DE518228C - Hochspannungs-Pruefeinrichtung zur Erzeugung von Gleich- und Stossspannungen - Google Patents

Description

Für die Erzeugung hoher Stoßspannungen mit verhältnismäßig kleiner Ladespannung ist z.B. durch die deutsche Patentschrift 455 933 ein Weg gewiesen, der eine beliebige Spannungsvervielfachung gestattet. Er besteht darin, an zwei oder mehr von Gleichrichtern unmittelbar aufgeladenen Kondensatoren weitere Kondensatoren in Parallelschaltung anzuschließen und den Kondensatoren hochohmige Widerstände, meistens Wasserwiderstände, vorzuschalten. Diese so aufgeladenen Kondensatoren werden dann alle selbsttätig durch zwischen ihnen eingeschaltete Zündfunkenstrecken in Serie geschaltet, so daß die Spannungsdifferenz zwischen den beiden an den Enden dieser in Reihe liegenden Kondensatoren stoßartig auf einen entsprechend vielfachen Betrag steigt.

Es ist nun weiterhin bekannt, diese Koin-

ao densatoren, Funkenstrecken und Wasserwiderstände in einem Gestell zusammenzufassen, und zwar derart, daß das Gestell aus vier Säulen von übereinander angeordneten Stützisolatoren besteht, die miteinander an ihren

as Flanschstellen über Träger verbunden sind. Diese Träger verlaufen waagerecht und bilden gewissermaßen im ganzen Gestell waagerecht und parallel zueinander liegende Ebenen. Zwischen zwei solchen Ebenen werden die ebenfalls waagerecht liegenden Kondensatoren über weitere auf den Trägern befestigte Isolatoren gehalten. Die Zündfunkenstrecken liegen ebenfalls im wesentlichen waagerecht und senkrecht untereinander, müssen jedoch infolge der Anordnung der durch sie miteinander zu verbindenden Kondensatoren in zwei verschiedenen Ebenen schräg verlaufende Zuleitungen erhalten und wegen ihrer Einstellbarkeit von besonderen von den Trägern seitlich abstehenden Isolatoren getragen werden. Die Wasserwiderstände sind zwischen die Enden zweier in der gleichen oder in verschiedenen Ebenen angeordneten Kondensatoren geschaltet.

Weiterhin ist es aber auch schon bekannt, waagerecht liegende Kondensatoren unmittelbar an den sie tragenden säulenförmigen/ Stützisolatoren zu befestigen und die an seinem Isolator übereinanderliegenden Kondensatorenden über eine Zündfunkenstrecke miteinander zu verbinden.

Diesen bisher bekannten Anordnungen haften mehr oder weniger schwerwiegende Nachteile an. Sie bestehen hauptsächlich bei der ersten Anlage darin, daß eine geringe Übersichtlichkeit der Anordnung bei großem Isolierstoffaufwand vorhanden ist, während bei der zweiten Anlage ein Zusammenfassen der einzelnen Kondensatoren, Funkenstrecken und Wasserwiderstände zu einem Ganzen nicht deutlich in Erscheinung tritt.

Die Erfindung will diese Nachteile bei der Hochspannungsprüfeinrichtung zur Erzeugung von Gleich- und Stoßspannungen, bestehend aus zylindrischen Hochspannungskondensatoren, welche in einem nur aus säulenförmigen Isolatoren gebildeten Gestell zusammengefaßt und mit ihren Anschlußenden unmittel-

bar an den Isoliersäulen befestigt sind in, Verbindung mit Zündfunkenstrecken und Widerständen, dadurch beseitigen, daß die elektrisch hintereinandergeschalteten Kondensatoren in einem Winkel zu den im wesentlichen senkrecht die Isoliersäulen schneidenden, den Kondensatorenenden gemeinsamen Potentialebenen angeordnet sind, derart, daß die gleiches Potential aufweisenden Enden ίο zweier hintereinandergeschalteter Kondensatoren in derselben Potentialebene und die -verschiedenes Potential aufweisenden anderen Anschlußenden der Kondensatoren entspre chend ihrer Potentialdifferenz in senkrechter Richtung auseinandergelegt sind. Bei dieser Anordnung besteht der Vorteil, daß die ganze Anlage in waagerecht übereinander bzw. parallel zueinander hegende, elektrisch gleiche Potentialabschnitte bzw. Einheiten unterteilt ist, so daß die günstigste elektrische Beanspruchung aller einzelnen Teile und ein einfacher Aufbau der Anlage gewährleistet ist. Durch die an sich bekannte Übereinanderanordnung in Verbindung mit der Schräglage der Kondensatoren wird nicht nur an. Isolierstoffaufwand gespart, sondern es ist auch eine kleinere Grundfläche zum Aufbau des Gestells durch Zusammendrücken der Isolatorensäulen gegenüber den bekannten. Anordnungen vorhanden. Bei der Ausbildung der Anordnung gemäß der Erfindung gelangt man also auch zu einer beträchtlichen Ersparnis an Grundfläche, ohne daß die Aufbauhöhe ein unerwünschtes Maß annimmt. Für sehr hohe Spannungen erstreckt sich sodann die Anordnung weniger in die Breite als in die Höhe, die ja bei Hochspannungs-Prüfeinrichtungen der erforderlichen Überschlagsabstände wegen an und für sich schon vorhanden sein muß. Die Ersparnis an Grundfläche ist beim Aufbau der Anordnung in Prüffeldern insofern von Vorteil, als ja der Fußboden zum Aufstellen der zu prüfenden Gegenstände möglichst frei zu halten ist.
Vorteilhaft können die Isoliersäulen, welche die eine gleiche Steigungsrichtung aufweisenden Kondensatoren tragen, die Eckpunkte eines Vielecks bilden. Durch diese Vieleckanordnung der Isolatoren wird gegenüber der Anordnung nur zweier auf einer Grundlinie senkrecht hochragender Isoüersäulen neben einer größeren Standsicherheit, die bei Stoßprüfanlagen bis zu 2 000 000 Volt gegen Erde bei Höhen bis zu 10 und mehr Meter sehr beachtlich ist, erreicht, daß zwischen je zwei Isoüersäulen immer nur eine Kategorie von Teilen liegt. Dadurch können die einen bestimmten Überschlagsabstand erforderlichen Zündfunkenstrecken beliebig angeordnet werden. Werden sie zusammen mit ihren als Einstellvorrichtung ausgebildeten Haltestäben in waagerechte Ebenen gelegt, so ergibt sich eine Ersparnis an Isolierhöhe gegenüber einer Schräganordnung. Weiterhin ist es bei dieser Anordnung möglich, die übereinander-Hegenden Kondensatorenenden an den einzelnen Isoliersäulen über senkrecht stehende Wasserwiderstände miteinander zu verbinden, wodurch wiederum der Vorteil erzielt wird, daß die die Wasserwiderstände enthaltenden Glasröhren nicht mehr infolge Verwindung des Gestells springen können, da jeder von ihnen nunmehr nur an ein und derselben Isoliersäule befestigt ist.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.

