DD154924A1 - Hochspannungsgleichrichter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungsspeisequellen. Der Zweck der Erfindung besteht in einer Steigerung der Zuverlaessigkeit und einer Vereinfachung der Konstruktion der Hochspannungsgleichrichter. Der Hochspannungsgleichrichter enthaelt in einem mit elektrisch isolierendem Medium gefuellten Gefaess einen Transformator mit einer aufgeteilten Sekundaerwicklung, deren jede Sektion mit einem Metallschirm versehen ist und zwei Spulen aufweist, sowie einen Hochspannungsanschluss und Ventilvorrichtungen, die auf Stuetzisolatoren angebracht sind. Jede Sektion der Sekundaerwicklung des Transformators ist mit einer der Ventilvorrichtung verbunden und bildet eine Gleichrichterstufe. Die Metallschirme sind als geoeffnete Metallringe ausgefuehrt, zwischen denen Isolierringe angeordnet sind. Auf der Aussenflaeche jedes Metallrings sind die Spulen einer der Sektionen der Sekundaerwicklung befestigt, die mit dem Metallring durch die Innenanschluesse jeder Spule der Sektion der Sekundaerwicklung verbunden sind. Die Erfindung kann in Labor- und industriellen Anlagen verwendet werden, zu deren Funktion eine Hochgleichspannung erforderlich ist.

Description

Hochspannungsgleichrichter

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungsspeisequellen und insbesondere auf Hochspannungsgleichrichter, Die Erfindung kann in Labor- und industriellen Anlagen verwendet werden, für deren Funktionieren eine hohe Gleichspannung erforderlich ist. Am vorteilhaftesten kann die Erfindung als Beschleunigungsspannungsquelle für direktwirkende Beschleuniger von geladenen Teilchen verwendet werden·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Als Hochspannungsgleichrichter wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zum Umformen von Wechselstrom niedriger Spannung in Gleichstrom hoher Spannung verstanden. Einrichtungen zum Umformen von Wechselspannung in Gleichspannung sind bekannt und finden auf den verschiedenen Gebieten der Technik zur Speisung elektrischer und funktechnischer Einrichtungen, Motoren und ähnlicher Einrichtungen eine breite Verwendung. Ihre Hauptbestandteile sind im wesentlichen ein Transformator und ein Ventil. In Abhängigkeit von der Zweckbestimmung und den Kennwerten der Hochspannungsgleichrichter kommen darin Transformatoren verschiedener Leistungen und Arten und als Ventile Elektro-'vakuum- und Halbleitergeräte zum Einsatz, die einen Strom nur in einer Richtung durchlassen. In einigen Hochspannungsgleichric.htern werden mehrere Ventile verwendet, die in Reihe oder parallel geschaltet v/erden und ein einheitliches

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konstruktives Element, d· h. eine Ventilvorrichtung, bilden. Ein Hochspannungsgleichrichter arbeitet wie folgt.

An die Primärwicklung eines Transformators wird eine Wechselspannung gelegt, und die.Wechselspannung von der Sekundärwicklung des Transformators wird den Ventilen bzw, den Ventilvorrichtungen zugeführt, die miteinander und mit der Sekundärwicklung des Transformators verbunden sind.

In Reihe mit dem Ausgang der Ventilvorrichtungen wird eine Belastung geschaltet, so daß sie, wie auch die Ventilvorrichtungen von Strom, nur in einer Richtung, d. h. vom Gleichstrom, durchflossen wird.

Der Wert der gleichgerichteten Spannung hängt von der Transformatorart und von der zugeführten Spannung ab. Dieser Wert kann durch Änderung des Werts Ca? an die Primärwicklung des Transformators gelegten Spannung geregelt werden» Die unumgänglichen Pulsationen der gleichgerichteten Spannung können mit Hilfe der besonderen elektrischen Filter bzw. durch eine Wahl der Gleichrichterschaltung vermindert bzw. beseitigt werden.

