DE102014226218A1

DE102014226218A1 - High voltage test system for surge voltage tests

Info

Publication number: DE102014226218A1
Application number: DE102014226218.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hopf; Kerstin Kunde
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsprüfanlage (1) für Stoßspannungsprüfungen eines Prüflings. Die Hochspannungsprüfanlage (1) umfasst einen Prüftransformator (3), eine Gleichrichterstufe (5) zur Erzeugung einer Ladegleichspannung aus einer von dem Prüftransformator (3) erzeugten Wechselspannung und einen Stoßspannungsgenerator (7) zur Erzeugung von an den Prüfling anlegbaren Hochspannungsimpulsen aus der Ladegleichspannung. Dabei ist der Stoßspannungsgenerator (7) vollständig in einem mit einem Isoliergas befüllbaren Generatorgehäuse (27) angeordnet, das einen Anschlussflansch (28) zum Anschluss des Prüflings aufweist.The invention relates to a high-voltage test system (1) for surge voltage tests of a test object. The Hochspannungsprüfanlage (1) comprises a test transformer (3), a rectifier stage (5) for generating a DC charging voltage from an AC voltage generated by the test transformer (3) and a surge voltage generator (7) for generating applicable to the DUT high voltage pulses from the DC charging voltage. In this case, the surge voltage generator (7) is completely arranged in a generator housing (27) which can be filled with an insulating gas and has a connecting flange (28) for connecting the test object.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsprüfanlage für Stoßspannungsprüfungen eines Prüflings. The invention relates to a high-voltage test system for surge voltage tests of a test specimen.

Stoßspannungsprüfungen werden in der Regel mittels eines mehrstufigen Stoßgenerators, eines so genannten Marxgenerators, durchgeführt, welcher meist freistehend und freiluftisoliert ausgeführt ist. Zur dielektrischen Prüfung gasisolierter Hochspannungsbetriebsmittel wird dabei eine Hochspannungsfreiluftdurchführung benötigt. Diese ist notwendig, um das Innere des Betriebsmittels mit Hochspannung zu beaufschlagen. Eine solche Konfiguration aus einem mehrstufigen Marxgenerator und einer Hochspannungsfreiluftdurchführung benötigt relativ viel Stellfläche und Prüfraum. Des Weiteren muss bei einer solchen Prüfanordnung ein relativ großer Schutzabstand zur Prüfanlage eingehalten werden. Für Prüfspannungen, die 1 MV übersteigen, sind meist eigene Prüffelder mit einer aufwendigen Abschirmung für die elektromagnetische Verträglichkeit notwendig. Surge voltage tests are usually carried out by means of a multi-stage impact generator, a so-called Marx generator, which is usually designed freestanding and free-air insulated. For dielectric testing of gas-insulated high-voltage equipment while a high-voltage outdoor air duct is needed. This is necessary to apply high voltage to the interior of the equipment. Such a configuration of a multi-stage Marx generator and a high voltage outdoor air duct requires a relatively large footprint and test space. Furthermore, in such a test arrangement, a relatively large safety distance to the test system must be maintained. For test voltages exceeding 1 MV, usually separate test fields with a complex shielding for the electromagnetic compatibility are necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Hochspannungsprüfanlage für Stoßspannungsprüfungen eines Prüflings anzugeben. The invention has for its object to provide an improved high-voltage test system for surge test of a test specimen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. The object is achieved by the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Hochspannungsprüfanlage für Stoßspannungsprüfungen eines Prüflings umfasst einen Prüftransformator, eine Gleichrichterstufe zur Erzeugung einer Ladegleichspannung aus einer von dem Prüftransformator erzeugten Wechselspannung und einen Stoßspannungsgenerator zur Erzeugung von an den Prüfling anlegbaren Hochspannungsimpulsen aus der Ladegleichspannung. Dabei ist der Stoßspannungsgenerator vollständig in einem mit einem Isoliergas befüllbaren Generatorgehäuse angeordnet, das einen Anschlussflansch zum Anschluss des Prüflings aufweist. A high-voltage test system according to the invention for surge testing of a device under test comprises a test transformer, a rectifier stage for generating a DC charging voltage from an AC voltage generated by the test transformer and a surge voltage generator for generating high voltage pulses from the DC charging voltage that can be applied to the test object. In this case, the surge voltage generator is completely arranged in a generator housing which can be filled with an insulating gas, which has a connection flange for connection of the test object.

