DE437453C

DE437453C - Device for recording electrical processes

Info

Publication number: DE437453C
Application number: DES68034D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1926-11-24

Description

Vorrichtung zum Aufzeichnen elektrischer Vorgänge. In der Elektrotechnik liegt häufig die Aufgabe vor, elektrische Vorgänge, die sich in außerordentlich kurzen Zeiten abspielen, aufzuzeichnen.Device for recording electrical processes. In electrical engineering there is often the task of electrical processes, which result in extraordinary play short times, record.

Z. B. treten in elektrischen Schwingungskreisen bekanntlich Erscheinungen auf, die Wanderwellen genannt werden und mit starken Spannungsschwankungen verbunden sind. Wenn die Spannungsänderung genügend langsam vor sich geht, kann ein Galvanometer benutzt werden, um die Wellen anzuzeigen. Es gibt jedoch eine Grenze für die Geschwindigkeit der Spannungsänderung, für die sich irgendein bekanntes Instrument mit mechanisch beweglichen Teilen infolge seiner mechanischen Trägheit nicht mehr so bauen läßt, daß die Wellen genügend empfindlich angezeigt oder aufgezeichnet werden. Derartige Wellen sind die Wanderwellen mit steiler Stirn im Gegensatz zu einer Welle, die einen verhältnismäßig flachen Anstieg zeigt, und zu der dauernden Welle eines Wechselstromkreises.For example, it is known that phenomena occur in electrical oscillating circuits which are called traveling waves and are associated with strong voltage fluctuations are. If the voltage change is slow enough, a galvanometer can used to indicate the waves. However, there is a limit to the speed the change in voltage, for which any known instrument is mechanically moving parts can no longer be built in this way due to its mechanical inertia, that the waves are displayed or recorded with sufficient sensitivity. Such Waves are the traveling waves with a steep forehead in contrast to a wave that shows a relatively flat slope, and to the sustained wave of an alternating current circuit.

Wellen mit steilem Anstieg können in Stromkreisen durch verschiedene Ursachen entstehen, wie z. B. durch Blitz oder Erdschlüsse von besonders kurzer Dauer; sie können die Wirksamkeit des Stromkreises mehr oder weniger beeinträchtigen, je nach ihrer Steilheit, ihrer Dauer, ihrer Größe und ihrer Richtung. Es ist deshalb außerordentlich wünschenswert, Beobachtungen dieser charakteristischen Eigenschaften von einem direkt anzeigenden Instrument ablesen zu können. Dieses soll handlich sein und sich zur Vornahme normaler oder spezieller Messungen eignen.Waves with a steep rise can be in circuits through different Causes arise, such as B. by lightning or earth faults of particularly short Duration; they can affect the effectiveness of the circuit to a greater or lesser extent, depending on their steepness, their duration, their size and their direction. It is therefore extremely desirable observations of these characteristics to be able to read from a direct reading instrument. This is supposed to be handy suitable for making normal or special measurements.

Es ist nun bekannt, daß, wenn man fein pulverisierten Schwefel und Mennige über eine elektrisch geladene Isolierplatte verteilt, sich Figuren bilden, die Schneeflocken und anderen Kristallen ähneln. (Lichtenbergsche Figuren.) Gemäß der Erfindung wird die obenerwähnte Erscheinung ausgenutzt. Die Erfindung besteht aus einer Vorrichtung, bei der die von dem zu untersuchenden Vorgange herrührende Elektrizität auf eine Schicht einwirkt, die hierdurch chemisch verändert wird. Mit anderen Worten: eine lichtempfindliche Platte wirf in einem lichtdichten Gehäuse zwischen positive und negative Elektroden gebracht und einer elektrischen Spannung ausgesetzt, die unterhalb der Grenze liegt, bei der eine Lichtwirkung eintritt. Wenn sich die positive Elektrode über und die negative Elektrode unter der lichtempfindlichen Platte befindet, ist die durch eine Welle entstehende Figur in ihrer Art deutlich verschieden von derjenigen, die man erhält, wenn die Stellungen der Elektroden miteinander vertauscht werden.It is now known that when using finely powdered sulfur and Red lead spread over an electrically charged insulating plate, figures form, that resemble snowflakes and other crystals. (Lichtenberg figures.) According to the invention takes advantage of the above-mentioned phenomenon. The invention exists from a device in which the processes originating from the process to be examined Electricity acts on a layer, which is chemically changed as a result. With In other words, a photosensitive plate is placed in a light-tight housing placed between positive and negative electrodes and an electrical voltage exposed, which is below the limit at which a light effect occurs. If the positive electrode is above and the negative electrode is below the photosensitive Plate is located, the shape of the figure created by a wave is clear different from the one obtained when the positions of the electrodes are interrelated be swapped.