Den größten Schwierigkeiten begegnet man bei der Entwicklung von Gleichrichtern zur Erzeugung von hohen und ultrahohen Spannungen. In diesen Fällen sind besondere Maßnahmen zur Sicherung der erforderlichen elektrischen Festigkeit des Gleichrichters durch Vergrößerung der Isolierabstände zu ergreifen. Dabei nehmen die Abmessungen einer Gleichrichteranlage unmäßig zu, wodurch deren Anwendung in einer offenen Ausführung in manchen Fällen unmöglich wird. Be-.sondere Schwierigkeiten entstehen bei der Entwicklung von Hochspannungsgleichrichtern für Dutzende und Hunderte

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Kilovolt, In diesem Falle werden die Hauptelemente eines Hochspannungsgleichrichters, und zwar der Transformator und die Ventilvorrichtungen, in einem luftdichten Gefäß untergebracht, das mit einem elektrisch isolierenden Medium, zum Beispiel mit Transformatorenöl bzw. einem isolierenden Gas, gefüllt ist. Zur Steigerung der elektrischen Festigkeit dieses Gases wird es gewöhnlich unter Druck von einigen Atmosphären verwendet. Die gleichgerichtete Hochspannung wird vom Gleichrichter durch die Gefäßwände über eine Hochspannungsdurchführung einer draußen angeordneten Belastung zugeführt.

Es ist ein Hochspannungsgleichrichter (s. SU-PS 546 128) bekannt, bei dem in einem mit elektrisch isolierendem Medium gefüllten Gefäß ein Drehstromtransformator, Ventilvorrichtungen, die an Stützisolatoren angebracht sind, eine Hochspannungselektrode und ein Hochspannungsanschluß untergebracht sind.

Durch die konstruktiven Besonderheiten des oben genannten Hochspannungsgleichrichters v/erden aber dessen Abmessungen und Masse vergrößert, weil· das axiale Maß des Hochspannungsgleichrichters durch das Vorhandensein von drei Isolations-• Zwischenräumen gesteigert wird, die infolge der Funktionsb~eSonderheiten der elektrischen Gleichrichterschaltung erforderlich sind. Zur normalen Gleichrichterfunktion ist eine Hochspannungsisolation zwischen den Schaltungselementen zu sichern, die unter den verschiedenen Potentialen liegen. Im betrachteten Hochspannungsgleichrichter, der nach der Drehstrombrückenschaltung ausgeführt ist, sollen die Anfänge der Sekundärwicklungen des Transformators, die an die Ventilvorrichtungen angeschlossen sind, von den geerdeten Teilen des Transformatoreisenkerns isoliert v/erden, was mit Hilfe eines entsprechenden Isolationszwischen-

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räumes erreicht wird* Die zu einem gemeinsamen Punkt geschalteten Enden der Sekundärwicklungen sollen von der Hochspannungselektrode isoliert werden, die über den Sekundärwicklungen angeordnet ist. Dies wird durch einen weiteren Isolationszwischenraum erreicht. Die Hochspannungselektrode soll ihrerseits von den geerdeten Teilen des Transformatoreisenkerns· isoliert werden, und dies wird durch einen dritten IsolationsZwischenraum erreicht. Das Vorhandensein von drei HoehspannungsisolationsZwischenräumen vergrößert die Gefäßabmessungen und —masse. Dabei wird die Länge des Eisenkerns, d«, h, der Verbrauch von Elektroblech, gesteigert, und dies bewirkt eine Steigerung der elektrischen Verluste und eine Herabsetzung der technisch-wirtschaftlichen Kennwerte des Hochspannungsgleichrichters,

Außerdem wird bei einer Steigerung der Anzahl der Hochspannungsisolationszwischenräume die Betriebszuverlässigkeit eines Hochspannungsgleichrichters dadurch herabgesetzt, daß die Wahrscheinlichkeit der elektrischen Durchschläge darin zunimmt.

Im angegebenen Hochspannungsgleichrichter werden Ventilvorrichtungen verwendet, deren Sperrspannung den Wert der gleichgerichteten Hochspannung überschreitet. Zur Zeit werden von der Industrie keine Ventilvorrichtungen für diese Hochspannungen angeboten. Folglich hat man zur Verwirklichung dieses Hochspannungsgleichrichters eine Sonderkonstruktion der Ventilvorrichtung zu entwickeln, bestehend aus einer Mehrzahl in Reihe geschalteter ITormventilelemente. Damit wird die Betriebszuverlässigkeit des Hochspannungsgleichrichters infolge einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung über die Elemente der Ven-

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tilvorrichtung weiter vermindert. Dies entsteht im wesentlichen dadurch, daß kapazitive Ströme zwischen den Elementen der Ventilvorrichtung und den Konstruktionselementen des Hochspannungsgleichrichters fließen.