Eine derartige Hochspannungsprüfanlage realisiert einen in gasisolierter Bauweise ausgebildeten, durch das Generatorgehäuse gekapselten Stoßspannungsgenerator, an den über den Anschlussflansch des Generatorgehäuses insbesondere gasisoliert ausgebildete Prüflinge anschließbar sind. Dadurch wird einerseits vorteilhaft ermöglicht, gasisoliert ausgebildete Prüflinge an die Hochspannungsprüfanlage direkt, d. h. ohne eine Hochspannungsfreiluftdurchführung anzuschließen. Andererseits ermöglicht die Kapselung und die Befüllung des Stoßspannungsgenerators mit einem Isoliergas wie beispielsweise Schwefelhexafluorid eine gegenüber herkömmlichen freiluftisolierten Stoßspannungsgeneratoren deutlich bauraumreduzierte Ausführung des Stoßspannungsgenerators, da die Abstände der Komponenten des Stoßspannungsgenerators aufgrund der höheren elektrischen Durchschlagsfestigkeit des Isoliergases gegenüber Luft verringert werden können. Außerdem ermöglicht die gekapselte Ausführung des Stoßspannungsgenerators eine Verringerung des Schutzabstands, die zu der Hochspannungsprüfanlage einzuhalten ist, und damit eine weitere Reduzierung des Platzbedarfs für die Hochspannungsprüfanlage und deren Stellfläche. Such a high-voltage test system realizes a gas-insulated design, encapsulated by the generator housing surge voltage generator to which on the connection flange of the generator housing in particular gas-insulated samples are connectable. As a result, on the one hand advantageously enables gas-insulated test specimens to the high-voltage test system directly, d. H. without connecting a high voltage outdoor air duct. On the other hand, the encapsulation and the filling of the surge voltage generator with an insulating gas such as sulfur hexafluoride allows over conventional free-air-insulated surge generators significantly reduced space design of the surge voltage generator, since the distances of the components of the surge voltage generator can be reduced due to the higher dielectric strength of the insulating gas to air. In addition, the encapsulated design of the surge voltage generator allows a reduction in the guard gap, which is to comply with the high-voltage test system, and thus a further reduction in space requirements for the high-voltage test system and its footprint.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Generatorgehäuse als ein Druckbehälter zur Befüllung mit einem unter einem den Luftdruck übersteigenden Überdruck stehenden Isoliergas ausgebildet ist. An embodiment of the invention provides that the generator housing is designed as a pressure vessel for filling with an insulating gas exceeding an air pressure exceeding the air pressure.

Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht, das Generatorgehäuse mit Isoliergas unter Überdruck zu befüllen. Durch den höheren Druck kann die elektrische Durchschlagsfestigkeit des Isoliergases erhöht werden. Dadurch können vorteilhaft die Größe des Stoßspannungsgenerators und damit der Bauraumbedarf für die Hochspannungsprüfanlage weiter reduziert werden. This embodiment of the invention makes it possible to fill the generator housing with insulating gas under overpressure. Due to the higher pressure, the dielectric strength of the insulating gas can be increased. As a result, advantageously the size of the surge voltage generator and thus the space requirement for the high-voltage testing system can be further reduced.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der Prüftransformator in einem mit dem Isoliergas befüllbaren Transformatorgehäuse oder in dem Generatorgehäuse angeordnet ist, und/oder dass die Gleichrichterstufe in einem mit dem Isoliergas befüllbaren Gleichrichtergehäuse oder in dem Generatorgehäuse angeordnet ist. Further embodiments of the invention provide that the test transformer is arranged in a transformer housing to be filled with the insulating gas or in the generator housing, and / or that the rectifier stage is arranged in a rectifier housing which can be filled with the insulating gas or in the generator housing.

Diese Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen eine gasisolierte Kapselung auch des Prüftransformators und/oder der Gleichrichterstufe und damit vorteilhaft eine weitere Reduzierung der Größe der Hochspannungsprüfanlage und des zu ihr einzuhaltenden Schutzabstandes. These embodiments of the invention enable gas-insulated encapsulation of the test transformer and / or the rectifier stage and thus advantageously a further reduction in the size of the high-voltage test system and the protective distance to be complied with.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stoßspannungsgenerator einen mit dem Prüfling verbindbaren Dämpfungswiderstand aufweist, über den mittels des Stoßspannungsgenerators erzeugte Hochspannungsimpulse an den Prüfling anlegbar sind. A further embodiment of the invention provides that the surge voltage generator has a damping resistor which can be connected to the test object, via which high-voltage pulses generated by means of the surge voltage generator can be applied to the test object.

