Umschaltbare Stoßspannungsanlage Die Erfindung betrifft eine umschaltbare
Stoßspannungsanlage in einstufiger oder mehrstufiger Ausführung, bei der Kondensatoren
in Parallelschaltung über Widerstände aufgeladen und über Schaltfunkenstrecken in
Reihenschaltung entladen werden, wobei die Ladewiderstände, Dämpfungswiderstände
und Entladewiderstände auf die einzelnen, einen oder mehrere Kondensatoren und eine
Funkenstrecke aufweisenden Stufen verteilt sind. Erfindungsgemäß ist der Entladewiderstand
(bei mehrstufiger Ausführung der Entladewiderstand jeder Stufe) derart umsetzbar
oder umschaltbar angeordnet, daß die Stoßspannungsanlage wahlweise in der Schaltung
a oder in der Schaltung b gemäß VDE 0450/XI. 39, Bild 4, betreibbar
ist, wobei in der einen Schaltung a die Entladewiderstände aller Stufen in Reihe
liegen, in der anderen Schaltung b
dagegen die Entladewiderstände und die
Dämpfungswiderstände gemeinsam, abwechselnd aufeinanderfolgend, eine Reihenschaltung
bilden.Switchable surge voltage system The invention relates to a switchable surge voltage system in a single-stage or multi-stage design, in which capacitors are charged in parallel via resistors and discharged via switching spark gaps in series, the charging resistors, damping resistors and discharge resistors on the individual levels, one or more capacitors and a spark gap are distributed. According to the invention, the discharge resistor (in the case of a multi-stage design, the discharge resistor of each stage) is arranged so that it can be converted or switched over so that the surge voltage system can be either in circuit a or in circuit b in accordance with VDE 0450 / XI. 39, Figure 4, whereby in one circuit a the discharge resistors of all stages are in series, in the other circuit b, on the other hand, the discharge resistors and the damping resistors together, alternately one after the other, form a series circuit.
Die bisher bekanntgewordenen Stoßspannungsanlagen sind grundsätzlich
entweder in der aus F i g. la ersichtlichen Schaltung oder in der in F i
g. 1 b dargestellten Schaltung aufgebaut, wobei das Ersatzschaltbild der
F i g. 1 a der Schaltung a, das Ersatzschaltbild der F i g. 1 b der
Schaltung b gemäß VDE 0450/XI. 39, Bild 4, entspricht. In beiden
Schaltungen sind wie üblich die Ladewiderstände mit R" die Entladewiderstände mit
R, die Dämpfungswiderstände mit Rd bezeichnet. Die Belastungskondensatoren C" die
in Parallelschaltung aufgeladen werden, werden über die Funkenstrecken F in Reihenschaltung
entladen. Die Ladegleighspannung. wird von dem Hochspannungstransformator T über
die Gleichrichter G geliefert, meist in der gezeichneten bekannten Spannungsverdopplungsschaltung
unter Ausnutzung beider Halbwellen. Die aus beispielsweise drei in Reihe geschalteten
Kondensatoren bestehende Belastungskapazität ist mit Cb bezeichnet. Beide Schaltungen
haben ihre Vorteile. So ist bei der Schaltung gemäß F i 1 a der Aufbau der
Anlage etwas einfacher und der Spannungs-Ausnutzungsgrad über einen weiten Bereich
der Belastungskapazität Cb praktisch konstant. Die Schaltung gemäß F i
g. 1 b hat demgegenüber den Vorteil eines besseren Spannungs-Ausnutzungsgrades,
besonders bei Stoßspannungen mit einer kurzen Rückenhalbwertzeit von z. B.