Eine besonders nachteilige Spannungsverteilung über die Elemente dieser Ventilvorrichtung findet in einem Ubergangsbetrieb statt, der zum Beispiel durch Kurzschuß in der Belastung oder durch elektrischen Durchschlag der Isolationszwischenräume herbeigeführt sein kann. Der Spannungswert an einzelnen Ventilelementen kann einen unzulässigen Pegel erreichen, wobei diese Elemente ausfallen können. Eine ähnliche Situation kann auch in der Sekundärwicklung des Transformators entstehen, die als zylindrische Spule mit einer sehr großen Windungsanzahl ausgeführt ist. Hier können bei einem Übergangsbetrieb Überspannungen zwischen den benachbarten Windungen vorkommen, wodurch die Isolation zwischen den Windungen beschädigt werden kann. Als Folge davon muß man die ganze Sekundärwicklungsspule auswechseln· Die Betriebszuverlässigkeit des Hochspannungsgleichrichters wird auch dadurch herabgesetzt, daß darin die Stützisolatoren für die volle gleichgerichtete Spannung zur Befestigung der Sekundärwicklungen und der Ventilvorrichtungen Verwendet v/erden. Es ist bekannt, daß mit einer Spannungszunähme infolge einer sich vermindernden Durchschlagsfestigkeit die Isolatorenlänge unproportional vergrößert wird. Bei den hohen Spannungen vergrößert sich die Wahrscheinlichkeit eines Durchschlags auf der Oberfläche der langen Stützisolatoren, weil darauf die lokalen Änderungen der elektrischen Feldstärke infolge einer ungleichmäßigen Verteilung der elektrischen Ladung auf der Isolatorfläche entstehen.

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Es ist auch ein Hochspannungsgleichrichter (s. Preprint aus dem Institut für Kernphysik der AdW der UdSSR Hr. 74-11 vom Jahre 1974) bekannt, bei dem in einem mit elektrisch isolierendem Medium gefüllten Gefäß ein Transformator untergebracht ist, der eine in Sektionen geteilte Sekundärwicklung hat, deren jede Sektion mit einem Metallschirm versehen ist und zwei in Reihe mittels des Schirms geschalteten Spulen enthält, von denen jede mit einem Innen- und einem Außenanschluß versehen ist, weiterhin eine Hochspannungselektrode, ein Hochspannungsanschluß sowie auf den Stützisolatoren angebrachte Ventilvorrichtungen, wobei jede Sektion der Sekundärwicklung des Transformators mit Hilfe eines der Außenanschlüsse an eine der Ventilvorrichtungen angeschlossen ist und eine Gleichrichterstufe bildet. Die Gleichrichterstufen sind in bezug auf die Gleichspannung in Reihe geschaltet, so daß die Spannungen der Gleichrichterstufen summiert werden und am Ausgang der letzten Stufe, die mit der Hochspannungselektrode gekoppelt ist, die erforderliche Hochspannung ansteht.

Diese Spannung wird einer außerhalb des Gefäßes angeordneten Belastung über eine Hochspannungsdurchführung zugeführt, die als ein auf dem Gefäß angebrachter Hochspannungsdurchgangsisolator ausgeführt ist»

In diesem Hochspannungsgleichrichter ist nur ein Hochspannungsisolationszvd.schenraum, und zwar zwischen der Hochspannungselektrode und den geerdeten Teilen des Transformatoreisenkörpers bzw. des Gefäßes, vorhanden. Da die Sekundärwicklung in Sektionen geteilt ist, sind die Isolationsabstände zwischen dem Wicklungsanfang der Spulen der ersten Stufe und den geerdeten Teilen des Transformatoreisenkörpers bzw. des Gefäßes sowie zwischen

