DE1563659C3

DE1563659C3 -

Info

Publication number: DE1563659C3
Application number: DE19511563659
Authority: DE
Inventors: Otto Dr. 1000 Berlin Wolff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1974-12-05
Also published as: DE1563659A1; DE1563659B2

Description

einem solchen Sinne geändert wird, daß Abweichun- der koaxial zu der Gefäßwand verlaufend befestigen, gen der Ausgangsspannung V 2 von ihrem Sollwert dessen Mantelfläche eine den Meßspannungsteiler ausgeregelt werden. bildende Widerstandskette in wendeiförmiger Anord-Da zwecks Erzielung einer hochkonstanten Span- nung trägt. Um den durch die wendeiförmige Anordnung Ul ein Regelverstärker großer Verstärkung S nung der einzelnen Widerstandselemente, z.B. Verwendung finden muß, neigt die Anordnung zu Widerstandsstäbe, des Meßspannungsteilers erzielten Regelschwingungen. Um diese zu unterdrücken, ist Vorteil eines geringen Raumbedarfs noch weiter ausder Stabilisierkondensator C vorgesehen, der eben- zunutzen, ist es zweckmäßig, daß der Isolierzylinder falls mit dem Gitter der Regelröhre 4 verbunden ist auf seiner Mantelfläche zur Befestigung der Wider- und dadurch bei schnellen Schwankungen der Hoch- io standskette dienende, radial gerichtete Isolierzapfen spannung, gegebenenfalls über einen Verstärker in trägt, von denen die in Richtung der Achse des Isoder Regelschaltung 3, eine entsprechende Gegenwir- lierzylinders aufeinanderfolgenden in Umfangsrichkung auslöst, tung gegeneinander versetzt sind.

Während man bisher bei Gleichspannungen in der Die Verwendung eines Isolierzylinders als Träger Größenordnung von 100 kV, wie sie zum Betrieb 15 für den Meßspannungsteiler bietet die vorteilhafte von Elektronenmikroskopen erforderlich sind, den Möglichkiet, den Stabilisierkondensator innerhalb Meßspannungsteiler und den Stabilisierkondensator des Isolierzylinders anzuordnen. ..' .
in einem mit flüssigem Isoliermittel gefüllten Gefäß Insbesondere bei hohen Spannungen ist es vorteilangeordnet hat, geht die Erfindung hiervon ab und haft, mit Abgriffen des Spannungsteilers elektrisch schlägt vor, diese Teile in einem, gegebenenfalls zu- 20 verbundene rotationssymmetrische Schirmelektroden sätzlich zu einem ölgefüllten Kessel für die übrigen von auf der Mantelfläche des Isolierzylinders befind-Teile der Regelanlage vorhandenen, mit einem Iso- liehen Isolierstützen, diesen koaxial umgebend, halliergas gefüllten Gefäß anzuordnen. Dadurch sind ten zu lassen. Dadurch kann ein Glimm- oder die durch den Ladungstransport in; einem flüssigen Sprüherscheinungen ausschließender geregelter Span>Isoliermittel und die durch Induktionen am Meß- 25 nungsabbau vom hochspannungsseitigen zum erdseispannungsteiler verursachten Schwierigkeiten vermie- tigen Ende des Spannungsteilers sichergestellt werden, den.

Die thermische Einlaufzeit ist bedingt durch die In den Deckel s-ind bei der bevorzugten Ausfüh-Zeit bis zum Erreichen eines Temperaturgleichge- rungsform der Erfindung isolierte Durchführungen wichtes am Meßspannungsteiler. Diese Zeit wird bei 30 für die Hochspannungszuführung, für die Leitungen den bekannten Anordnungen durch die große War- zum Abgriff der Teilspannungen und für die Anmekapazität des flüssigen Isoliermittels erheblich Schlußleitungen des Stabilisierkondensators gasdicht verlängert. Die Anordnung der erwähnten, für die eingesetzt. Dabei werden zweckmäßigerweise geGüte der Regelung entscheidenden Bauelemente in schirmte Leitungen verwendet. Der Deckel trägt in einem gasgefüllten Raum beseitigt die große mitzuer- 35 seiner Mitte einen Durchführungsisolator für die wärmende Isoliermittelmasse in der Umgebung von Hochspannungszuführung.

