DE1042753B

DE1042753B - Anordnung zur Stosspruefung eines Spartransformators, dessen Zusatzwicklung durch einen UEberspannungsableiter geschuetzt ist

Info

Publication number: DE1042753B
Application number: DEL28586A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Auth
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-09-12
Filing date: 1957-09-12
Publication date: 1958-11-06
Also published as: CH366093A

Description

Anordnung zur Stoßprüfung eines Spartransformators, dessen Zusatzwicklung durch einen Ub erspannungsableiter geschützt ist Zusatz zum Patent 965258 Das Hauptpatent betrifft eine Anordnung zur Stoßprüfung eines Spartransformators, dessen Zusatzwicklung durch Parallelschaltung eines Überspannungsableiters, insbesondere eines Ventilableiters, geschützt ist, bei welcher parallel zur Erregerwicklung des Zusatztransformators eine Impedanz, insbesondere ein ohmscher Widerstand geschaltet ist, die bzw. der so ausgelegt ist, daß bei einem vorgegebenen Stoßstrom durch den Überspannungsableiter am gestoßenen freien Ende der Zusatzwicklung bzw. an den damit verbundenen Wicklungsteilen eine vorgegebene Stoßspannung auftritt. Während die gestoßene freie Klemme der Zusatzwicklung entsprechend dem unteren Isolationspegel der höchsten Reihenspannung des Spartransformators gegen Erde zu prüfen ist, soll die über der Zusatzwicklung auftretende Spannung dem zugeordneten unteren Isolationspegel des parallel geschalteten Überspannungsableiters entsprechen. Um mit wirtschaftlich tragbaren Mitteln an diesem Überspannungsableiter eine vorgegebene Restspannung gleich seinem unteren Isolationspegel zu erzwingen, wurde dieser für die Stoßprüfung so abgeändert, daß die gewünschte Restspannung bereits bei einem Bruchteil des üblichen Nennableitstoß stromes erreicht wurde.
Desgleichen wurde vorgeschlagen, daß der für die Stoßprüfung abgeänderte Überspannungsableiter aus einer Löschfunkenstrecke und einem ohmschen Widerstand bestehen kann.
Das Einschalten eines Überspannungsableiters mit Löschfunkenstrecke parallel zur Zusatzwicklung hat aber zur Folge, daß bei dessen Ansprechen außer einem Spannungssprung noch Hochfrequenzschwingungen entstehen, die beide die zur Fehlerindizierung abgegriffenen Meßspannungen beeinflussen können. Damit werden die aufzunehmenden Fehlerindizierungsoszillobramme, besonders bei nicht gleichzeitigem Ansprechen des Überspannungsableiters zwischen dem bei etwa der Hälfte der Prüfstoßspannung auszuführenden Vergleichsstoß und dem bei voller Prüfstoßspannung auszuführenden P rüfstoß, bereits ohne Fehler des Prüflinge verschieden, so daß eine Aussage über einen eventuell eingetretenen Fehler schwierig werden kann. Weiterhin kann die Einschaltung eines spannungsabhängigen Widerstandes in einen Stoßprüfkreis Deutungsschwierigkeiten in den Fehlerindizierungsoszillogrammen verursachen, da bei der Spannungssteigerung die Impedanz des Prüflings bereits ohne Fehler verändert wird.
Diese Nachteile werden bei der eingangs genannten Anordnung erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß außer zur Erregerwicklung auch zur Zusatzwicklung eine Impedanz parallel geschaltet ist und daß beide so ausgelegt sind, daß am gestoßenen freien Ende der Zusatzwicklung bzw. an den damit verbundenen Wicklungsteilen eine vorgegebene Stoßspannung auftritt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Der zu prüfende Spartransformator besteht im wesentlichen aus seiner Zusatzwicklung 2 und seiner Erregerwicklung 4 (Fig. 1). Beide Wicklungsteile bestehen im einzelnen aus ihrer Induktivität 21 bzw. 41, ihrer gegenseitigen Kapazität 22 bzw. 42 und ihrer jeweils halben Erdkapazität 23 und 24 bzw. 43 und 44, die zur Vereinfachung nur am Anfang und Ende der jeweiligen Wicklung angegeben wurden. Die stets vorhandene gegenseitige Induktivität zwischen 21 und 41 sowie noch etwaige weitere vom Wicklungsaufbau abhängige kapazitive Kopplungen zwischen den beiden Wickiungsteilen können im allgemeinen vernachlässigt werden. Die freie Klemme der Zusatzwicklung ist mit f bezeichnet, die der Zusatz- und Erregerwicklung gemeinsame Klemme mit 3 und die Nullpunktklemme des Spartransformators mit 5. Diese Klemme 5 ist nicht unmittelbar mit der Erde 7 verbunden, sondern über den Meßwiderstand 6, damit der Stops strom über die Erregerwicklung 4 durch Anschluß eines geeigneten Meßgerätes, insbesondere eines Kathodenstrahloszillographen, zwischen 5 und 7 beobachtet werden kann. Zur Messung des Spannungsverlaufs der Stoßspannung an der Klemme 1 bzw. 3 sind Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 15 und 17 bzw.
