungeines Impulstransformators entlädt, so daß auf der Sekundärseite ein potentialfreier Triggerirapuls entsteht, der die quer zu den Hauptelektroden angeordneten und aus einem verschleißfesten Material bestehenden Hilf se lek tr ο de η zündet, wobei die Hilfselektrode hochohmig mit der ihr nahen Hauptelektrode verbunden ist.

Durch die potentialfreien Hilfselektrodeη wird das Justieren der Hauptelektroden überflüssig. Ein weiterer Vorteil ist die gute Zündbereitschaft, die eine große zeitliche Genauigkeit des Ansprechens der Hauptfunkenstrecke gewährleistet.

Ausführungsbeispie1

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die Einleitung des Schaltvorganges wird durch einen positiven Impuls am Tor des Thyristors 9 vollzogen, der den über die Diode 10 aufgeladenen Kondensator 11 über die Primärwicklung des Stoßspannungstransformators 5 entlädt. Der den Thyristor 9 schädigende Gegenimpuls wird durch die Dioden - Widerstandskombination 8 abgeleitet.

Die Sekundärseite des Stoßspannungstransformators 5 durchschlägt mit der verstärkten Entladungsenergie durch den Kondensator 6, hochohmig durch den Widerstand 7 niit dem Hauptentladungskreis verbunden, die Elektroden 3 uncl 4 der Hilfsfunkenstrecke.

Durch das zwischen der HiIf sf unken3trecke 3 und 4· entstandene Plasma vollzieht sich die Hauptentladung; durch Entladung des Stoßkondensators 16, über die Hauptelektroden 2 und 1, sowie über die impulsformenden Widerstände 12 und 15 und den Vorlast-Kondensator 14. Der den Buchsen 13 und 22 entnommene Impuls kann dann einem Prüfling zugeführt werden.

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Die Aufladung des Kondensators 16 erfolgt über eine Verdopplerschaltung, bestehend aus den Hochspannungsgleichrichtern 17t 18 und 19 und den Kondensatoren 20.

Diese Verdopplerschaltung wird durch einen Stelltransformator 211 dessen Schleifkontakt 23 lait der verstellbaren Hauptelektrode 1 gekoppelt ist, gespeist. Damit wird die Durchschlagfestigkeit der Hauptelektroden 1 und 2 dem durch den Schleifkontakt 23 eingestellten Hochspannungspotential angepaßt. Eine Kontrolle des Impulsstroms kann über Buchse 24 an einem Oszillografen erfolgen.

Claims

Erfindungsansprüche

1· Schaltungsanordnung zur Triggerung einer Auslösefunkenetrecke für tragbare BlitzSpannungsprüfgeräte, die aus einem thyristorgesteuerten Impulstransformator und einer Vierfachfunkenstrecke besteht, gekennzeichnet dadurch, daß der Schaltvorgang durch einen Impuls am Tor eines Thyristors eingeleitet wird, der wiederum einen aufgeladenen Kondensator über die Primärwicklung eines Impulstransformators entlädt, so daß ein potentialfreier Triggerimpuls entsteht, der die quer zu den verstellbaren aus zwei unterschiedlichen Metallen bestehenden Hauptelektroden angeordneten Hilfselektroden zündet, wobei eine Hilfselektrode hochohmig mit der ihr am nächsten gelegenen Hauptelektrode verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Hilfselektroden unabhängig vom Abstand der Hauptelektroden einen festen, nur von der Höhe der Triggerspannung abhängigen Abstand untereinander und zur nächstgelegenen Hauptelektrode besitzen.
3. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Hilfselektrode hochohmig mit der auf der Seite des Ladekondeneators liegenden Hauptelektrode verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Hilfselektrode hochohmig mit der auf der Seite des Schaltnetzwerkes liegenden Hauptelektrode verbunden ist.