Abb. i ist die schematische Ansicht einer Einrichtung, die gemäß dem wesentlichen Kennzeichen der Erfindung arbeitet.Fig. I is a schematic view of a device according to the essential characteristics of the invention works.

Abb.2 zeigt bestimmte bauliche Einzelheiten eines Instrumentes gemäß der Erfindung.Fig.2 shows certain structural details of an instrument according to the invention.

Abb. 3 ist ein vergrößerter Grundriß eines abgebrochen gedachten Teiles der Einrichtung gemäß Abb. 2.Fig. 3 is an enlarged plan view of a broken-off portion the device according to Fig. 2.

Abb. q. und 5 sind schematische Ansichten verschiedener Anordnungen des Gegenstandes der Erfindung beim Einbau in elektrische Verteilungsnetze.Fig.q. and Fig. 5 are schematic views of various arrangements of the subject matter of the invention when installed in electrical distribution networks.

Abb. 6 und 7 sind vergrößerte Darstellungen der Aufzeichnungen, wie sie durch das Instrument gemäß Abb.2 hervorgebracht werden.Figs. 6 and 7 are enlarged views of the records, such as they are produced by the instrument according to Figure 2.

Wie Abb. i zeigt, ist ein positiver Leiter 2 eines Stromkreises i durch einen Schalter 3 mit einer Elektrode 4 verbunden, die mit einem Ende in Berührung mit der lichtempfindlichen Schicht 5 einer photograPllischen Platte 6 gebracht ist. Diese liegt auf einer elektrisch leitenden Platte 7, die mit einem negativen Leiter 8 des Stromkreises i verbunden ist.As Fig. I shows, a positive conductor 2 is a circuit i connected by a switch 3 to an electrode 4, which is connected to one End in contact with the photosensitive layer 5 of a photographic plate 6 is brought. This lies on an electrically conductive plate 7, which with a negative conductor 8 of the circuit i is connected.

Wird Licht von der Platte 6 ferngehalten und der Schalter 3 geschlossen, so bewirkt eine positive Welle mit steilem Anstieg, die im Stromkreise i von der Elektrode 4. zur Platte 7 verläuft, ein Bild auf der Platte 6 ähnlich der in Abb.6 dargestellten Figur. Dieses Bild wird bei einer Spannung erhalten, die unterhalb der Korona oder Lichtbogenspannung liegt. Wenn die Welle in der entgegengesetzten, negativen Richtung auftritt, d. h. von der Platte 7 zur Elektrode 4., so ist das auf der Platte ,6 erzeugte Bild ähnlich dem in Abb.7 dargestellten. Diese Figuren werden bei der Anwendung einer Spannung von außerordentlich kurzer Dauer erhalten. Sie bilden sich nicht augenblicklich, sondern «-achsen bis zu ihrer vollen Ausdehnung, wobei die positiven Bilder in ungefähr io-` Sek. und die negativen in ungefähr io--7 Sek. entstehen.If light is kept away from the plate 6 and the switch 3 is closed, thus causes a positive wave with a steep rise in the circuit i of the Electrode 4. runs to plate 7, an image on plate 6 similar to that in Fig.6 shown figure. This image is obtained at a voltage that is below the corona or arc voltage is present. When the wave is in the opposite, negative direction occurs, d. H. from plate 7 to electrode 4, that's how it is on the plate, 6 generated image similar to that shown in Fig.7. These figures are obtained with the application of a voltage of extremely short duration. They do not form instantaneously, but rather "axes" to their full extent, the positive images in about 10 seconds and the negative ones in about 10 - 7 Sec. Arise.