12 und 14, angeordnet. Durch Anschluß je eines Oszillographen zwischen den Punkten 16 und Erde bzw. 13 und Erde kann der Spannungsverlauf der Klemmen 1 bzw. 3 gegen Erde, durch Anschluß eines weiteren Oszillographen zwischen den Punkten 16 und 13 die über der Zusatzwicklung 2 vorhandene Differenzspannung beobachtet werden.
Sämtliche bisher genannten Widerstände können sowohl einfache als auch komplexe elektrische Widerstände darstellen. Der mit 18 bezeichnete Kessel des Spartransformators ist im allgemeinen geerdet.
Zur Vorbereitung der Stoßspannungsprüfung der Zusatzwiclilung wird man zunächst so vorgehen, daß bei relativ niedriger angelegter Stoß spannung an die Klemme 1 der dort vorhandene Spannungsverlauf über den Spannungsteiler 15, 17 und weiterhin der sich an der Klemme 3 ergebende Spannungsverlauf über den Spannungsteiler 12, 14 gemessen wird. Dabei sind die mit 8, 9 und 11 bezeichneten Widerstände noch nicht eingeschaltet. Nach bekannten Gesetzen wird hierbei der Punkt 3 in Abhängigkeit von den verteilten Kapazitäten eine Anfangsspannungsverteilung gegen Erde annehmen, die sich nach abklingendem Ausgleichsvorgang der Endverteilung, gegeben durch die Indukti vi täten, nähert. Dieser Spannungsverlauf des Punktes 3 wird im allgemeinen nicht dem Gewünschten entsprechen, so daß nach Spannungssteigerung über der zu prüfenden Zusatzwicklung nicht ein dem unteren Isolationspegel des im Normalbetrieb der Zusatzwicklung parallel geschalteten Überspannungsableiters entsprechender Spannungsverlauf zu erzwingen wäre.
Deshalb wird gemäß der Erfindung der Spannungsverlauf des Punktes 3 durch Einschalten eines Widerstandes 8 parallel zur Zusatzwicklung 2 und der Reihenschaltung eines Widerstandes 9 und eines Meßwiderstandes 11 parallel zur Erregerwicklung 4 so gesteuert, daß beim Prüfstoß auf die Klemme 1 über der Zusatzwidlung ein diesem Isolationspegel entsprechender Spannungsverlauf erzwungen wird. Die genannten Widerstände 8, 9 und 11 können sowohl ohmsche als auch komplexe elektrische Widerstände oder entsprechend Kombinationen sein. Welche Widerstände insbesondere für 8 und 9 zu wählen sind, ergibt sich aus der Überlegung, daß diese Widerstände so abzugleichen sind, daß bei deren Parallelschaltung mit dem Spartransformator der gewünschte Spannungsverlauf des Punktes 3 erzwungen wird. Durch Anschluß eines geeigneten WIeßgerätes. insbesondere eines Kathodenstrahlonzillographen an die Klemme 10, läßt sich der durch den Widerstand 9 fließende Strom zum Zweck der Fehlerindizierung messen. Der hierzu verwendete Ießwiderstand 11 ist im allgemeinen gegenüber dem Widerstand 9 zu vernachlässigen.
Nach der oben beschriebenen Messung des Spannungsverlaufs des Punktes 3 lassen sich stets zwei Widerstände 8 und 9, insbesondere ohmsche Widerstände, angeben, die den gewünschten Spannungsverlauf erzwingen. Diese Widerstände können z. B. die üblichen Entladewiderstände des Prüfstoßgenerators darstellen, die bei mehrstufigen Anlagen durch eine zwischen 8 und 9 angeordnete Anzapfung mit der Klemme 3 des Spartransformators verbunden werden.
In gleicher Weise läßt sich auch z. B. die Belastungskapazität einer mehrstufigen Stoß anlage anzapfen und mit derselben Klemme 3 verbinden. Eine Erläuterung hierzu gibt Fig. 3. in der der Spartransformator mit einer Klemme 1 an eineil mehrstufigen Stoßgenerator 30 angeschlossen ist. Die zu steuernde Klemme 3 des Spartransformators ist zunächst mit einem zweckmäßig zu zählenden Anzapfpunkt 32 des gesamten Elltladelviderstandes 31 und 33 des Stoßgenerators 30 zu verbinden. Sollte der gewünschte Spannungsverlauf über der Zusatzwicklung 2 noch nicht zufrieden- stellend sein, so kann weiterhin der Anzapfpunkt 35 des gesamten Belastungskondensators 34 und 36 sowie noch der Verbindungspunkt 38 zweier weiterer Widerstände 37 und 39 mit der Klemme 3 verbunden werden. Die Widerstände 37 und 39 können sowohl ohmsche als auch komplexe Widerstände sein.
