DE1283967B - Abgeschirmter Hochspannungsgleichrichter - Google Patents

Abgeschirmter Hochspannungsgleichrichter

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DE1283967B
DE1283967B DEM61241A DEM0061241A DE1283967B DE 1283967 B DE1283967 B DE 1283967B DE M61241 A DEM61241 A DE M61241A DE M0061241 A DEM0061241 A DE M0061241A DE 1283967 B DE1283967 B DE 1283967B
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Description

1 2
Die Erfindung betrifft einen abgeschirmten Hoch- günstig; eine Abschirmung jedoch erfolgt nur sehr Spannungsgleichrichter, welcher aus einer Vielzahl ' unvollkommen.
von in Reihe geschalteten Gleichrichterelementen, Weiterhin ist es bekannt, parallel zu den Gleich-
auch Gleichrichtersäule genannt, vorzugsweise aus richterelementen spannungsabhängige Widerstände Halbleiter-Gleichrichterelementen bestehend, auf- 5 zu schalten, die auf Grund ihrer Charakteristik einen gebaut ist. Schutz gegen Überlastung der einzelnen Elemente
Um Wechselspannungen von etwa 50 bis 500 kV darstellen.
gleichzurichten, ist es in der Hochspannungstechnik Alle bekannten Lösungen weisen aber Nachteile
bekannt, eine größere Anzahl von Halbleiter-Gleich- auf. Entweder wird vorwiegend nur die durch die richterelementen in Reihe zu schalten. Beträgt die io Streukapazitäten verursachte unterschiedliche Behöchste zulässige Sperrspannung einer Halbleiter:-, lastung gleichmäßiger auf die Gleichrichterelemente schicht aus Silizium beispielsweise 600 V Scheitel·- ·: · verteilt, oder es werden lediglich störende äußere wert und wird die Gleichrichtung einer Wechselspan- Felder abgeschirmt. Außerdem sind die gehäusenung von 100 kV Scheitelwert gewünscht, so muß artigen Abschirmvorrichtungen kompliziert aufein dafür benötigter". Gleichrichter aus etwa 15 gebaut, und daher ist ihre Herstellung technisch
230 Gleichrichterelementen zusammengesetzt sein. schwierig und kostspielig.
Die in Fig. 1 dargestellte bekannte Schaltung be- Die Erfindung besteht in einer einfach herzü-
steht aus einem einpoligen bei 1 geerdeten Hoch- stellenden Anordnung, mit deren Hilfe die geschilspannungstransformator 2, an dessen Ausgangsklem- derten Mängel beseitigt und die Vorteile der einmen eine Reihenschaltung von Gleichrichtern 3 und 20 zelnen bekannten Anordnungen kombiniert werden, ein zur Glättung dienender Kondensator 4 ange- Das geschieht dadurch, daß die Gesamtheit der schlossen ist. Der Gleichrichter hat in dieser Schal- Gleichrichterelemente gemäß der Erfindung in einem tung unvermeidliche Kapazitäten gegen Erde, die in Rohr aus Material mit einer höhen (relativen) Dielekder Größenordnung von 30 pF je m Gleichrichter- trizitätskonstante von 1000 oder mehr untergebracht länge liegen, wenn der Gleichrichter beispielsweise 35 ist, das mit den beiden zu Scheiben vergrößerten in einem Ölbad untergebracht ist. Diese Kapazitäten Anschlüssen der Vielzahl in Reihe geschalteter sind durch mit gestrichelten Linien dargestellte Teil- Gleichrichterelemente einen Kondensator bildet, der kondensatoren 5 angedeutet. Da bei Hochspannungs- sowohl gegen äußere Felder abschirmt als auch Schaltungen infolge der unvermeidlichen Streukapa- die durch die Streukapazität bedingte ungleiche zitäten gegen Erde aber mit steigender Frequenz zu- 30 wechselstrommäßige Belastung der Gleichrichternehmende Verschiebungsströme auftreten, die be- säule vermindert.
sonders in den dem Transformator nahe liegenden Mit besonderem Vorteil wird keramisches Material
Gleichrichterelementen, beträchtliche Werte anneh-. .-mit einer Dielektrizitätskonstante ε zwischen 1000 men, kann der Strom in diesen Gieichrichterelemen- "und 5000 für das Rohr verwendet, weil sich im ten bis in den Durchbruch- oder Zenerbereich hin- 35 Dielektrikum ein homogenes und parallel zur Gleichein ansteigen und zur Zerstörung dieser Elemente richtersäule verlaufendes Feld einstellt. Dieses geführen. Die Abhängigkeit der entsprechenden Wech- währleistet einen linearen Spannungsverlauf auf der selspannung U von der laufenden Koordinate χ der ganzen Länge der Gleichrichtersäule. Dadurch wird Gleichrichtersäulenlänge gibt F i g. 2 wieder. gemäß der Erfindung ein besonders hohes Maß an
Es besteht außerdem die Gefahr, daß durch be- 40 Abschirmung der Gleichrichtersäule gegenüber nachbarte spannungsführende Bauelemente, wie äußerer Felder erzielt.
