DE2633240B1 - Verfahren zur pruefung der spannungsfestigkeit elektrischer geraete und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• Nach dem Gesetz von Paschen hängt die Durchschlagsspannung im homogenen elektrischen Feld für ein bestimmtes Gas nur vom Gasdruck und vom Elektrodenabstand ab. Das Diagramm in der Figur zeigt den charakteristischen Verlauf der Durchbruchsspannung in Abhängigkeit vom Produkt Gasdruck mal Elektrodenabstand [p . d]. Die Betrachtung des Diagramms zeigt, daß ausgehend von einem großen Betrag von p D, z. B. bei normalem Luftdruck zu kleinerem Druck die Durchbruchsspannung UD zurückgeht und bei etwa 330 V ein Minimum durchläuft, um bei noch kleinerem Betrag p d wieder stark anzusteigen. Bei einer fest vorgegebenen Anordnung, wie sie bei elektrischen Geräten vorliegt, bleibt der Abstand der spannungsführenden Geräteteile konstant, so daß bei unverändertem Verlauf des Diagramms auch die Abhängigkeit der Durchbruchsspannung UD vom Gasdruck p dargestellt werden kann. Der Bereich von normalem Gasdruck bis zu dem Wert, bei dem die Minimumspannung erreicht wird, ist für das Prüfverfahren wesentlich. In diesem Bereich verläuft die Durchbruchsspannung UD annähernd proportional dem Gasdruck p.
• Ein für die Spannungsprüfung geeignetes Evakuiergerät muß so ausgebildet sein, daß es für die Zeit der Spannungsprüfung den Gasdruck sicher konstant halten kann. Für die Zuführung der Prüfspannung oder der Versorgungsspannung des Prüflings müssen gasdichte Durchführungen in das Evakuiergehäuse vorgesehen sein. Für die Prüfspannungserzeugung (Versorgungsspannung) ist meist ein Konstantspannungsgerät mit Strombegrenzung vorgesehen, das Spannungsüberschläge im Evakuiergerät anzeigt und begrenzt Um die Prüfzeiten zu reduzieren und bei unterschiedlich schnellem Ansteigen der Prüfspannung unterschiedliche Spannungs-Überschlagswerte zu vermeiden, kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung im Evakuiergerät eine lonisationsfunkenstrecke vorgesehen werden, mittels deren Sprühen eine Vorionisierung vorgenommen wird. Zu diesem Zweck werden in einem Impulsgeber erzeugte periodische Spannungsimpulse an wenigstens eine Ionisationsfunkenstrecke geführt. Die Vorionisierung kann auch durch äußere Strahlung erreicht werden.
• Da in derartigen elektrischen Geräten selten völlig homogene Felder auftreten, wurde in einem Modellversuch die Abhängigkeit der Durchbruchsspannung vom Gasdruck in einem inhomogenen Feld gemessen. Außer zwei in festem Abstand zueinander angeordneten Hauptelektroden zwischen denen die Überschlagsspannung erzeugt wird, war zur Zeitraffung bei den Untersuchungen der geerdeten Hauptelektrode eine Hilfselektrode zur Vorionisation zugeordnet und mit Spannungsimpulsen von 100 hz beaufschlagt, so daß fortlaufend Überschläge zur Hilfselektrode stattfinden.
• Die dann mit Gleich- und Wechselspannung an den Hauptelektroden vorgenommenen Untersuchungen ergaben nur wenig streuende Überschlagsspannungen und halfen Grenzwerte für die Spannungsprüfung bei Unterdruck zu finden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Prüfung von elektrischen Geräten auf Spannungsfestigkeit, insbesondere für Geräte mit hoher Betriebsspannung, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Spannungsprüfung mit einer unter der vorgeschriebenen Prüfspannung liegenden verminderten Prüfspannung, vorzugsweise mit der Betriebsspannung des zu prüfenden elektrischen Gerätes bei einem gegenüber dem freien atomsphärischen Druck etwa proportional im Verhältnis von verminderter Prüfspannung zu vorgeschriebener Prüfspannung reduziertem Gasdruck durchgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsprüfung der elektrischen Geräte in einem Evakuiergerät erfolgt, das freien Einblick auf das zu prüfende Gerät ermöglicht.
3. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung einer besonderen in das Evakuiergerät eingeführten Elektrode mit dem geerdeten Anschluß für die Prüfspannungszuführung eine lonisationsfunkenstrecke gebildet wird, die mit periodischen Spannungsimpulsen eines Impulsgebers beaufschlagt ist.
4. 4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungsschaltung mit einer selbsttätigen Anzeige für Spannungsüberschläge am zu prüfenden Gerät vorgesehen ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Prüfung von elektrischen Geräten auf Spannungsfestigkeit, insbesondere für Geräte mit hoher Betriebsspannung.