Die positiven und negativen Bilder haben bestimmte gemeinsame Kennzeichen. wie z. B. Größe und Intensität, aber die Formen der Linien sind zweifelsfrei verschieden. Daher läßt sich die Richtung einer Welle leicht bestimmen.The positive and negative images have certain common characteristics. such as B. Size and intensity, but the shapes of the lines are clearly different. Therefore, the direction of a wave can be easily determined.

Der Durchmesser des Bildes ist ein Maß für die Größe; die Intensität des Bildes läßt einen Schluß auf die Dauer der Welle zu.The diameter of the picture is a measure of its size; the intensity of the picture allows a conclusion about the duration of the wave.

In der marktfähigen Ausführungsform besteht das Instrument (s. Abb.2) aus einem lichtdichten Gehäuse io, in dem die lichtempfindliche -Platte oder das Papier ii auf einer Unterlage oder einer Platte 12 angeordnet ist. Die letztere ist auf einer Welle 14 befestigt, die in einer Zwischenwand 15 des Gehäuses 1o gelagert und mit einem Kegelrad 16 ausgerüstet ist. Das Kegelrad 16 steht in Eingriff mit einem Kegelrad 18 auf einer Welle i9, die in Lagern 2i und 22 läuft, «-elche an der Zwischenwand 15 und der Seitenwand 23 des Gehäuses io angebracht sind. Die Welle ig ist mit Mitteln zum Antrieb der Platte io ausgerüstet, wie z. B. einer Schnurscheibe 25.In the marketable embodiment, the instrument (see Fig. 2) from a light-tight housing io, in which the light-sensitive plate or the Paper ii is arranged on a base or plate 12. The latter is mounted on a shaft 14 which is mounted in an intermediate wall 15 of the housing 1o and is equipped with a bevel gear 16. The bevel gear 16 is in mesh with a bevel gear 18 on a shaft 19, which runs in bearings 2i and 22, «-elche the intermediate wall 15 and the side wall 23 of the housing io are attached. The wave ig is equipped with means for driving the plate io, such as. B. a cord washer 25th

Eine Elektrode 27 ist durch eine Wand 28 in das Gehäuse io so eingeführt und so eingestellt, daß sie die Oberfläche 13 der lichtempfindlichen Platte i i eben leicht berührt, und zwar in einer bestimmten Entfernung von der Achse 14- In dieser gegenseitigen Lage werden die Platte i i und die Elektrode 27 gegeneinanderbewegt, um fortlaufend Aufzeichnungen auf der Platte entstehen zu lassen. Eine undurchsichtige Scheibe 29 ist auf einer Welle 3o befestigt, die in den Lagern 31 und 32 drehbar ist, welch letztere an der Zwischenwand 15 und der Wand 23 angebracht sind. Ein Kegelrad 34 auf der Welle 30 greift in ein Kegeltriebrad 35 ein, (las an einer Welle 36 befestigt ist, die in dem Lager 32 läuft und mit einer Schnurscheibe 38 oder einem anderen geeigneten Antriebsglied versehen ist.An electrode 27 is inserted through a wall 28 in the housing io and adjusted so that it just touches the surface 13 of the photosensitive plate ii just slightly, namely at a certain distance from the axis 14- In this mutual position, the plate ii and the electrode 27 moved towards one another in order to continuously make recordings on the disk. An opaque disk 29 is mounted on a shaft 3o which is rotatable in the bearings 31 and 32, the latter being attached to the intermediate wall 15 and the wall 23. A bevel gear 34 on shaft 30 meshes with a bevel pinion 35 (which is attached to a shaft 36 which runs in bearing 32 and is provided with a cord pulley 38 or other suitable drive member.