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den Wicklungsenden der Spulen der letzten Stufe und der Hochspannungselektrode klein dimensioniert und für die Spannung nur einer Stufe ausgelegt. In Verbindung damit wird im Vergleich mit anderen bekannten das axiale Maß des Hochspannungsgleichrichters verkleinert, gleichzeitig wird die Länge des Transformatöreisenkerns vermindert. Auf diese Weise werden die Abmessungen und die Masse des Hochspannungsgleichrichters- herabgesetzt. Gleichzeitig wird die Betriebszuverlässigkeit des Hochspannungsgleichrichters dadurch gesteigert, daß die Anzahl der Hochspannungsisolationszwischenräume für die volle Gleichspannung vermindert ist. Dank einer Verkürzung des Transformatoreisenkerns werden dessen Metallanteil und folglich die elektrischen Verluste herabgesetzt, wodurch die technischwirtschaftlichen Kennwerte des Hochspannungsgleichrichters verbessert werden. Eine Aufteilung der Sekundärwicklung bringt die Möglichkeit mit sich, die von der Industrie angebotenen Ventilvorrichtungen einzusetzen, weil die in jeder Stufe gleichgerichtete Spannung kleiner als die Ausgangshochspannung ist und von der Anzahl der Gleichrichterstufen abhängt. Die Stufenanzahl kann in Abhängigkeit vom erforderlichen Hochspannungswert und von der-zulässigen Spannung der Ventilvorrichtungen je Stufe gewählt werden. Die Anzahl der in Reihe geschalteten Elemente in einer Ventilvorrichtung einer Stufe wird auf ein Minimum reduziert, um die Betriebszuverlässigkeit des Hochspannungsgleichrichters auf einem hohen Wert zu halten.

Dank einer Aufteilung der Sekundärwicklung wird auch die Windungsanzahl in den Spulen jeder Sektion vermindert. Folglich wird die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls der Sektionsspulen bei Übergangsbetrieben vermindert, d, h, die Betriebszuverlässigkeit des Hochspannungsgleichrichters wird gesteigert.

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Außerdem braucht man bei einer Beschädigung in der Sekundärwicklung nur die beschädigten Sektionen und keine ganze Sekundärwicklung auszuwechseln·

Im angegebenen Hochspannungsgleichrichter sind anstelle der für die volle Hochspannung ausgelegten Stützisolatoren Stützisolatoren installiert, die für die Spannung nur einer Stufe ausgelegt sind« Es ist bekannt, daß ein aufgeteilter Isolator mit einer zwangsläufigen Potentialvertei— lung über dessen Höhe eine höhere elektrische Festigkeit aufweist_s und in Verbindung damit wird die Betriebszuverlässigkeit des Hochspannungsgleichrichters gesteigert.

Dieser Hochspannungsgleichrichter ist aber sehr kompliziert im Aufbau, vor allem darum, weil er eine große Anzahl von Verbindungselementen sowie eine große Anzahl von Isolationselementen enthält. Tatsächlich v/erden zur Anbringung der Ventilvorrichtungen im bekannten Hochspannungsgleichrichter in jeder Stufe drei Isolierplatten verwendet, die ihrerseits auf je drei Stützisolatoren angeordnet sind* Jede Sektion der Sekundärwicklung wird auf den entsprechenden Isolierplatten befestigt.

Somit stellt die ganze Baugruppe einer Sektion und der zugehörigen Ventilvorrichtungen ein Regal mit einer großen Anzahl von Isolierelementen dar. Eine starre Befestigung der Sektionen an den Isolierplatten eines solchen Regals birgt die Gefahr in sich, daß wegen der großen Anzahl der Elemente keine Achsfluchtung der Sekundär- und der Primärwicklungen des Transformators erreicht wird. Dies kann eine lokale Unhomogenität des elektrischen Feldes im Raum zwischen der Primär- und cfer Sekundärwicklung, und folglich eine Verminderung der elektrischen Festigkeit dieses Isolationszwischenraums und eine Herabsetzung der Betriebs-

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zuverlässigkeit bewirken·

Außerdem wird bei einer Vergrößerung der Anzahl der Isolierelemente in einem Hochspannungsgleichrichter dessen Betriebszuverlässigkeit auch vermindert.

Bei der beschriebenen Ausführung eines Hochspannungsgleichrichters ist man gezwungen, zum Auswechseln eines defekten Ventilelementes die ganzen Gleichrichterstufen auseinander zu nehmen. Außerdem kann eine starre Sektionenbefestigung auf den Isolierplatten eine Spulenbeschädigung herbeiführen, wodurch die konstruktive Zuverlässigkeit des Hochspannungsgleichrichters auch vermindert wird. Damit hat der bekannte Hochspannungsgleichrichter eine komplizierte Konstruktion und eine verhältnismäßig niedrige Betriebszuverlässigkeit. .