Meßspannungsteiler und Stabilisierkondensator. . Die F i g. 2 und 3 zeigen in einem vertikalen und Außerdem setzt bereits bei den kleinsten Erwärmun- einem horizontalen Schnitt ein Ausführungsbeispiel gen der Widerstände des Meßspannungsteilers eine der Erfindung. In dem den topfförmigen Bodenteil Gasströmung ein, die durch Konvektion eine schnelle 4° 20 und den Deckel 21 sowie nicht dargestellte, zwi-Abführung der Stromwärme in den Widerständen be- sehen diesen Teilen angeordnete Dichtungen aufweiwirkt. Der Unterschied ist so groß, daß bei Ölisolie- senden Gefäß befindet sich die allgemein mit 22 berungen'" im beschriebenen Falle Einlaufzeiten von zeichnete Anordnung, die als elektrisch aktive EIeetwa einer Stunde und mehr, bei Gasisolation solche mente den Meßspannungsteiler 23 und den Stabilivon weniger als 15 bis herunter zu z.B. nur 3 Minu- 45 sierkondensator 24 enthält. Dabei ist in diesem Austen beobachtet werden. führungsbeispiel der Meßspannungsteiler 23, wie Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Meß- F i g. 3 erkennen läßt, aus einer erforderlichen Anspannungsteiler und den Stabilisierkondensator zu zahl von Widerstandsstäben 23 a in wendeiförmiger einer an einem Deckel des Gefäßes hängenden An- Anordnung zusammengesetzt.
Ordnung zusammenzufassen. Dann ist es möglich, in 5° Der Meßspannungsteiler 23 und der Stabilisiereinfacher Weise durch Anheben des Deckels, der un- kondensator 24 sind dadurch zu einer an dem Deckel ter Verwendung geeigneter Zwischendichtungen gas- 21 befestigten Anordnung zusammengefaßt, daß drei dicht auf das topfartige Bodenteil des Gefäßes auf- Haltestreben 25, 26 und 27 in rotatiOnssymmetrisetzbar ist, alle in dem Gefäß enthaltenen Teile aus scher Anordnung vorgesehen sind und über die Bodiesem, z. B. zwecks Auswechselns oder Prüfung, 55 denplatte 28 die genannten Anordnungen in noch zu herauszunehmen. beschreibender Weise tragen. Zur Halterung der ein-Eine entsprechende konstruktive Ausführungsform zelnen Elemente 23 a des Meßspannungsteilers 23 der Erfindung sieht vor, daß an dem Deckel über dient der auf die Bodenplatte 28 aufgesetzte Isolier-Haltestreben eine Bodenplatte innerhalb des Gefäßes zylinder 29 mit radial auf seiner Mantelfläche stebefindlich befestigt ist und von dieser der Meßspan- ⁶° henden Isolierzapfen 30, deren Anordnung F i g. 3 nungsteiler und der Stabilisierkondensator zwischen erkennen läßt. Um einen Überschlag zwischen beder Bodenplatte und dem Deckel gehalten sind. Da- nachbarten Verbindungsstellen der Widerstandsstäbe bei erfüllen die Haltestreben zweckmäßigerweise zu- 23 α verschiedener Windungen ihrer wendeiförmigen gleich die weiteren Aufgaben des mechanischen Anordnung auszuschließen, sind die Isolierzapfen 30 Schutzes der aktiven Elemente der Regelanlage und 65' verschiedener Wendeln in Umfangsrichtung gegender Führung der Einheit beim Einsetzen in das Ge- einander versetzt angeordnet.

faß bzw. beim Herausnehmen aus diesem. Die Winkelabstände der Isolierzapfen sind vor-

■ Auf der Bodenplatte wird man einen Isolierzylin- zugsweise so gewählt, daß erst nach jeweils zwei Um-

laufen um die Zylinderachse die Isolierzapfen auf derselben Mantellinie des Isolierrohres liegen. Die Zahl der Isolierzapfen je Doppelumlauf der Schraubenlinie ist also ungerade; bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 sind neun radiale Isolierzapf en 30 pro Doppelumlauf vorgesehen. Dadurch sind die Anschlußstellen und die Stäbe der benachbarten 'Widerstandswindungen, z. B. 23 a, verhältnismäßig weit voneinander entfernt. Auch die auf einer Mantellinie aufeinanderfolgenden Befestigungspunkte der Widerstandskette sind verhältnismäßig weit voneinander entfernt.

Der Gedanke dieser Ausbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß trotz relativ kleiner Steigung der durch die Widerstandselemente gebildeten Wendeln die hinsichtlich eines Überschlages besonders gefährdeten Verbindungsstellen der einzelnen Elemente, also die Stellen der Isolierzapfen, infolge Versetzung in Umf angsrichtung doch den zur sicheren Isolierung erforderlichen Abstand besitzen.

Der Isolierzylinder 29 trägt über den Zwischenboden 31 mittels einer Verschraubung 32 den Stabilisierkondensator 24, so daß kein zusätzlicher Platzbedarf für den Kondensator besteht.