Dies ermöglicht, den Prüfling über den Dämpfungswiderstand elektrisch an den Stoßspannungsgenerator anzuschließen. This makes it possible to electrically connect the device under test to the surge voltage generator via the damping resistor.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stoßspannungsgenerator genau eine Stoßspannungsgeneratorstufe aufweist, die einen mittels der Ladegleichspannung aufladbaren Stoßkondensator und eine Funkenstrecke zur Entladung des Stoßkondensators aufweist. A further embodiment of the invention provides that the surge voltage generator has exactly one surge voltage generator stage which has a surge capacitor which can be charged by means of the DC charging voltage and a spark gap for discharging the surge capacitor.

Diese Ausgestaltung realisiert eine besonders einfache Ausführung des Stoßspannungsgenerators, erfordert aber im Allgemeinen eine relativ hohe Ladegleichspannung. This embodiment realizes a particularly simple design of the surge voltage generator, but generally requires a relatively high DC charging voltage.

Dabei ist die Funkenstrecke vorzugsweise aktiv zündbar (triggerbar) ausgebildet. In this case, the spark gap is preferably designed to be actively ignitable (triggerable).

Dies ermöglicht vorteilhaft eine sichere und zeitlich steuerbare Erzeugung von Hochspannungsimpulsen durch eine aktive Zündung der Funkenstrecke. This advantageously allows safe and timely controllable generation of high-voltage pulses by active ignition of the spark gap.

Eine zur vorgenannten Ausgestaltung alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stoßspannungsgenerator mehrere Stoßspannungsgeneratorstufen aufweist, die jeweils einen mittels der Ladegleichspannung aufladbaren Stoßkondensator und eine Funkenstrecke zur Entladung des Stoßkondensators aufweisen, wobei die Stoßkondensatoren über die Funkenstrecken in Reihe schaltbar sind. An embodiment of the invention which is alternative to the aforementioned embodiment provides that the surge voltage generator has a plurality of surge voltage generator stages each having a surge capacitor which can be charged by means of the DC charging voltage and a spark gap for discharging the surge capacitor, wherein the surge capacitors can be connected in series across the spark gaps.

Diese Ausgestaltung der Erfindung realisiert einen gasisoliert gekapselt ausgeführten Stoßspannungsgenerator nach dem Prinzip eines Marxgenerators mit mehreren hintereinander geschalteten Stoßspannungsgeneratorstufen. Dadurch werden vorteilhaft die Spannung der erzeugbaren Hochspannungsimpulse erhöht und die benötigte Ladegleichspannung reduziert. This embodiment of the invention implements a gas-insulated encapsulated impulse voltage generator based on the principle of a Marx generator with several series-connected impulse voltage generator stages. This advantageously increases the voltage of the generatable high-voltage pulses and reduces the required DC charging voltage.

Vorzugsweise ist dabei eine erste Funkenstrecke aktiv zündbar (triggerbar) ausgebildet. Preferably, a first spark gap is actively ignitable (triggerable).

Dies ermöglicht wiederum vorteilhaft eine sichere und zeitlich steuerbare Erzeugung von Hochspannungsimpulsen durch eine aktive Zündung der ersten Funkenstrecke. This in turn advantageously allows safe and timely controllable generation of high-voltage pulses by an active ignition of the first spark gap.

Ferner ist vorzugsweise jede Funkenstrecke separat gekapselt, beispielsweise durch ein sie umgebendes Rohr aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff. Furthermore, each spark gap is preferably encapsulated separately, for example by a surrounding tube made of a glass fiber reinforced plastic.

Diese Ausgestaltung der Erfindung verhindert vorteilhaft, dass durch Zündung der Funkenstrecken erzeugte Zersetzungsprodukte des Isoliergases den gesamten Gasraum des Generatorgehäuses kontaminieren. This embodiment of the invention advantageously prevents the decomposition products of the insulating gas generated by the ignition of the spark gaps from contaminating the entire gas space of the generator housing.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Funkenstreckenelektrode wenigstens einer Funkenstrecke über einen Entladewiderstand mit einer Signalmasse verbunden ist. A further embodiment of the invention provides that a spark gap electrode of at least one spark gap is connected via a discharge resistor to a signal ground.