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die Zuverlässigkeit eines Hochspannungsgleichrichters zu steigern und dessen Konstruktion zu vereinfachen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungsgleichrichter zu schaffen, dessen aufgeteilte Sekundärwicklung so ausgeführt wird, daß sie eine minimale Anzahl von Isolier- und Verbindungselementen enthält.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Hochspannungsgleichrichter vorgeschlagen wird, der in einem mit elektrisch isolierendem Medium gefüllten Gefäß einen Transformator enthält, der eine aufgeteilte Sekundärwicklung hat,

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deren jede Sektion mit einem Metallschirm versehen ist und aus zwei miteinander mittels eines Schirms in Reihe geschalteten Spulen besteht,von denen jede mit einem Innen- und einem Außenanschluß versehen ist, sowie eine Hochspannungselektrode, einen Hochspannungsanschluß und auf Stützisolatoren angebrachte Ventilvorrichtungen, wobei jede Sektion der Sekundärwicklung des Transformators mit Hilfe eines der Außenanschlüsse mit einer der Ventilvorrichtungen verbunden ist und eine Gleichrichterstufe bildet, bei dem erfindungsgemäß der Metallschirm jeder Sektion der Sekundärwicklung des Transformators als ein geöffneter Metallring ausgeführt ist und zwischen den Metallringen Isolierringe angeordnet sind, auf der Außenfläche jedes der Metallringe die Spulen einer der Sektionen der Sekundärwicklung befestigt sind, die mit dem Metallring durch die Innenanschlüsse jeder der Spulen der Sektion der Sekundärwicklung verbunden sind, wobei die besagten Ringe miteinander zu einer einheitlichen starren Konstruktion verbunden sind*

Diese Ausführung der aufgeteilten Sekundärwicklung eines Hochspannungsgleichrichters, ,in der der Metallschirm jeder Sektion der Sekundärwicklung des Transformators als ein geöffneter Metallring ausgeführt_§ist und zwischen den Metallringen die Isolierringe angeordnet sind, wobei auf der Außenfläche jedes der Metallringe die Spulen einer der Sektionen der Sekundärwicklung befestigt sind, die mit dem Metallring durch die Innenanschlüsse jeder Spule einer Sektion der Sekundärwicklung verbunden sind, ermöglicht eine Steigerung der Zuverlässigkeit und eine Vereinfachung der Konstruktion des Hochspannungsgleichrichters·

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Es ist zweckmäßig,daß im erfindungsgemäßen Hochspannungsgleichrichter die Metall- und die Isolierringe miteinander mit Hilfe von Nuten und diesen Hüten entsprechenden Vorsprängen verbunden sind. Diese Verbindung der Metall- und der Isolierringe läßt eine hohe Genauigkeit beim Zusammenbau und eine zusätzliche Zuverlässigkeit bei der Verbindung der Sektionen der Sekundärwicklung erzielen,

Ausführungsbeispiel

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen

Pig. 1: den erfindungsgemäßen Hochspannungsgleichrichter in Draufsicht,

Pig· 2: einen Schnitt nach der Linie II-II in Pig. 1.

Der Hochspannungsgleichrichter enthält ein Gefäß 1 (Pig. 1), das mit einem elektrisch isolierenden Medium, und zwar mit dem komprimierten Gas SPr, gefüllt ist. Im Gefäß ist ein Drehstromtransformator 2 untergebracht. Dieser Transformator 2 enthält einen geschlossenen dreischenkligen Eisenkern 3 mit den Schenkeln 4· Auf den Schenkeln 4 befinden sich Primärwicklungen 5 und Sekundärwicklungen 6. Die Sekundärwicklungen 6 sind als separate Sektionen 7 (Pig· 2) ausgeführt. Die Primärwicklungen 5 (Pig* 1) sind mit geteilten Metallschirmen 8 abgedeckt. Jede Sektion 7 (Pig» 2) der Sekundärwicklung 6 besteht aus zwei Spulen 9 und einem Metallschirm, der als ein geöffneter Metallring 10 ausgeführt ist, worauf die Spulen 9 befestigt sind. Die Innenanschlüsse