Diese Anordnung ist über den Durchführungsisolator 32 b für die Hochspannung, der an seinem oberen Ende 32 a eine Steckvorrichtung für das Hochspannungskabel tragen kann, sowie über weitere nicht dargestellte, in den Deckel eingelassene gasdichte Durchführungen elektrisch mit den übrigen, außerhalb des Gefäßes befindlichen Teilen der Regelanordnung sowie mit den angeschlossenen Geräten verbunden.

Der Isolierzylinder 29 dient ferner dazu, einen gesteuerten Abbau der Hochspannung erzwingende Schirmelektroden 33, 34, 35 und 36 in· zur Verhinderung von Sprüherscheinungen sicherstellender Anzahl zu tragen. Diese Schirmelektroden umgeben die in dem Gefäß 20, 21 enthaltenen aktiven Teile der Regelanordnung rotationssymmetrisch und sind mit geeignet gewählten Abgriffen des Meßspannungsteilers 23 elektrisch verbunden.

Die Widerstandsstäbe und ihre Verbindungsstellen brauchen nicht mehr durch Schirmelektroden geschützt zu werden, wenn das Hochspannungspotential genügend weit abgebaut ist. Bei einer Anordnung für

ίο 100 kV Hochspannung können die Widerstandsstäbe je nach ihrem Durchmesser ab etwa 40 bis 50 kV ungeschützt durch Schirmelektroden eingebaut werden, was zur Kostenersparnis beiträgt.

Infolge ihrer gewählten Anordnung wirken die Haltestreben 25, 26 und 27 zugleich als käfigartiger Schutz für die von ihnen eingeschlossenen aktiven Teile und als Führung für die so gebildete Einheit beim Einsetzen in den Topf 20 bzw. beim Herausnehmen aus diesem. Sie können ferner dazu dienen, Abgriffsleitungen zum Deckelteil 21 zu führen, das die entsprechenden Durchführungen aufweist.

Verständlicherweise kann es aus Platzgründen aber zweckmäßig sein, beispielsweise die Meßanschlüsse durch in den Mantel oder den Boden des topfförmigen Teiles 20 vakuumdicht eingesetzte Durchführungen hinauszuführen.

Zur Halterung der Schirmelektroden 34 bis 36 können zusäztliche Isolierstützen an dem Isolierzylinder 29 dienen, während die oberste Schirmelek- trode 33 kappenartig auf dem oberen Ende des Isolierzylinders 29 aufliegt.

Als isolierendes Medium in dem Gefäß kann beispielsweise ein elektronegatives Gas, z. B. SF₆, oder, jedes sonstige zu Isolierzwecken verwendbare Gas, wie Kohlendioxyd (CO₂), Stickstoff (N₂), Wasserstoff (H₂) oder Luft bei Atmosphären- oder höherem Druck dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Patentansprüche: bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das das Iso liergas enthaltende Gefäß zusätzlich zu einem öl-

1. Gleich-Hochspannungsregelungsvorrich- gefüllten Kessel für die übrigen Teile der Regeltung, insbesondere für Korpuskularstrahlgeräte, 5 schaltung vorhanden ist.

wie Elektronenmikroskope, mit einem Meßspannungsteiler zum Abgriff einer dem Istwert der

Ausgangsspannung entsprechenden, in einer Re- ·

gelschaltung mit einer einem Sollwert entspre- .'. . .
chenden Spannung zu vergleichenden Spannung io

und einem Stabilisierkondensator zur Schwin- Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleich-Hoch-

gungsunterdrückung, wobei der Meßspan- spannungsregelungsvorrichtung hoher Konstanz, ins-

nungsteiler und der Stabilisierkondensator in besondere für Korpuskularstrahlgeräte, wie Elektro-

einem ein Isoliermittel enthaltenden Gefäß an- nenmikroskope, mit einem Meßspannungsteiler zum

geordnet sind, dadurch gekennzeich- 15 Abgriff einer dem Istwert der Ausgangsspannung

net, daß das Gefäß gasdicht und das Isoliermit- entsprechenden, in einer Regelschaltung mit einer