Wie in Abb.3 dargestellt wird, ist die Scheibe 29 nahe ihrem Umfange mit einer Reihe durchsichtiger Teile 4o versehen, «-elche die Tagesstunden in undurchsichtigen Zahlen tragen. Diese Zahlen können auch in anderer Weise aufgetragen sein, z. B. indem die Scheibe 29 geschnitten ist, so daß sie Zahlen ähnlich den Zahlen eines Stempels trägt, wenn sie nur geeignet sind, die Platte i i zu markieren. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform zur Markierung für die Tagesstunden auf der Platte i i umfaßt eine Lampe 42, deren Licht durch den Teil 43 geführt wird. Die Lampe 42 ist so eingerichtet, daß sie nur einen Augenblick aufleuchtet, wenn eine der Zahlen der Scheibe 29 dem Teil 43 gegenübersteht.As shown in Figure 3, the disc 29 is close to its circumference provided with a series of transparent parts 4o, "- what the hours of the day in opaque Bear numbers. These numbers can also be plotted in other ways, e.g. B. by cutting the disc 29 so that they have numbers similar to the numbers of one Stamp carries if they are only suitable to mark the plate i i. One special advantageous embodiment for marking the hours of the day on the plate i i comprises a lamp 42, the light of which is guided through part 43. The lamp 42 is set up so that it only lights up for a moment when one of the Numbers of the disc 29 facing the part 43.

Die Schnurscheiben 25 und 38 werden in übereinstimmender Geschwindigkeit angetrieben und dadurch die Platte i i und die Scheibe 29 in Umdrehung versetzt. Gleichzeitig leuchtet die Lampe 42 von Zeit zu Zeit auf, indem sie z. B. durch kontaktgebende Teile, die durch das Uhrwerk oder einen Motor mit konstanter Geschwindigkeit- (nicht dargestellt) betätigt werden, eingeschaltet wird. Dadurch ist es möglich, aufeinanderfolgende Wellenbilder aufzunehmen und die Tagesstunden zu markieren.The cord pulleys 25 and 38 are at the same speed driven and thereby the plate i i and the disk 29 set in rotation. At the same time, the lamp 42 lights up from time to time by z. B. by contacting Parts driven by the clockwork or a constant speed motor- (not shown) is activated. This makes it possible to have consecutive Take wave pictures and mark the hours of the day.

Wie in Abb.4 gezeigt ist, werden zwei Instrumente in das zu untersuchende Leitungsnetz eingebaut; bei dem einen von dieser. wird der Leiter 48 des Hochspannungskreises über der Erde 49 durch einen unterteilten Isolator 50 getragen. Die Ringe 52, 53, 54 dienen zur gleichmäßigen Verteilung des elektrostatischen Feldes. Die Elektrode 27 und das Leiterende 55 des Instrumentes io sind durch Leiter 57 und 58 je mit den Ringen 53 und 54 verbunden. Auf diese Weise ist .die Platte i i elektrischen Wellen ausgesetzt, die proportional den Wellen im Leiter 48 sind, aber durch Verstellung der Scheiben bis zu jedem gewünschten Grade verkleinert «-erden können.As shown in Figure 4, two instruments are built into the pipeline network to be investigated; with one of these. For example, the conductor 48 of the high voltage circuit is supported above ground 49 by a sectioned insulator 50 . The rings 52, 53, 54 serve to evenly distribute the electrostatic field. The electrode 27 and the conductor end 55 of the instrument io are connected to the rings 53 and 54 by conductors 57 and 58, respectively. In this way the plate is exposed to electrical waves which are proportional to the waves in the conductor 48 but which can be reduced in size to any desired degree by adjusting the disks.