z. B. durch den zugeordneten Hochspannungstraris- - : Die Zeichnung der F i g. 3 bis 6 stellen Ausformator, kapazitive mit steigender Frequenz zu- führungsbeispiele dar, und zwar zeigt nehmende Verschiebungsströme auf die Gleich- F i g. 3 einen abgeschirmten Hochspannungsrichtersäule übertragen werden, die die wünschens- 45 gleichrichter mit zylinderförmigem Rohr, werte lineare Spannungsverteilung über die Gleich- Fig. 4 einen abgeschirmten Hochspannungsrichtersäule erheblich stören und zu einer zusatz- gleichrichter mit zylinderförmigem Rohr und einer liehen Belastung und damit unter Umständen auch Isolierschicht um die Gleichrichtersäule, zur Zerstörung eines ihrer Teile führen. 'Fig. 5 einen abgeschirmten Hochspannungs-
Zur Behebung dieser Mängel sind verschiedene 50 gleichrichter mit konischem Rohr und einer Isolier-Schaltungsanordnungen und Konstruktionen be- schicht um die Gleichrichtersäule, kanntgeworden. So wird ζ. B. die Gleichrichtersäule Fig. 6 einen abgeschirmten Hochspannungs-
in einem rohrförmigen.Gehäuse angeordnet, dessen ..- .gleichrichter mit zwei zylindrischen Rohren mit ver-Wandung als eine Serie von Überbrückungskonden- schiedenen Durchmessern und etwa der halben satoren ausgebildet ist. Das geschieht dadurch, daß 55 Gleichrichtersäulenlänge und einer Isolierschicht um in die aus Isoliermaterial bestehende Wandung ab- die Gleichrichtersäule.
schnittsweise leitende Ringe eingesetzt sind. Mit In Fig. 3 ist die Gleichrichtersäule6 von einem
Hilfe dieser Anordnung werden vorwiegend störende Rohr 7 umgeben, das aus keramischem Material mit Wechselfelder abgeschirmt. großer Dielektrizitätskonstante besteht. Die An-
Bei anderen bekannten Anordnungen wird ein- 60 schlußkappen 8 und 9, die gleichzeitig als Kondengangsseitig über die Gleichrichtersäule ein Metall- satorbeläge dienen, stehen an einem Ende direkt und schirm gestülpt, der mit ihrer Eingangsklemme ver- am anderen Ende über eine Druckfeder 10 mit der bunden ist. Dieser Schirm bildet gegenüber dem Erd- Gleichrichtersäule in Kontakt.
potential einen Kondensator mit in Richtung der Da die Gleichrichtersäule aus Gründen der Spanlaufenden Koordinaten der Gleichrichtersäule ab- 65 nungsisolierung meist vakuumdicht oder in einem nehmender Kapazität pro Längeneinheit und beein- Ölbad untergebracht ist, empfiehlt es sich, wie in flußt dadurch die Verteilung der schädlichen Wech- F i g. 4 dargestellt wird, die Gleichrichtersäule mit selspannung über die ganze Gleichrichtersäulenlänge einer Schicht 11 zum Zwecke zusätzlicher Isolierung
zu umgeben, die beispielsweise aus einem Keramikrohr mit niedriger Dielektrizitätskonstante bestehen kann.
Bei einer anderen Ausführung der Erfindung wird dem aus Keramik bestehenden Rohr eine äußere Form gegeben, die eine gleichmäßigere Verteilung der Kapazitäten gegen Erde über die Gleichrichtersäule gewährleistet. Dabei wird gemäß der F i g. 5 seiner äußeren Wandung eine beispielsweise konische Form in der Weise gegeben, daß das Rohr T an der am Transformator gelegenen Seite der Gleichrichtersäule einen größeren und an dem gegenüberliegenden Ende einen kleineren Durchmesser besitzt.
Eine vereinfachte Ausführung dieser Art läßt sich erreichen, wenn an Stelle des Rohres mit konisch verlaufendem Außendurchmesser gemäß Fig. 6 zwei Rohre 7 α' und 7 b' von je beispielsweise der halben Länge der Gleichrichtersäule verwendet werden, von denen das eine Rohr einen kleineren Durchmesser als das andere besitzt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Keramikrohr beim Auftreten von Überspannungen, insbesondere mit kurzen Anstiegszeiten, als zur Gleichrichtersäule parallelliegender kapazitiver Widerstand wirkt, der den Gleichrichter vor Überlastung schützt.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Abgeschirmter Hochspannungsgleichrichter, welcher aus einer Vielzahl in Reihe geschalteter und in einem Rohr untergebrachter Gleichrichterelemente, vorzugsweise Halbleiter-Gleichrichterelemente, aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (7) aus einem Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstante von 1000 oder mehr besteht.
2. Abgeschirmter Hochspannungsgleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (7) aus vorzugsweise keramischem Material besteht.
3. Abgeschirmter Hochspannungsgleichrichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gleichrichtersäule und dem Rohr eine Isolationsschicht (11) eingefügt ist.
4. Abgeschirmter Hochspannungsgleichrichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (7') eine konische Form besitzt.
5. Abgeschirmter Hochspannungsgleichrichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus zwei Teilen (7 a', 7 b') gleichen Innendurchmessers, aber mit verschiedenen Außendurchmessern besteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEM61241A 1964-06-04 1964-06-04 Abgeschirmter Hochspannungsgleichrichter Pending DE1283967B (de)

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CH (1) CH430864A (de)
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