   Die Spannungsprüfung von Fernmeldegeräten und deren Stromversorgung erfolgt nach besonderen Vorschriften, die für die Prüfspannung die dreifache Betriebsspannung oder mindestens 500 V als Prüfspannung für den Fernmeldekreis gegen Masse vorschreiben. Eine derartige Prüfung von elektrischen Geräten ist mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden, weil im allgemeinen eine größere Anzahl von elektrischen Bauelementen mit einem Pol betriebsmäßig fest geerdet sind. Damit bei dieser Spannungsprüfung, die auf den überschlagsicheren konstruktiven Aufbau der elektrischen Geräte und ihre Isolation abgestellt ist, die mit Masse verbundenen elektrischen Bauelemente nicht der meist unzulässig hohen Prüfspannung ausgesetzt sind, müssen die Masseverbindungen aufgetrennt und der gesamte Stromkreis asymmetrisch gegen Masse geprüft werden. Bei Geräten mit hoher Spannung sind jedoch die an Masse liegenden Verdrahtungs- und Bauteile aus Platzgründen meist schwächer isoliert als die auf der Hochspannungsseite, so daß trotz der beschriebenen Trennung der Masseverbindungen eine Prüfung des gesamten Stromkreises mit der dreifachen Betriebsspannung gegen Masse zu Spannungsüberschlägen führen würde. Bei der nachträglichen Wiederherstellung der Masseverbindungen lassen sich Schaltfehler auch nie ganz vermeiden.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfverfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß insbesondere der Arbeitsaufwand wesentlich reduziert werden kann und eine unnötige Gefährdung von Schaltungsteilen durch zu hohe Spannungsbeanspruchung vermieden wird.

   Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Spannungsprüfung mit einer unter der vorgeschriebenen Prüfspannung liegenden verminderten Prüfspannung, vorzugsweise mit der Betriebsspannung des zu prüfenden elektrischen Gerätes bei einem gegenüber dem freien atmosphärischen Druck etwa proportional im Verhältnis von verminderter Prüfspannung zu vorgeschriebener Prüfspannung reduziertem Gasdruck durchgeführt wird. Zur Erzielung einer kleinen Gasdichte wird die Temperatur möglichst konstant gehalten.

   Die Durchführung des Verfahrens zur Spannungsprüfung erfolgt unter Verwendung eines Evakuiergerätes, das geeignet ist, das zu prüfende elektrische Gerät aufzunehmen, und das zweckmäßig so ausgebildet ist, daß freie Einsicht auf das elektrische Gerät möglich ist.

   Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Erkenntnis aus dem Paschenschen Gesetz aus, wonach die Durchschlagsspannung im homogenen elektrischen Feld für ein bestimmtes Gas nur vom Gasdruck und dem Elektrodenabstand abhängt. Der Gasdruck im Evakuiergerät wird bei der Prüfung so weit abgesenkt, daß bei einer verminderten Prüfspannung die vorzugsweise der Betriebsspannung des elektrischen Gerätes entspricht die gleichen Prüfbedingungen erfüllt sind, als wenn das elektrische Gerät bei atmosphärischem Druck einer der dreifachen Betriebsspannung entsprechenden Prüfspannung ausgesetzt wäre.

   Das neue Prüfverfahren dient in besonderem Maße der Qualitätssicherung. Mit ihm wird zum Teil erstmals eine praxisbezogene Spannungsprüfung schaltungsaufwendiger elektrischer Geräte möglich. Die bisher praktizierte Prüfung verschiedener Potentialebenen einer Schaltung gegeneinander mit den damit verbundenen aufwendigen Lötarbeiten kann vollständig vermieden werden. Auch die bisher benötigten verschiedenen Hochspannungsquellen für die Erzeugung der Prüfspannungen sind bei Anwendung des neuen Verfahrens nicht mehr erforderlich.

   Die Erfindung wird in Verbindung mit einem in einer Figur dargestellten Diagramm näher erläutert.