11 jeder Spule 9 sind mit dem Miallring 10 so verbunden, daß die Spulen 9 in jeder Sektion 7 in Reihe geschaltet sind. Die Anfänge der Spulen 9 (Pig· 1) sind über Außenanschlüsse

12 mit Hilfe eines Pederkontaktes 13. an die entsprechenden

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Anschlüsse 14 von Ventilvorrichtungen 15 angeschlossen. Die Enden der Spulen 9 sind über deren Außenanschlüsse 12 auch mit Hilfe des Federkontaktes 13 an entsprechende Enden der Spulen 9 zweier anderer Sektionen 7 (Fig· 2) angeschlossen· Somit bilden je.drei Sektionen 7 der Sekundärwicklung 6 des Transformators 2 (Fig, 1) und die entsprechenden Ventilvorrichtungen 15 eine Gleichrichter« stufe. Die Anzahl dieser Stufen beträgt dreißig«, Die Sektionen 7 (Fig* 2) jeder Phase der Sekundärwicklung 6 sind in eine, einheitliche starre Konstruktion koaxial zur Primärwicklung 5 (Fig. 1) mit Hilfe eines ringförmigen Vorsprungs 16 (Fig, 2) auf dem Metallring 10 der Sektion und einer diesem Vorsprung entsprechenden Nut 17 in einem Isolierring 18 vereinigt* Um die erforderliche Montagegenauigkeit und KonstruktionsStarrheit der ganzen Sekundärwicklung 6 zu sichern, werden die Metallringe 10 und die Isolierringe 18 durch einen Flansch 19 unter Einwirkung einer Druckfeder 20 zusammengepreßt. Eine Druckkraftregelung erfolgt mit Hilfe einer Schraube 21,die in eine Platte 22 eingeschraubt ist. Damit keine Kurzschlußwindung gebildet wird, sind die Metallschirme als geöffnete Metallringe 10 mit einem Radialschnitt 23 (Fig, I) ausgeführt, der mit einer Epoxydvergußmasse gefüllt ist. Die Ventilvorrichtungen 15 sind mit je zwei Zy/eigen ausgeführt und im Mittelpunkt auf Metallringen 24 (Fig. 2) befestigt, die auf Stützisolatoren 25 angebracht sind. Die Metallringe der Stützisolatoren 25 jeder Gleichrichterstufe sind miteinander durch einen Außenring 26 verbunden. Somit entspricht die Anzahl der Ringe 24 und 26 der Anzahl der Gleichrichterstufen,

Außer den angegebenen Funktionen verteilen die Ringe 24 das Potential über die Oberfläche des Stützisolators 25,

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und die Ringe 26 gleichen das elektrische Feld zwischen der Hochspannungskonstruktion und den Wänden des Gefäßes 1 (Fig. 1) aus, wodurch die Betriebszuverlässigkeit des Hochspannungsgleichrichters gesteigert wird. Die Ventilvorrichtungen 15 sind auf den Stützisolatoren 25 so angebracht, daß der eine Anschluß 14 der Ventilvorrichtung 15 in einer Äquipotentialebene mit dem Anschluß 12 der Sektion 7 (Fig.2), die sich in der einen Phase befindet, und der andere Anschluß 14 (Fig, 1) der Ventilvorrichtung 15 in einer Äquipotentialebene mit dem Anschluß 12 der Sektion 7 (Fig. 2) der nächsten Gleichrichterstufe liegt, die sich in einer anderen Phase befindet. Die angegebene Anschlußbesonderheit der Ventilvorrichtungen 15 (Fig. 1) an die Sektionen 7 (Fig. 2) ist dadurch bedingt, daß der eine Zweig der Ventilvorrichtung 15 das Gleichrichterelement der einen Gleichrichterstufe und der andere Zweig jenes der nächsten Stufe ist, die sich über der ersten befindet. Im Inneren eines der Stützisolatoren 25 ist ein Hochspannungsanschluß 27 angeordnet, der aus einem Hochspannungskabel 28 mit darauf befestigten Metallringen 29 ausgeführt ist. Über die Stiftschrauben 30 ist eine elektrische Verbindung der Ringe 29 des Hochspannungskabels 28 mit den entsprechenden Ringen des Stützisolators 25 vorgesehen. Die Länge der Kabelaufteilung des Hochspannungsanschlusses 27 entspricht der Länge des Stützisolators 25 und vergrößert daher die Abmessungen des Hochspannung^eichrichters nicht.

