DE1613901B2

DE1613901B2 - MULTI-STAGE SHOCK VOLTAGE GENERATOR FOR GENERATING CUT SHOCKWAVES

Info

Publication number: DE1613901B2
Application number: DE19671613901
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Ing χ 8000 Dresden Franke
Original assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Current assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Priority date: 1967-04-10
Filing date: 1967-04-10
Publication date: 1971-05-27
Also published as: DE1613901A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrstufigen Stoßspannung der zugeordneten Stufe liegen. Die er-Stoßspannungsgenerator zur Erzeugung abgeschnitte- findungsgemäß aufgebauten mehrstufigen Stoßspanner Stoßwellen, dessen einzelne Stufen mindestens aus nungsgeneratoren sind insbesondere geeignet für die einer Stoßkapazität und einer Schaltfunkenstrecke Erzeugung abgeschnittener Stoßwellen höchster bestehen. 5 Spannung sowie der Erzeugung stirnabgeschnittenerThe invention relates to a multi-level surge voltage of the associated level. The he-surge generator for generating cut-off according to the invention multi-stage shock tensioner shock waves, whose individual stages at least from voltage generators are particularly suitable for a surge capacitance and a switching spark gap generation of cut-off shock waves of the highest exist. 5 tension as well as the generation of cut-offs

Es ist bekannt, zur Erzeugung abgeschnittener Stoßwellen.It is known to generate truncated shock waves.

Stoßwellen am Ausgang des Generators eine Ab- Um die Erzeugung unterschiedlich hoher Stoßschneidefunkenstrecke anzuordnen, deren Zündung spannungen bequem zu ermöglichen, können sowohl mittels eines Steuerimpulses erzwungen wird. Als die Schaltfunkenstrecken als auch die Abschneide-Abschneidefunkenstrecken werden sowohl einfache io funkenstrecken mit mechanischen Mitteln in ihrer Kugelfunkenstrecken, entladungsgesteuerte Kugel- Schlagweite verstellbar ausgeführt sein. Dabei ist es funkenstrecken oder auch Dreielektrodenfunken- besonders vorteilhaft, die Schaltfunkenstrecken und strecken verwendet (deutsche Patentschrift 967 112, die Abschneidefunkenstrecken gemeinsam oder wahldeutsche Auslegeschrift 1 018 144). weise mittels ein und desselben Antriebes zu ver-Shock waves at the output of the generator reduce the generation of shock cutting spark gaps of different heights to arrange the ignition voltages to allow convenient, can be enforced by means of a control pulse. As the switching spark gaps as well as the cut-off-cut-off spark gaps both simple io spark gaps with mechanical means in their Spherical spark gaps, discharge-controlled ball impact distance be designed to be adjustable. It is there Spark gaps or three-electrode spark gaps - particularly advantageous, the switching spark gaps and stretch used (German patent specification 967 112, the cut-off spark gaps jointly or elective German Interpretation document 1 018 144). to be assigned by means of one and the same drive

Diese Einrichtungen sind in der Lage, bis zu Stoß- 15 stellen. Um den Zündzeitpunkt genau einzuhalten, spannungen von etwa 1MV mit einer Streuung der und zwar Realisierung der vorgegebenen Ab-Abschneidezeit von = ±0,1 μβ hinreichend sicher schneidezeit, können eine oder mehrere der Schal tzu arbeiten. Lediglich bei positiven Stoßspannungen funkenstrecken und/oder der Abschneidefunkenist die entladungsgesteuerte Kugelfunkenstrecke be- strecken vorzugsweise erdseitige Funkenstrecken reits ab 800 kV nicht mehr betriebssicher. Beim 20 steuerbar ausgeführt sein. Zum Zwecke der Einhal-Abschneiden höherer Stoßspannungen ergibt sich tung einer vorgegebenen Abschneidezeit ist eine jedoch infolge der großen Schlagweite der Auslöseeinrichtung vorteilhaft, bei der als Signal für Abschneidefunkenstrecken, daß der Spannungs- die Anregung der Abschneidefunkenstrecken das Zusammenbruch nicht plötzlich erfolgt, sondern daß Signal zur Anregung der Schaltfunkenstrecken vernach anfänglichem geringem Absinken der Span- 25 wendet und dieses über eine Verzögerungsleitung nung eine gewisse Zeitdauer die Spannung nicht geführt oder das Signal für die Anregung der Abweiter abklingt. Dabei ist die Verweilzeit um so schneidefunkenstrecken vom Ansprechen der Schaltgrößer, je größer die Schlagweite der Abschneide- funkenstrecken abgeleitet wird. Für die Merkmale funkenstrecke ist. Infolgedessen erhöht sich auch die der Unteransprüche wird Schutz nur in Verbindung Abschneidezeit für die Stoßspannungswelle. 30 _mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 begehrt.These facilities are able to handle up to 15 impact points. In order to adhere to the ignition point exactly, voltages of about 1MV with a spread of the and indeed implementation of the specified cut-off time of = ± 0.1 μβ sufficiently safe cut-off time, one or more of the switches can work. Spark gaps only in the case of positive impulse voltages and / or the cut-off spark is the discharge-controlled spherical spark gap, preferably earth-side spark gaps already no longer operationally reliable from 800 kV. Be designed to be controllable at 20. For the purpose of cutting higher impulse voltages there is a given cut-off time, however, due to the large throw of the triggering device, the signal for cut-off spark gaps is that the voltage does not break down suddenly, but rather that the signal for Excitation of the switching spark gaps neglects an initial slight drop in the voltage and this voltage is not carried for a certain period of time via a delay line or the signal for the excitation of the relay decays. The dwell time is all the more cutting spark gaps from the response of the switching variable, the larger the striking distance of the cutting spark gaps is derived. For the features spark gap is. As a result, the dependent claims will also be protected only in connection with the cut-off time for the surge voltage wave. 30 _with the subject matter of claim 1 coveted.