Diese Ausgestaltung erhöht vorteilhaft die Betriebssicherheit des Stoßspannungsgenerators. This embodiment advantageously increases the reliability of the surge voltage generator.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Gleichrichterstufe als eine Hochspannungskaskade zur Erzeugung der Ladegleichspannung ausgebildet ist. A further embodiment of the invention provides that the rectifier stage is designed as a high-voltage cascade for generating the DC charging voltage.

Unter einer Hochspannungskaskade wird hier die bekannte Hintereinanderschaltung mehrerer, jeweils aus Kondensatoren und Dioden zur Spannungserhöhung zusammengesetzter Greinacher- oder Villardschaltungen verstanden. Eine derartige Hochspannungskaskade ermöglicht vorteilhaft, eine für Stoßspannungsprüfungen erforderliche hohe Ladegleichspannung aus einer relativ moderaten Wechselspannung zu erzeugen, so dass ein entsprechend moderat ausgebildeter Prüftransformator verwendet werden kann. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Stoßspannungsgenerator einstufig ausgebildet ist, da in diesem Fall eine höhere Ladegleichspannung als bei einem mehrstufig ausgeführten Stoßspannungsgenerator benötigt wird. A high-voltage cascade is understood here to mean the known series connection of a plurality of Greinacher or Villard circuits composed of capacitors and diodes for increasing the voltage. Such a high-voltage cascade advantageously makes it possible to generate a high charging direct voltage required for surge voltage tests from a relatively moderate alternating voltage, so that a correspondingly moderately formed test transformer can be used. This is particularly advantageous when the surge voltage generator is designed in one stage, since in this case a higher DC charging voltage is required than in a multistage surge voltage generator.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of exemplary embodiments which will be described in detail in conjunction with the drawings. Showing:

1 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer Hochspannungsprüfanlage für Stoßspannungsprüfungen und 1 a block diagram of a first embodiment of a high voltage test system for surge voltage tests and

2 ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Hochspannungsprüfanlage für Stoßspannungsprüfungen. 2 a block diagram of a second embodiment of a high voltage test system for surge voltage tests.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in the figures with the same reference numerals.

1 zeigt ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer Hochspannungsprüfanlage 1 für Stoßspannungsprüfungen eines (nicht dargestellten) Prüflings. Die Hochspannungsprüfanlage 1 umfasst einen Prüftransformator 3, eine Gleichrichterstufe 5 zur Erzeugung einer Ladegleichspannung aus einer von dem Prüftransformator 3 erzeugten Wechselspannung und einen Stoßspannungsgenerator 7 zur Erzeugung von an den Prüfling anlegbaren Hochspannungsimpulsen aus der Ladegleichspannung. 1 shows a block diagram of a first embodiment of a high voltage test system 1 for surge voltage tests of a (not shown) DUT. The high voltage test system 1 includes a test transformer 3 , a rectifier stage 5 for generating a charging DC voltage from one of the test transformer 3 generated AC voltage and a surge voltage generator 7 for the generation of applicable to the DUT high voltage pulses from the DC charging voltage.

Der Prüftransformator 3 ist zur Erzeugung einer moderaten Wechselhochspannung von beispielsweise einigen 100 kV, beispielsweise etwa 300 kV, ausgebildet. The test transformer 3 is designed to generate a moderate alternating high voltage of for example a few 100 kV, for example about 300 kV.

Die Gleichrichterstufe 5 ist als eine Hochspannungskaskade, die auch als Greinacherkaskade, Villard-Vervielfacherschaltung oder Cockcroft-Walton-Generator bezeichnet wird, zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung ausgebildet. Die Hochspannungskaskade ist in bekannter Weise durch Hintereinanderschaltung mehrerer, jeweils aus Kondensatoren und Dioden zur Spannungserhöhung zusammengesetzter Greinacherschaltungen gebildet. The rectifier stage 5 is a high-voltage cascade, also known as the Greinach cascade, Villard multiplier circuit or Cockcroft Walton generator is designed to generate a high DC voltage from an AC voltage. The high-voltage cascade is formed in a known manner by connecting a plurality of Greinacher circuits composed of respective capacitors and diodes for increasing the voltage.