Nach der bisher beschriebenen Anordnung kann die Stoß spannungsfestigkeit der zwischen Klemme 1 und Erde eingeschalteten Wicklung, d. h. im wesentlichen die der Zusatzwicklung 2 für auf die Klemme 1 anlaufende Stoßwellen nachgewiesen werden. In einer zweiten anschließend durchzuführenden Stoßprüfung ist die Stoßspannungsfestigkeit der Erregerwicklung4 nachzuweisen. Hierbei ist nach der Fig. 3 der vereinfacht gezeichnete Stoßgenerator 30 mit der Klemme 3 zu verbinden und an dieser Klemme eine dem Isolationspegel der Erregerwicklung entsprechende Stoßspannung anzulegen. Das nunmehr offene Ende der Zusatzwicklung 1 kann hierbei eine Spannung annehmen, die den dort vorhandenen Isolationspegel überschreiten kann. Deshalb ist es üblich, diese Klemme 1 entweder starr oder über einen entsprechenden Widerstand zu erden. Hierbei ist nachteilig, daß der Stoßgenerator nicht nur mit der zu prüfenden Wicklung 4, sondern auch mit der bereits geprüften Wicklung 2 belastet ist, wobei in vielen Fällen die letztere infolge ihrer niedrigen Induktivität für die erreichbare Rückenhalbwertzeit des Stoßgenerators bestimmend ist. Deshalb war in vielen Fällen nach dieser Schaltung bisher keine normgerechte Stoßprüfung der Erregerwicklung, d. h.
Einhaltung der vorgeschriebenen Rückenhalbwertzeit von z. B. 50 ,us möglich. Gemäß der Erfindung wird dadurch Abhilfe geschaffen, daß die Klemme 1 über einen Widerstand 40 mit der Klemme 3 verbunden wird. Bei zweckmäßiger Wahl dieses Widerstandes ist einerseits die Überschreitung des an der Klemme 1 vorhandenen Isolationspegels vermieden, andererseits der Stoß generator dann im wesentlichen nur durch die im allgemeinen größere Induktivität der Erregerwicklung 4 belastet. Die Einhaltung der vorgeschriebenen Rückenhalbwertzeit der Stoßwelle wird dadurch in vielen Fällen erst möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Stoßprüfung eines Spartransformators, dessen Zusatzwicklung durch Parallelschaltung eines Überspannungsableiters, insbesondere eines Ventilableiters, geschützt ist, bei welcher parallel zur Erregerwicklung des Zusatztransformators eine Impedanz, insbesondere ein ohmscher Widerstand, geschaltet ist, die bzw. der so ausgelegt ist, daß bei einem vorgegebenen Stoßstrom durch den Überspannungsableiter am gestoßenen freien Ende der Zusatzwicklung bzw. an den damit verbundenen Wicklungsteilen eine vorgegebene Stoß spannung auftritt, nach Patent 965 258, dadurch gekennzeichnet, daß außer zur Erregerwicklung auch zur Zusatzwicklung eine Impedanz parallel geschaltet ist und daß beide so ausgelegt sind, daß am gestoßenen freien Ende der Zusatzwicklung bzw. an den damit verbundenen Wicklungsteilen eine vorgegebene Stoßspannung auftritt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Zusatz- und Erregerwicklung geschalteten Impedanzen sowohl ohmsche als auch induktive oder kapazitive Widerstände oder entsprechende Kombinationen sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Zusatz- und Erregerwicklung parallel geschalteten Widerstände miteinander verbundene Teile des Entladewiderstandes und/oder der Belastungskapazität des Prüfstoßgenerators sind.
4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer den zur Zusatz- und Erregerwicklung parallel geschalteten Teilen des Entladewiderstandes und/oder der Belastungskapazität des Prüfstoßgenerators noch weitere ohmsche, induktive oder kapazitive Widerstände oder entsprechende Kombinationen parallel geschaltet sind.
5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stoßspannungsprüfung der Erregerwicklung das freie Ende der Zusatzwicklung über einen entsprechend bemessenen Widerstand mit der zu prüfenden Klemme verbunden ist.
6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, daß zwischen dem Ende der Erregerwicklung und Erde sowie zwischen dem zu der Erregerwicklung parallel geschalteten Widerstand und Erde je ein Meßwiderstand zur Aufnahme des durchfließenden Stoßstromes unter Verwendung eines geeigneten Meßgerätes, insbesondere Kathodenstrahloszillographen, geschaltet ist.
7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem der Zusatzwicklung und Erregerwicklung gemeinsamen Ende und Erde und dem freien Ende der Zusatzwicklung und Erde jeweils Spannungsteiler eingeschaltet sind, an denen der Verlauf der Stoß spannungen dieser Punkte gegen Erde und gleichzeitig der Verlauf der Stoßspannung über der Zusatzwicklung aufgenommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 965 258.