Diesen Nachteil kann man bekanntlich dadurch An Hand einer Zeichnung soll nachstehend dieAs is well known, this disadvantage can be avoided by means of a drawing

vermeiden, daß man die Abschneidefunkenstrecke Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutertavoid that the cut-off spark gap invention is explained using an exemplary embodiment

als Vielfachfunkenstrecke aufbaut. Bei einer be- werden.builds up as a multiple spark gap. Be at one.

kannten Ausführung (österreichische Patentschrift Stoßkondensatoren 1 werden in bekannter Weise 244 444) ist dabei die Vielfachfunkenstrecke derart 35 _von einem Ladegleichrichter 2 über Ladewiderunterteilt, daß auf die einzelnen Funkenstrecken stände 3 aufgeladen. Den Stoßkondensatoren 1 paretwa 50 kV entfallen. Da diese Vielfachfunken- _an_el liegen Schaltfunkenstrecken 4 und Entladestrecke an der gesamten Hochspannung liegt, müssen widerstände 5. Die Schaltfunkenstrecken 4 sind außerdie einzelnen Funkenstrecken über ohmsche Wider- dem über Dämpfungswiderstände 6 mit dem Stoßstände in ihrem Potential zwangsgesteuert sein. Ins- ₄₀ kondensator der jeweils nächsten Stufe bzw. einem besondere bei Stoßspannungsanlagen höherer Span- Belastungskondensator 8 und einem Prüfling 9 vernung führt dies zu einem erheblichen Aufwand. bunden. Zur Erzeugung von abgeschnittenen Stoß-Außerdem erfordert eine solche Ausführung insbe- wellen sind Abschneidefunkenstrecken 7 parallel zur sondere wegen der Gewährleistung der linearen Reihenschaltung von Ladewiderstand 5 und Dämp-Spannungsaufteilung längs der Vielfachfunken- ₄₅ fungswiderstand 6 jeder einzelnen Stufe geschaltet, strecke einen erheblichen Platz im Hochspannungs- Die Schaltfunkenstrecken 4 und die Abschneideprüffeld. Ferner ist die notwendige Anpassung der funkenstrecken 7 der erdseitigen Stufe weisen je eine Anzahl der notwendigen Teilfunkenstrecken an die Reizelektrode auf und werden von nicht dargestellabzuschneidende Stoßspannung beschwerlich und es ten Auslöseeinrichtungen beeinflußt. Der Stoßerscheint die Anwendung von Vielfachfunkenstrecken 50 generator arbeitet auf den Belastungskondensator 8 bei extrem hohen Spannungen nicht aussichtsreich. und den Prüfling 9.Known execution (Austrian patent impulse capacitors 1 are in a known manner 244 444) the multiple _{spark gap is so divided by} a charging rectifier 2 via charging resistors that 3 would be charged on the individual spark gaps. The surge capacitors 1 are about 50 kV. Since these Vielfachfunken- are l _a n _e spark gap 4 and discharge path is located on the entire high voltage must resistors 5. The switching spark gaps 4 are außerdie individual radio links be forcibly controlled via damping resistors 6 with the push stands in its potential across ohmic resistance the. In- ₄₀ capacitor of the respective next stage or a special in impulse voltage systems higher voltage load capacitor 8 and a test item 9 circuit, this leads to a considerable effort. bound. For the production of truncated shock-addition requires such an embodiment waves in particular are cut spark gaps 7 parallel to sondere for ensuring the linear series circuit of a charging resistor 5 and Dämp-voltage distribution along the Vielfachfunken- ₄₅ Fung resistor 6 each stage connected, range a considerable amount of space in the High-voltage The switching spark gaps 4 and the cut-off test field. Furthermore, the necessary adaptation of the spark gaps 7 of the earth-side stage each have a number of the necessary partial spark gaps to the stimulation electrode and are troublesome by impulse voltage that is not shown to be cut off and it affects triggering devices. The surge appears the application of multiple spark gaps 50 generator works on the load capacitor 8 at extremely high voltages not promising. and the test item 9.