Der Stoßspannungsgenerator 7 dieses Ausführungsbeispiels ist einstufig ausgebildet, d. h. er weist genau eine Stoßspannungsgeneratorstufe auf, die einen Ladewiderstand 9, einen Stoßkondensator 11, eine Funkenstrecke 13 und einen Entladewiderstand 15 umfasst. Der Stoßkondensator 11 ist über den Ladewiderstand 9 mittels der von der Gleichrichterstufe 5 erzeugten Ladegleichspannung aufladbar und über die Funkenstrecke 13 entladbar. Dazu ist eine erste Funkenstreckenelektrode 13.1 der Funkenstrecke 13 mit dem Stoßkondensator 11 verbunden. Die zweite Funkenstreckenelektrode 13.2 ist über den Entladewiderstand 15 mit einer Signalmasse verbunden und über einen Dämpfungswiderstand 17 des Stoßspannungsgenerators 7 mit dem Prüfling verbindbar. Die Funkenstrecke 13 ist vorzugsweise aktiv zündbar (triggerbar) ausgebildet. The surge voltage generator 7 This embodiment is designed in one stage, ie it has exactly one surge voltage generator stage, which has a charging resistor 9 , a surge capacitor 11 , a spark gap 13 and a discharge resistor 15 includes. The surge capacitor 11 is about the charging resistance 9 by means of the rectifier stage 5 Charge DC voltage generated and over the spark gap 13 dischargeable. For this purpose, a first spark gap electrode 13.1 the spark gap 13 with the surge capacitor 11 connected. The second spark gap electrode 13.2 is about the discharge resistance 15 connected to a signal ground and a damping resistor 17 the surge voltage generator 7 connectable to the test object. The spark gap 13 is preferably actively ignitable (triggerable) formed.

Optional ist der Dämpfungswiderstand 17 prüflingsseitig ferner über einen Belastungskondensator 19 des Stoßspannungsgenerators 7 mit der Signalmasse verbunden. Vorzugsweise weist der Stoßkondensator 11 ferner jeweils eine Kugelelektrode 21 auf, um den Ladewiderstand 9 mit der Gleichrichterstufe 5, den Stoßkondensator 11 mit dem Ladewiderstand 9 und der ersten Funkenstreckenelektrode 13.1, die zweite Funkenstreckenelektrode 13.2 mit dem Entladewiderstand 15 und dem Dämpfungswiderstand 17 sowie den Dämpfungswiderstand 17 mit dem Prüfling und optional mit dem Belastungskondensator 19 zu verbinden. Optional is the damping resistor 17 on the test side, moreover, via a load capacitor 19 the surge voltage generator 7 connected to the signal ground. Preferably, the surge capacitor 11 each further a ball electrode 21 on to the charging resistance 9 with the rectifier stage 5 , the surge capacitor 11 with the charging resistor 9 and the first spark gap electrode 13.1 , the second spark gap electrode 13.2 with the discharge resistor 15 and the damping resistor 17 as well as the damping resistance 17 with the DUT and optionally with the load capacitor 19 connect to.

Die Hochspannungsprüfanlage 1 ist vollständig in gekapselter, gasisolierter Bauweise ausgeführt. Dazu ist der Prüftransformator 3 in einem Transformatorgehäuse 23 angeordnet, die Gleichrichterstufe 5 ist in einem Gleichrichtergehäuse 25 angeordnet, und der Stoßspannungsgenerator 7 ist in einem Generatorgehäuse 27 angeordnet. The high voltage test system 1 is completely enclosed in gas-insulated construction. This is the test transformer 3 in a transformer housing 23 arranged, the rectifier stage 5 is in a rectifier housing 25 arranged, and the surge voltage generator 7 is in a generator housing 27 arranged.