tel gasförmig ist. einem Sollwert entsprechenden Spannung zu verglei-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- chenden Spannung und einem Stabilisierkondensator kennzeichnet, daß der Meßspannungsteiler (23) zur Schwingungsunterdrückung, wobei der Meßspan- und der Stabilisierkondensator (24) zu einer an 20 nungsteiler und der Stabilisierkondensator in einem einem Deckel (21) des Gefäßes hängenden An- ein Isomiermittel enthaltenden Gefäß angeordnet Ordnung zusammengefaßt sind. sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Bisher hat man bei derartigen Reglern den Meßkennzeichnet, daß an dem Deckel (21) über Hai- spannungsteiler und den Stabilisierkondensator testreben (25, 26, 27) eine Bodenplatte (28) in- 25 in einem mit Öl gefüllten Gefäß angeordnet (vgl. zum nerhalb des Gefäßes befindlich befestigt ist und Beispiel »RCA-Review«, VoLV, 1940/41, S. 293 bis von dieser der Meßspannungsteiler (23) und der 300, und USA.-Patentschrift 2 756 350). Hierbei hat Stabilisierkondensator (24) zwischen der Boden- man jedoch erkannt, daß infolge von Strömungsvorplatte (28) und dem Deckel (21) gehalten sind. gangen im Isoliermittel Ladungstransporte stattfin-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- 30 den, die die Konstanz der Hochspannung beeinträchkennzeichnet, daß auf der Bodenplatte (28) ein tigen. Im gleichen Sinn wirken elektrische Iduktionen Isolierzylinder (29). koaxial zu der Gefäßwand auf den Meßspannungsteiler und eine lange thermiverlaufend befestigt ist, dessen Mantelfläche eine sehe Einlaufzeit des Teilers.

den Meßspannungsteiler (23) bildende Wider- Es gehört weiterhin zum allgemeinen Stand der

Standskette in wendeiförmiger Anordnung trägt. 35 Technik, Hochspannungseinrichtungen in mit Isolier-

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- gas gefüllten Behältern unterzubringen (deutsche Pakennzeichnet, daß der Isolierzylinder (29) auf tentschrift 917 679, Patentschrift 6022 des Amtes für seiner Mantelfläche zur Befestigung der Wider- Erfindungs-und Patentwesen in Ost-Berlin).
Standskette dienende, radial gerichtete Isolierzap- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei fen (30) trägt, von denen die in Richtung der 4° einer.Gleich-Hochspannungsregeleinrichtung der einAchse des Isolierzylinders (29) aufeinanderfol- gangs genannten Art die Konstanz der Hochspangenden in Umfangsrichtung gegeneinander ver- nung zu erhöhen und die thermische Einlaufzeit hersetzt sind. abzusetzen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, da- erreicht, daß das Gefäß gasdicht und das Isoliermitdurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierkonden- 45 tel gasförmig ist.

sator (24) innerhalb des Isolierzylinders angeord- Das Prinzipschaltbild eines bekannten Gleichnet ist. Hochspannungsreglers zeigt Fig. 1. Die von einer

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 Wechselspannungsquelle 1 abgegebene Wechselspanbis6, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abgriffen nung wird in einer Gleichrichteranordnung 2 transdes Spannungsteilers elektrisch verbundene rota- 50 formiert, gleichgerichtet und gegebenenfalls geglättet tionssymmetrische Schirmelektroden (33, 34, 35, und vorgeregelt. Die Gleichspannung U1 muß in der 36) von auf der Mantelfläche des Isolierzylinders nachgeschalteten Regelanordnung auf extreme Konbefindlichen Isolierstützen, diesen koaxial umge- stanz geregelt werden. Die geregelte Spannung ist mit bend, gehalten sind. U 2 bezeichnet. In dem dargestellten Beispiel liegt

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 55 das Hochspannungspotential an der negativen Ausb'is 7, dadurch, gekennzeichnet, daß in den Deckel "gangsklemme der Gleichrichteranordnung 2.

(21) isolierte-Durchführungen für die Hochspan- Der Meßspannungsteiler enthält die Widerstände

nungszuführung, für die Leitungen zum Abgriff Rm und Rt, von denen der letztgenannte Widerstand

der Teilspannungen und für die Anschlußleitun- Rt zum Abgriff einer dem Istwert der Ausgangsspangen des Stabilisierkondensators (24) gasdicht ein- 60 nung U 2 entsprechenden Spannung Ut dient. Diese

gesetzt sind..... '.'.'. ' Spannung Ut wird in der Regelschaltung 3 mit einer

9. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch ge- Kompensationsspannung Uk verglichen. Eine etwa kennzeichnet, daß geschirmte Leitungen verwen- vorhandene Differenz zwischen diesen beiden Spandetsind. '"'*.'■■ nungen wird über einen in der Regelschaltung3 ent-

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- 65 haltenen Regelverstärker der in diesem Ausführungskennzeichnet, daß ein Durchführungsisolator beispiel als Triode ausgeführten Regelröhre 4 als Git-(326) für die Hochspannungszufuhrung in der tersteuerspannung zugeführt. Diese Zuführung er-Deckelmitte angeordnet ist. folgt so, daß der Widerstand der Röhre 4 jeweils in