Es ist der Zweck der Erfindung, die beschriebenen Wenn nach Durchzündung der Schaltfunkenstrek-It is the purpose of the invention, the described If after ignition of the switching spark gap

Nachteile zu vermeiden. ken 4, die durch Anregung der Reizelektroden be-Avoid disadvantages. ken 4, which by stimulating the stimulation electrodes

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei wirkt wird, die Stoßspannung am Ausgang des einem mehrstufigen Stoßspannungsgenerator eine Ab- 55 Generators sich ausbildet, werden gleichzeitig die schneideeinrichtung ohne erheblichen Aufwand bei Abschneidefunkenstrecken 7 mit der jeweiligen Stuhöheren Spannungen für eine konstante Abschneide- fenstoßspannung beaufschlagt. Die Schlagweite der zeit bei unterschiedlichen Scheitelwerten der Stoß- Abschneidefunkenstrecken 7 ist dabei auf einen Wert spannung zu realisieren, und zwar ohne daß für diese eingestellt, der unter Beachtung des Ausnutzungs-Einrichtung erheblicher Platz im Hochspannungs- 60 faktors knapp oberhalb des Wertes liegt, bei dem prüffeld zur Verfügung gestellt werden muß. Selbstzündung eintritt. Nach Ablauf der vorgege-The invention is based on the object, when the surge voltage is formed at the output of a multistage surge voltage generator, a generator, the cutting device is simultaneously applied with the respective higher voltages for a constant cutting surge voltage without considerable effort in the case of cut-off spark gaps 7. The range of the time at different peak values of the shock cut-off spark gaps 7 is to be realized at a value voltage, without having to set the high-voltage factor, taking into account the utilization device, considerable space in the high-voltage factor just above the value must be made available to the test field. Auto-ignition occurs. After the specified

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem benen Abschneidezeit gibt eine nicht dargestellte Stoßspannungsgenerator der eingangs genannten Art Auslöseeinrichtung einen Zündimpuls auf die erddadurch gelöst, daß jede Stufe des mehrstufigen seitige Abschneidefunkenstrecke 7. Diese schlägt Stoßspannungsgenerators außerdem eine Abschneide- 65 durch und löst damit die Durchzündung der Serienfunkenstrecke in solcher Schaltungsanordnung ent- schaltung von Abschneidefunkenstrecken aus. Dieser hält, daß die Abschneidefunkenstrecken unterein- Vorgang wird durch die stets vorhandenen Erdander unmittelbar in Serie und jede von ihnen an der kapazitäten bewirkt, die an den Punkten a, b, c an-According to the invention, this object is achieved with a low cut-off time, a surge voltage generator (not shown) of the initially mentioned type triggering device an ignition pulse to the earth by the fact that each stage of the multi-stage side cut-off spark gap 7. This surge voltage generator also breaks through a cut-off 65 and thus triggers the ignition of the series spark gap In such a circuit arrangement, cutting off spark gaps are generated. This maintains that the cut-off spark gaps between them- process is caused by the always-present earth-to-earth connection directly in series and each of them at the capacities that are connected to points a, b, c.