Das Generatorgehäuse 27 des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels setzt sich aus hohlkugelförmigen ersten Generatorgehäuseabschnitten 27.1, die jeweils eine Kugelelektrode 21 umgeben, und röhrenförmigen zweiten Generatorgehäuseabschnitten 27.2 jeweils für den Ladewiderstand 9, den Stoßspannungsgenerator 7, die Funkenstrecke 13, den Entladewiderstand 15, den Dämpfungswiderstand 17 und den Belastungskondensator 19 sowie einem Anschlussflansch 28 zum Anschluss des Prüflings zusammen. Dabei weisen die kugelförmigen ersten Generatorgehäuseabschnitte 27.1 jeweils Öffnungen 29 zu den mit ihnen verbundenen röhrenförmigen zweiten Generatorgehäuseabschnitten 27.2 auf, und der prüflingsseitige erste Generatorgehäuseabschnitt 27.1 ist mit dem Anschlussflansch 28 verbunden und weist eine Öffnung 29 zu dem Anschlussflansch 28 auf. Miteinander verbundene Generatorgehäuseabschnitte 27.1, 27.2 können dabei über Flanschverbindungen lösbar miteinander verbunden sein. The generator housing 27 of in 1 illustrated embodiment is composed of hollow spherical first generator housing sections 27.1 , each one ball electrode 21 surrounded, and tubular second generator housing sections 27.2 each for the charging resistance 9 , the surge voltage generator 7 , the spark gap 13 , the discharge resistance 15 , the damping resistance 17 and the load capacitor 19 and a connection flange 28 to connect the test piece together. In this case, the spherical first generator housing sections 27.1 each openings 29 to the tubular second generator housing sections connected thereto 27.2 on, and the Prüffingsseitige first generator housing section 27.1 is with the connection flange 28 connected and has an opening 29 to the connection flange 28 on. Linked generator housing sections 27.1 . 27.2 can be releasably connected to each other via flange connections.

Ferner ist das Gleichrichtergehäuse 25 mit dem Transformatorgehäuse 23 und Generatorgehäuse 27 verbunden, wobei das Transformatorgehäuse 23 und das Generatorgehäuse 27 jeweils eine Öffnung 29 zu dem Gleichrichtergehäuse 25 aufweisen. Dabei kann das Gleichrichtergehäuse 25 mit dem Generatorgehäuse 27 und/oder mit dem Transformatorgehäuse 23 jeweils über eine Flanschverbindung lösbar verbunden sein. Furthermore, the rectifier housing 25 with the transformer housing 23 and generator housing 27 connected, the transformer housing 23 and the generator housing 27 one opening each 29 to the rectifier housing 25 exhibit. In this case, the rectifier housing 25 with the generator housing 27 and / or with the transformer housing 23 each be detachably connected via a flange connection.

Das Transformatorgehäuse 23, das Gleichrichtergehäuse 25 und das Generatorgehäuse 27 sind jeweils als Druckbehälter zur Befüllung mit einem unter einem den Luftdruck übersteigenden Überdruck stehenden Isoliergas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid, ausgebildet und dafür beispielsweise für einen Überdruck bis zu 6 bar ausgelegt. Das Transformatorgehäuse 23, das Gleichrichtergehäuse 25 und das Generatorgehäuse 27 bilden dadurch ein zusammenhängendes, die Hochspannungsprüfanlage 1 vollständig kapselndes Gehäuse, an das über den Anschlussflansch 28 ein Prüfling, insbesondere ein gasisolierter Prüfling anschließbar ist, und das zur Befüllung mit dem Isoliergas unter Überdruck geeignet ist. The transformer housing 23 , the rectifier housing 25 and the generator housing 27 are each as a pressure vessel for filling with a pressure exceeding the air pressure overpressure insulating gas, preferably sulfur hexafluoride, formed and designed for example for an overpressure up to 6 bar. The transformer housing 23 , the rectifier housing 25 and the generator housing 27 thereby form a coherent, the high voltage test system 1 completely encapsulating housing, to which via the connecting flange 28 a test specimen, in particular a gas-insulated specimen is connectable, and which is suitable for filling with the insulating gas under pressure.

2 zeigt ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Hochspannungsprüfanlage 1 für Stoßspannungsprüfungen eines (auch hier nicht dargestellten) Prüflings. Die Hochspannungsprüfanlage 1 umfasst einen Prüftransformator 3, eine Gleichrichterstufe 5 zur Erzeugung einer Ladegleichspannung aus einer von dem Prüftransformator 3 erzeugten Wechselspannung und einen Stoßspannungsgenerator 7 zur Erzeugung von an den Prüfling anlegbaren Hochspannungsimpulsen aus der Ladegleichspannung. 2 shows a block diagram of a second embodiment of a high voltage test system 1 for surge voltage tests of a (also not shown here) DUT. The high voltage test system 1 includes a test transformer 3 , a rectifier stage 5 for generating a charging DC voltage from one of the test transformer 3 generated AC voltage and a surge voltage generator 7 for the generation of applicable to the DUT high voltage pulses from the DC charging voltage.