5 tLs. Die Erfindung ermöglicht es nun auf einfache Art und Weise, eine und
dieselbe Stoßspannungsanlage wahlweise in der einen oder in der anderen der beiden
bekannten, in den F i g. 1 a und 1 b dargestellten Schaltungen zu
betreiben. Bei den bisher bekanntgewordenen Stoßspannungsanlagen war dies nicht
möglich. Durch die Erfindung wird also der Verwendungsbereich der Stoßspannungsanlage
wesentlich erweitert, weil man sie je nach Bedarf oder Wunsch in zwei verschiedenen
Schaltungen betreiben kann, während man bisher für diese beiden Betriebsweisen zwei
besondere Stoßspannungsanlagen benötigte, deren Anschaffungskosten fast doppelt
so hoch sind wie die einer Stoßspannungsanlage gemäß der Erfindung. Berechnungen
und Versuche haben gezeigt, daß man die Ladewiderstände, die Dämpfungswiderstände
und insbesondere die Entladewiderstände, die bei der Aufladung der Kondensatoren
ja auch als Ladewiderstände dienen, so bemessen kann, daß in beiden Schaltungen
der Stoßspannungsanlage gemäß der Erfindung normgerechte Stoßspannungen erhalten
werden.The surge voltage systems that have become known so far are basically either in the form shown in FIG. la apparent circuit or in the in F i g. 1 b , the equivalent circuit diagram of FIG. 1 a of circuit a, the equivalent circuit diagram of FIG. 1 b of circuit b according to VDE 0450 / XI. 39, Fig. 4. In both circuits, the charging resistors with R ″, the discharge resistors with R, the damping resistors with Rd. The charge level voltage. is supplied by the high-voltage transformer T via the rectifier G , mostly in the known voltage doubling circuit shown using both half-waves. The load capacitance, which consists, for example, of three capacitors connected in series, is denoted by Cb. Both circuits have their advantages. Thus, with the circuit according to F i 1 a, the structure of the system is somewhat simpler and the voltage utilization factor is practically constant over a wide range of the load capacity Cb. The circuit according to FIG. In contrast, 1 b has the advantage of a better degree of voltage utilization, especially in the case of surge voltages with a short half-life of z. B. 5 tLs. The invention now makes it possible in a simple manner to use one and the same surge voltage installation either in one or in the other of the two known ones shown in FIGS. 1 a and 1 b to operate the circuits shown. This was not possible with the surge voltage systems that were previously known. The invention significantly expands the range of use of the surge voltage system because it can be operated in two different circuits as required or desired, while two special surge voltage systems were previously required for these two modes of operation, the acquisition costs of which are almost twice as high as those of a surge voltage system according to the invention. Calculations and tests have shown that the charging resistors, the damping resistors and, in particular, the discharging resistors, which also serve as charging resistors when charging the capacitors, can be dimensioned in such a way that standard-compliant surge voltages are obtained in both circuits of the surge voltage system according to the invention.
Wohl ist es schon bekanntgeworden, mehrstufige Stoßspannungsanlagen
umschaltbar zu machen. Bei diesen bekannten Anlagen erfolgt jedoch die Umschaltung
zum Zweck der Erzeugung verschieden hoher Stoßspannungen; und zwar werden zur stufenweisen
Änderung der Stoßspannung die über Widerstände parallel und über Funkenstrecken
in Reihe geschalteten Kondensatoren gruppenweise oder sämtlich parallel geschaltet,
wobei auch entsprechend die Dämpfungswiderstände der betreffenden Stufen einander
parallel geschaltet werden. Im Gegensatz zur Erfindung ist jedoch die Schaltung,
in welcher diese bekannten Stoßspannungsanlagen in allen Fällen betrieben werden,
die gleiche (Schaltung a gemäß der eingangs erwähnten VDE-Vorschrift). Die Umschaltbarkeit
dieser bekannten Stoßspannungsanlagen dient also einem ganz anderen Zweck und zur
Lösung einer anderen Aufgabe als bei der Stoßspannungsanlage gemäß der Erfindung.
Auch ist es schon bekannt gewesen, die Anschlußklemmen der Dämpfungswiderstände
einer mehrstufigen Stoßspannungsanlage
nach Art von Trennmessern
auszubilden, um die Widerstände bei Umschaltungen der Anlage leicht ein- und ausbauen
zu können.It has probably already become known, multi-stage surge voltage systems
to make switchable. In these known systems, however, the switchover takes place
for the purpose of generating surge voltages of different levels; namely become gradual
Change in surge voltage via resistors in parallel and via spark gaps
capacitors connected in series in groups or all connected in parallel,
whereby the damping resistances of the respective stages also correspond to one another
can be connected in parallel. In contrast to the invention, however, the circuit
in which these known surge voltage systems are operated in all cases,
the same (circuit a according to the VDE regulation mentioned at the beginning). The switchability
this known surge voltage systems thus serves a completely different purpose and for
Solution of a different problem than in the case of the surge voltage system according to the invention.
The terminals of the damping resistors have also already been known
a multistage surge voltage system
in the manner of separating knives
train to easily install and remove the resistors when the system is switched over
to be able to.