Die zweite Vorrichtung der Abb. 4. ist auf einem Isolator 6o angeordnet, wobei in entsprechender Weise die Elektrode 27 und das Leiterende 55 über eine Selbstinduktion 59 verbunden sind, die im Zuge des Leiters 48 liegt. Bei dieser Anordnung ist die Spannung an der Selbstinduktion 59 proportional der Steilheit des Anstieges der Welle, d. h. die Spannung ist proportional Wenn eine positive Welle in der Richtung des Pfeiles 62 verläuft, wird auf der Platte i i ein Bild aufgezeichnet, das dem in Abb. 6 gezeichneten ähnelt. Wenn die Welle ein negatives Vorzeichen hat, so ist die aufgezeichnete Figur ähnlich der Abb.7. Dementsprechend sind, wenn die Welle in umgekehrter Richtung über die Leitung läuft, die entstehenden Bilder anders als die vorher erhaltenen. Auf diese Weise erreicht man durch Verbindung eines Instrumentes mit den Enden einer Selbstinduktion 59 eine Angabe über die Steilheit des Wellenanstiegs und die Richtung, in der die Welle wandert. Durch Benutzung zweier Instrumente, die gemäß Abb. q. angeschlossen sind, erhält man Angaben über die Größe, die Dauer, das Vorzeichen und die Richtung einer Welle gleichzeitig mit der Angabe über die Steilheit des Anstieges.The second device in FIG. 4 is arranged on an insulator 6o, the electrode 27 and the conductor end 55 being connected in a corresponding manner via a self-induction 59 which lies in the course of the conductor 48. In this arrangement, the voltage at the self-induction 59 is proportional to the steepness of the rise of the wave, ie the voltage is proportional When a positive wave travels in the direction of arrow 62, an image similar to that drawn in FIG. 6 is recorded on disk ii. If the wave has a negative sign, the recorded figure is similar to Figure 7. Accordingly, if the wave travels in reverse over the line, the resulting images will be different from those previously obtained. In this way, by connecting an instrument to the ends of a self-induction device 59, an indication of the steepness of the wave rise and the direction in which the wave is traveling is obtained. By using two instruments, which are shown in Fig. Q. are connected, you get information about the size, the duration, the sign and the direction of a wave at the same time as the information about the steepness of the rise.

Die in Abb. 5 dargestellte Vorrichtung- ermöglicht es, Wellen aufzuzeichnen, die ?wischen zwei Leitern eines Mehrphasensystems auftreten. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Isolatoren 65 und 66 ähnlich dem Isolator 50 zwischen der Erde und den Leitern 67 und 68 angeordnet. Die Elektrode 27 wird durch einen Leiter 70 mit einem Ring 71 am Isolator 65 verbunden, und das Leiterende 58 wird durch einen Leiter 72 mit einem Ring 73 am Isolator 66 verbunden. Das Gehäuse io kann gegen Erde isoliert werden, z. B. durch einen Isolator 75.The device shown in Fig. 5 makes it possible to record waves that occur between two conductors of a multiphase system. In this embodiment, insulators 65 and 66 are placed between ground and conductors 67 and 68, similar to insulator 50. The electrode 27 is connected by a conductor 70 to a ring 71 on the insulator 65, and the conductor end 58 is connected by a conductor 72 to a ring 73 on the insulator 66. The housing io can be isolated from earth, e.g. B. by an isolator 75.

Claims

CLAIMS: i. Device for recording electrical processes, especially those that take place in very short periods of time, thereby characterized in that electricity influenced by the process acts on a layer, which is chemically changed as a result.

2. Device according to claim i, characterized in that that one provided with a layer sensitive to electricity currents Plate exposed to a field or a current of electricity influenced by the process is.

3. Apparatus according to claim i and 2, characterized in that the with a sensitive layer provided plate moves during the action of electricity will. q ..

Device according to claim i to 3, characterized in that in one light-tight sealed housing electrodes above and below a rotatable plate are arranged.

5. Apparatus according to claim i to 4, characterized in that that on the rotatable plate markings, for. B. the time are arranged.

6th Device according to claims i to 5, characterized in that an electrode is attached the line to be examined and the other electrode connected to earth is.

7. Apparatus according to claim i to 5, characterized in that the electrodes j e are connected to one of the two capacitor layers, which are in one of the voltage field influenced by the line to be examined. B.

contraption according to claim i to 5, characterized in that the two electrodes are each connected to one Line of the multi-phase system to be examined are connected.

9. Device according to claims i to 5, characterized in that in a multiphase system mvei Capacitor assignments influenced by the lines to be examined j e to one Electrode are connected. ok

Device according to claims 1 to 5, 7 and 9, characterized characterized in that the capacitor assignments are arranged displaceably. 1i.

Device according to Claims 1 to 5, characterized in that one electrode each is connected to the ends of an inductance located in the course of the line.

12. The device according to claim i to i i, characterized by such a dimensioning of the acting electrical quantities or of the electrodes that the transfer of electricity on the sensitive layer without .visible light phenomena going on.