Die Gleichrichterstufe 5 ist als Einweggleichrichter ausgebildet, der zwei Gleichrichterzweige 5.1, 5.2 mit Gleichrichterdioden 5.3, 5.4 unterschiedlicher Durchlassrichtungen aufweist. Mittels eines Polaritätsumschalters 31 ist wahlweise einer der beiden Gleichrichterzweige 5.1, 5.2 mit dem Stoßspannungsgenerator 7 über einen Ladewiderstand 9 des Stoßspannungsgenerators 7 verbindbar. The rectifier stage 5 is designed as a half-wave rectifier, the two rectifier branches 5.1 . 5.2 with rectifier diodes 5.3 . 5.4 having different passage directions. By means of a polarity switch 31 is optionally one of the two rectifier branches 5.1 . 5.2 with the surge voltage generator 7 about a charging resistor 9 the surge voltage generator 7 connectable.

Der Stoßspannungsgenerator 7 dieses Ausführungsbeispiels ist mehrstufig ausgebildet, d. h. er weist entsprechend des bekannten Prinzips eines Marxgenerators mehrere Stoßspannungsgeneratorstufen auf. Jede Stoßspannungsgeneratorstufe weist einen mittels der Ladegleichspannung über einen Ladewiderstand 9 aufladbaren Stoßkondensator 11 und eine Funkenstrecke 13 zur Entladung des Stoßkondensators 11 auf, wobei die Stoßkondensatoren 11 durch Zündung der Funkenstrecken 13 in Reihe geschaltet werden. Die prüflingsseitige (d. h. letzte) Stoßspannungsgeneratorstufe ist über einen Dämpfungswiderstand 17 des Stoßspannungsgenerators 7 mit dem Prüfling verbindbar, um von dem Stoßspannungsgenerator 7 erzeugte Hochspannungsimpulse an den Prüfling anzulegen. Eine in 2 mit einem Pfeil gekennzeichnete erste, gleichrichterstufenseitige Funkenstrecke 13 ist aktiv zündbar (triggerbar) ausgebildet. The surge voltage generator 7 This embodiment is designed in several stages, ie it has according to the known principle of a Marx generator on several surge voltage generator stages. Each surge voltage generator stage has one by means of the DC charging voltage via a charging resistor 9 rechargeable surge capacitor 11 and a spark gap 13 for discharging the surge capacitor 11 on, with the surge capacitors 11 by ignition of the spark gaps 13 be connected in series. The tester side (ie last) surge voltage generator stage is via a damping resistor 17 the surge voltage generator 7 connectable to the test piece to from the surge voltage generator 7 generate generated high voltage pulses to the DUT. An in 2 marked with an arrow first, rectifier stage side spark gap 13 is actively ignitable (triggerable) trained.

Die Abstände der beiden Funkenstreckenelektroden 13.1, 13.2 jeder Funkenstrecke 13 voneinander sind simultan mittels eines externen Motors 33 über eine Verschiebungswelle 34 verstellbar. The distances between the two spark gap electrodes 13.1 . 13.2 every spark gap 13 from each other are simultaneously by means of an external motor 33 over a displacement wave 34 adjustable.

Die verschiedenen Komponenten des Stoßspannungsgenerators 7, d. h. die Ladewiderstände 9, Stoßkondensatoren 11, Funkenstreckenelektroden 13.1, 13.2, Entladewiderstände 15 und der Dämpfungswiderstand 17, sind analog zum in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über Kugelelektroden 21 und metallische Verbindungsleiter 35 miteinander verbunden. The different components of the surge voltage generator 7 ie the charging resistors 9 , Surge capacitors 11 , Spark gap electrodes 13.1 . 13.2 , Discharge resistors 15 and the damping resistance 17 , are analogous to in 1 illustrated embodiment via ball electrodes 21 and metallic connection conductors 35 connected with each other.