Die F i g. 2 zeigt ein Beispiel, wie eine Stoßspannungsanlage
gemäß der Erfindung in mehrstufiger Ausführung im Prinzip aufgebaut sein kann, Der
Einfachheit und besseren Übersicht halber ist nur ein Teil der Anlage unter Weglassung
der Kondensatoren dargestellt. In einem Turm, der aus einer Mehrzahl von aufeinandergesetzten,
beispielsweise aus Gießharz geschleuderten Rohrstücken 11 besteht, sind die
nicht dargestellten Stoßkondensatoren (in F i g. 1 mit C, bezeichnet)
sowie die Schaltfunkenstrecken F, die Ladewiderstände RI, die Dämpfungswiderstände
Rd und die Entladewiderstände R, der einzelnen Stufen der Anlage untergebracht.
Die Ladewiderstände Ri, die senkrecht übereinander in einer Reihe liegen, sind hohl
ausgebildet; durch sie ist eine Isolierwelle 12 hindurchgeführtt, die zur Einstellung
der Abstände der einzelnen Funkenstrecken F dient und vom Fundament des Turmes her
von Hand oder motorisch drehbar ist. Die Funkenstrecken F mit den Dämpfungswiderständen
R,1 sind schräg zur Län.-Isachse der Rohrstücke 11 angeordnet. An jedem der
beiden Enden des Dämpfungswiderstandes Rd jeder Stufe ist eine Anschlußklemme
13 bzw. 14 vorgesehen; die Abstände dieser beiden Anschlußklemmen
13, 14 von der Anschlußklemme 15, die an dem nicht mit der Funkenstrecke
verbundenen Ende des Dämpfungswiderstandes Rd der vorhergehenden, darunterliegenden
Stufe vorgesehen ist, sind gleich groß gewählt, so daß der Entladewiderstand R,
jeder Stufe (in F i g. 2 ist nur einer dargestellt) eniw'eder zwischen die
Anschlußklemmen 14 und 15 eingesetzt werden kann, so daß sich die Schaltung
gemäß F i g. 1 a ergibt, oder zwischen die Anschlußklemmen 13 und
15, wie es in F i g. 2 gestrichelt gezeichnet ist; im letzteren Fall
wird die Anlage in der Schaltung gemäß F i g. 1 b betrieben. Die an den Rohrstücken
11 befestigten Winkel 16 dienen zum Tragen der Ladewiderstände RI,
der verstellbaren Kugeln der Funkenstrecken F und ihrer Antriebsmittel einschließlich
der Isolierwelle 12, während die Winkel 17 zum Tragen der Dämpfungs- und
Entladewiderstände und der unbeweglichen Kugeln der Funkenstrecken vorgesehen sind.
Die einzelnen Rohrstücke 11 weisen in ihrer Wandung öffnungen auf, die es
ermöglichen, die Entladewiderstände R, von außen her entsprechend umzusetzen, um
die eine oder andere Schaltung für die Stoßanlage herzustellen.The F i g. 2 shows an example of how a surge voltage system according to the invention can be constructed in principle in a multi-stage design. For the sake of simplicity and better clarity, only part of the system is shown with the capacitors omitted. In a tower, which consists of a plurality of pipe sections 11 that are placed on top of one another, for example made of cast resin, are the surge capacitors (denoted by C in FIG. 1 ) and the switching spark gaps F, the charging resistors RI, the damping resistors Rd and the Discharge resistors R, housed the individual stages of the system. The charging resistors Ri, which lie vertically one above the other in a row, are hollow; an insulating shaft 12 is passed through it, which is used to adjust the spacing of the individual spark gaps F and can be rotated by hand or by motor from the foundation of the tower. The spark gaps F with the damping resistors R, 1 are arranged at an angle to the longitudinal axis of the pipe sections 11 . A connection terminal 13 or 14 is provided at each of the two ends of the damping resistor Rd of each stage; the distances between these two connecting terminals 13, 14 from the connecting terminal 15, which is provided at the end of the damping resistor Rd of the preceding, underlying stage that is not connected to the spark gap, are selected to be the same, so that the discharge resistance R, of each stage (in F i g. 2 shows only one) eniw'eder can be inserted between the terminals 14 and 15, so that the circuit shown in F i g. 1 a results, or between the terminals 13 and 15, as shown in FIG. 2 is shown in phantom; in the latter case, the system is in the circuit according to FIG. 1 b operated. The brackets 16 attached to the pipe sections 11 are used to carry the charging resistors RI, the adjustable balls of the spark gaps F and their drive means including the insulating shaft 12, while the brackets 17 are intended to carry the damping and discharge resistors and the immovable balls of the spark gaps. The individual pipe sections 11 have openings in their walls which make it possible to implement the discharge resistors R from the outside accordingly in order to produce one or the other circuit for the shock system.