Das Hochspannungskabel 28 ist an die Platte 22 angeschlossen, worauf eine Hochspannungselektrode 31 angebracht ist. Das Hochspannungskabel 28 ist aus dem Gefäß 1 (Fig. 1) herausgeführt und wird an eine Belastung angeschlossen. Die Arbeit des Hochspannungsgleichrichters nach der Erfindung ist der Funktion eines Gleichrichters ähnlich, der nach einer bekannten Drehstrombrückenschaltung mit einem

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Drehstromtransformator ausgeführt ist. Nach dieser Schaltung sind alle dreißig Gleichrichterstufen ausgeführt, die miteinander über die Yentilvorrichtungen in bezug auf Gleichspannung in Reihe geschaltet sind» Somit stellt am Ausgang der letzten Gleichrichterstufe die gleichgerichtete Spannung eine Summe der gleichgerichteten Spannungen aller Stufen dar. Der Wert der gleichgerichteten Hochspannung wird durch den Wert der an die Primärwicklung des Transformators gelegten Wechselspannung geregelt.

Am vorteilhaftesten kann die Erfindung in der Beschleunigertechnik als Beschleunigungsspannungsquelle für die leistungsfähigen direktv/irkenden Hochspannungsbeschleuniger verwendet werden, die für verschiedene strahlungschemische Anlagen bestimmt sind, in denen verschiedene Stoffe mit beschleunigten Elektronen mit dem Zweck bestrahlt werden, diesen Stoffen neue nützliche Eigenschaften zu geben bzw, neue Produkte zu erhalten.

Die Erfindung kann auch zur Hochgleichspannungseinspeisung verschiedener Einrichtungen verwendet v/erden, worin eine Hochspannung zum Beispiel zur Prüfung von Hoc.hspannungsapparatüren gebraucht wird.

Die erfindungsgemäße Ausführung eines Hpchspannungsgleichrichters verkürzt die Zeit zur Durchführung der Reparatur und Wartungsarbeiten, erspart Werkstoffe (Stahl, Isolationspapier), besitzt eine hohe Zuverlässigkeit und ist einfach im Aufbau,

Claims (2)

13. 4. 1981 58 461 / 17 22 5 6 07 - 15 - Erfindungsanspruch

1. Hochspannungsgleichrichter, der in einem mit elektrisch isolierendem Medium gefüllten Gefäß untergebracht ist und einen Transformator, der eine aufgeteilte Sekundärwicklung hat, deren jede Sektion mit einem Metallschirm versehen ist und zwei miteinander mit Hilfe eines Schirms in Reihe geschaltete Spulen einschließt, von denen jede mit einem Innen- und einem Außenanschluß versehen ist, eine Hochspannungselektrode, einen Hochspannungsanschluß und auf den Stützisolatoren angebrachte Ventilvorrichtungen enthält, wobei jede Sektion der Sekundärwicklung des Transformators mit Hilfe eines der Außenanschlüsse mit einer der Ventilvorrichtungen verbunden, ist und eine Gleichrichterstufe bildet, gekennzeichnet dadurch, daß der Metallschirm jeder Sektion (7) der Sekundärwicklung

(6) des Transformators (2) als ein geöffneter Metallring (10) ausgeführt ist und zwischen den Metallringen Isolierringe (18) angeordnet sind, auf der Außenfläche jedes der Metallringe (10) die Spulen (9) einer der Sektionen

(7) der Sekundärwicklung (6) befestigt sind, die mit dem Metallring (10) durch die Innenanschlüsse (11) jeder der Spulen (9) der Sektion (17) der Sekundärwicklung (6) verbunden sind, wobei alle besagten Ringe miteinander in einer einheitlichen starren Konstruktion verbunden sind.

2« Hochspannungsgleichrichter nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Metallringe (10) und die Isolierringe (18) miteinander mit Hilfe von Nuten (17) und entsprechenden Vorsprüngen (16) verbunden sind*

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