Die Hochspannungsprüfanlage 1 ist analog zum in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vollständig in gekapselter, gasisolierter Bauweise ausgeführt. Dazu ist der Prüftransformator 3 in einem Transformatorgehäuse 23 angeordnet, die Gleichrichterstufe 5 ist in einem Gleichrichtergehäuse 25 angeordnet, und der Stoßspannungsgenerator 7 ist in einem Generatorgehäuse 27 angeordnet. Das Generatorgehäuse 27 weist prüflingsseitig im Bereich des Dämpfungswiderstands 17 einen Anschlussflansch 28 zum Anschluss des Prüflings (insbesondere eines gasisolierten Prüflings) auf. Das Transformatorgehäuse 23, das Gleichrichtergehäuse 25 und das Generatorgehäuse 27 sind jeweils als Druckbehälter zur Befüllung mit einem unter einem den Luftdruck übersteigenden Überdruck stehenden Isoliergas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid, ausgebildet, beispielsweise für einen Überdruck bis zu 6 bar. Jede Funkenstrecke 13 ist, beispielsweise durch ein sie umgebendes (in 2 nicht dargestelltes) Rohr aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, separat gekapselt. The high voltage test system 1 is analogous to in 1 illustrated embodiment completely executed in encapsulated, gas-insulated construction. This is the test transformer 3 in a transformer housing 23 arranged, the rectifier stage 5 is in a rectifier housing 25 arranged, and the surge voltage generator 7 is in a generator housing 27 arranged. The generator housing 27 shows on the test side in the area of the damping resistor 17 a connection flange 28 for connection of the test specimen (in particular a gas-insulated specimen). The transformer housing 23 , the rectifier housing 25 and the generator housing 27 are each as a pressure vessel for filling with a pressure exceeding the air pressure overpressure insulating gas, preferably sulfur hexafluoride formed, for example, for an overpressure up to 6 bar. Every spark gap 13 is, for example, by a surrounding (in 2 not shown) tube made of a glass fiber reinforced plastic, encapsulated separately.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. While the invention has been further illustrated and described in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

High voltage test system ( 1 ) for surge test of a test object, the high-voltage test system ( 1 ) - a test transformer ( 3 ), - a rectifier stage ( 5 ) for generating a charging DC voltage from one of the test transformer ( 3 ) and a surge voltage generator ( 7 ) for the generation of applicable to the DUT high voltage pulses from the DC charging voltage, - wherein the surge voltage generator ( 7 ) completely in a generator housing which can be filled with an insulating gas ( 27 ) is arranged, which has a connection flange ( 28 ) for connecting the device under test.

High voltage test system ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the generator housing ( 27 ) is formed as a pressure vessel for filling with an insulating gas exceeding a pressure exceeding the air pressure.

High voltage test system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the test transformer ( 3 ) in a transformer housing to be filled with the insulating gas ( 23 ) or in the generator housing ( 27 ) is arranged.

High voltage test system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rectifier stage ( 5 ) in a rectifier housing which can be filled with the insulating gas ( 25 ) or in the generator housing ( 27 ) is arranged.

High voltage test system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the surge voltage generator ( 7 ) a connectable to the DUT damping resistor ( 17 ), via the means of the surge voltage generator ( 7 ) generated high voltage pulses can be applied to the device under test.

High voltage test system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the surge voltage generator ( 7 ) has exactly one surge voltage generator stage which has a surge capacitor which can be charged by means of the DC charging voltage ( 11 ) and a spark gap ( 13 ) for discharging the surge capacitor ( 11 ) having.

High voltage test system ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the spark gap ( 13 ) is designed to be actively ignitable.

High voltage test system ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the surge voltage generator ( 7 ) has a plurality of impulse voltage generator stages, each of which can be charged by means of the charging direct voltage impulse capacitor ( 11 ) and a spark gap ( 13 ) for discharging the surge capacitor ( 11 ), the impact capacitors ( 11 ) over the spark gaps ( 13 ) are switchable in series.

High voltage test system ( 1 ) according to claim 8, characterized in that a first spark gap ( 13 ) is designed to be actively ignitable.

High voltage test system ( 1 ) according to claim 8 or 9, characterized in that each spark gap ( 13 ) is encapsulated separately.

High voltage test system ( 1 ) according to claim 10, characterized in that each spark gap ( 13 ) is encapsulated separately by a surrounding tube made of a glass fiber reinforced plastic.

High voltage test system ( 1 ) according to one of claims 6 to 11, characterized in that a spark gap electrode ( 13.1 . 13.2 ) at least one spark gap ( 13 ) via a discharge resistor ( 15 ) is connected to a signal ground.

High voltage test system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rectifier stage ( 5 ) is formed as a high voltage cascade for generating the DC charging voltage.