greifen. Durch die Zündung der Abschneidefunkenstrecke 7 der erdseitigen Stufe wird die Erdkapazität am Punkt α plötzlich entladen, so daß der Punkt a Erdpotential annimmt. Der Punkt b dagegen liegt vorerst infolge der dort wirkenden Erdkapazität an einer Spannung, die etwa der doppelten Stufenspannung entspricht, so daß die Abschneidefunkenstrecke der zweiten Stufe nach dem Ansprechen der Abschneidefunkenstrecke der ersten Stufe mit einer großen Überspannung beansprucht wird, die jetzt den Durchschlag hervorruft. Das weitere Durchzünden der Stufen der Abschneidefunkenstrecken erfolgt in analoger Weise. Die Durchzündung aller Abschneidefunkenstrecken bedeutet aber, daß der Ausgang des Generators sowie der Belastungskondensator 8 und der Prüfling 9 nach Erde kurzgeschlossen werden, und daß damit die vom Generator gelieferte Stoßspannung abgeschnitten ist. Die Abschneidefunkenstrecken arbeiten dabei die Stoßspannungen und Schlagweiten, die maximal der Stufenspannung eines Stoßgenerators entsprechen. Da die Stufenspannungen etwa um 300 kV liegen, treten bei den Durchschlägen der Abschneidefunkenstrecken nicht die nachteiligen Erscheinungen auf, die bei Spannungen um 1 MV beobachtet wurden. Zur Erzeugung von abgeschnittenen Stoßwellen unterschiedlichen Scheitelwertes werden die Schaltfunkenstrecken in nicht dargestellter Weise mittels mechanischer Antriebe über Isolierwellen in ihrer Schlagweite an die Ladespannung angepaßt. In gleieher Weise wird der Abstand der Abschneidefunkenstrecken verstellt. Dabei kann es von Vorteil sein, für den Antrieb der Schalt- und Abschneideeinrichtungen gleiche Mittel zu verwenden.to grab. When the cut-off spark gap 7 of the earth-side stage is ignited, the earth capacitance at point α is suddenly discharged, so that point a assumes earth potential. Point b, on the other hand, is initially due to the earth capacitance acting there at a voltage that corresponds approximately to twice the step voltage, so that the cut-off spark gap of the second stage is stressed with a large overvoltage after the cut-off spark gap of the first stage has responded, which now causes the breakdown. The further ignition of the stages of the cut-off spark gaps takes place in an analogous manner. The ignition of all cut-off spark gaps means, however, that the output of the generator as well as the load capacitor 8 and the test item 9 are short-circuited to earth, and that the surge voltage supplied by the generator is cut off. The cut-off spark gaps work the surge voltages and striking distances that correspond at most to the step voltage of a surge generator. Since the step voltages are around 300 kV, the breakdowns of the cut-off spark gaps do not have the disadvantageous phenomena that were observed at voltages around 1 MV. To generate cut shock waves of different peak values, the switching spark gaps are matched to the charging voltage by means of mechanical drives via insulating shafts, in a manner not shown. The distance between the cut-off spark gaps is adjusted in the same way. It can be advantageous to use the same means for driving the switching and cutting devices.

Ein derartig aufgebauter Stoßspannungsgenerator eignet sich auch zur Erzeugung stirnabgeschnittener Stoßwellen, wenn die Abschneidefunkenstrecken hinsichtlich ihrer Schlagweite auf den abzuschneidenden Spannungsbetrag der einzelnen Stufen eingestellt sind. Soll ein bestimmter Verlauf des Spannungs-Zusammenbruches erreicht werden, so kann dies dadurch bewirkt werden, daß in Serie mit den einzelnen Abschneidefunkenstrecken Dämpfungswiderstände geschaltet sind.An impulse voltage generator constructed in this way is also suitable for generating cut-offs Shock waves, if the cut-off spark gaps with regard to their striking distance on the cut-off Voltage amount of the individual stages are set. Should a certain course of the tension collapse can be achieved, this can be done in series with the individual Cut-off spark gaps damping resistors are switched.

Claims

Patent claims:

1. Multi-stage surge voltage generator for generating cut shock waves, whose individual stages consist of at least a surge capacitance and a switching spark gap, characterized in that each stage also contains a cut-off spark gap in such circuitry that the Cut-off spark gaps directly in series with each other and each of them at the impulse voltage of the assigned level.

2. Multi-stage surge voltage generator according to claim 1, characterized in that both the switching spark gaps as well as the cut-off spark gaps by mechanical means are adjustable in their striking distance.

3. Multi-stage surge voltage generator according to claim 2, characterized in that the Switching spark gaps and the cut-off spark gaps together or optionally by means of a and the same drive are adjustable.

4. Multi-stage surge voltage generator according to claim 1, characterized in that a or several switching spark gaps and / or cut-off spark gaps, preferably earth-side Spark gaps, are designed to be controllable.

5. Multi-stage surge voltage generator according to claim 4, characterized by a triggering device of the kind that the controllable cut-off spark gaps are dependent on the signal for triggering the controllable switching spark gaps or triggered by them themselves after a preselectable time.

1 sheet of drawings