Die Abb. 1 und 2 zeigen die Anordnung nach der Erfindung bei Anordnung der Isoliersäulen in einer Grundlinie, die Abb. 3 und 4 eine Anlage, bei der die Isoliersäulen die Eckpunkte eines Vielecks (Dreiecks) bilden.

Zwischen den Isoliersäulen 11 und 12 befinden sich die zylinderförmigen Kondensatoren 13, 14, 15, 16, 17, 18, weiterhin die diö Enden der Kondensatoren 14,15 und die Enden der Kondensatoren, i6, 17 miteinander verbindenden schräg, vorteilhafter aber waagerecht liegenden Zündfunkenstrecken 19, 20 und schließlich die auf der Vorderseite 21, 22 und auf der Rückseite liegenden, schräg angeordneten Wasserwiderstände 23, 24, über die die Kondensatoren von der nicht gezeichneten Stromquelle aus aufgeladen- werden. Kondensatoren, Zündfunkenstrecken und Wasserwiderstände befinden sich dabei in gesonderten senkrechten und zueinander parallelen Ebenen. Es haben dabei die unteren bzw. oberen Enden eines jeden Kondensatorpaares immer gleiches Ladepotential aufzu- weisen, wodurch gleiche Potentialabschnitte entstehen. Gleichzeitig bilden immer zwei verschiedene Steigungsrichtung aufweisende Kondensatorenpaare und eine Zündfunkenstrecke eine Aufbaueinheit, die mit I, II und III bezeichnet sind. Alle Teile der Anlage sind an den Verbindungsflanschen der einzelnen Isolatoren gehalten und üb er einander gebaut, so daß sie gewissermaßen eine hochstehende Wand bilden. Aus Abb. 1 ist ohne weiteres ersichtlich,, daß die die Isolatoren miteinander verbindenden Kondensatoren in einem Winkel zu der Waagerechten liegen und gewissermaßen wie ihre Entladespannung an dem Gestell hochklettern. Die Verbindungsflansche der Isolatoren legen dabei die waagerechten Potentialebenen fest. Das zu prüfende Objekt, etwa ein Isolator 25, ist zwischen die die höchste Entladespannung aufweisende Strahlungskappe 26 der Isoliersäule 11 und Erde

eschaltet, und parallel dazu liegt leine Kugelmeßfunkenstrecke 27.

Nach Abb. 3 und 4 bilden die aus einzelnen Isolatoren zusammengesetzten Isoliersäulen 28, 29, 30 die Eckpunkte eines Dreiecks. Die ebenfalls in einem Winkel zu der Waagerechten liegenden Kondensatoren 13 bis 18 klettern gewissermaßen schraubenförmig um die Isolatoren herum, wobei ihre Längsachsen fortlaufende Steigungsrichtung aufweisen, im Gegensatz zu der Anordnung 1, bei der die Längsachsen der hinter emandergeschalteten Kondensatoren entgegengesetzte Steigungsrichtungen aufweisen. Waagerecht in einer Ebene sind die Zündfunkenstrecken 19, 20 angeordnet, und zwar zwischen den IsoBersäulen 28 und 30, zwischen denen sich bei dieser Anordnung keine Kondensatoren oder Wasserwiderstände befinden. Es liegen also zwischen den Isoliersäulen 28 und 29 nur Kondensatoren einer Richtung, zwischen den Säulen 29 und 30 nur Kondensatoren der anderen Richtung und zwischen den Säulen 30 und 28 nur Zündfunkenstrecken, also immer nur je eine Gruppe von Teilen der Anlage. Auch hier sind wieder die Aufbaueinheiten erkennbar.

Die übereinanderliegenden unteren Enden der Kondensatoren 13, 15, 17 sind über die Wassefwiderstände 2i, 22 und die oberen Enden der Kondensatoren 14, 16, 18 über die Wasserwiderstände 23, 24 miteinander verbunden.

Weiterhin können die Verbindungsstellen der Kondensatoren 13, 14 und 15, 16 bzw. 17, 18 auch noch über Wasserwiderstände 31, 32 miteinander verbunden werden. Die Enden der Isolatoren werden in bekannter Weise mit pilzförmig ausgestalteten Strahlungskappen versehen. Wird also die Ladespannung an dem unteren Ende des Kondensators 13 angeschlossen, so ergibt sich an dem oberen Ende des Kondensators 18 die gewünschte Stoßspannung, die wieder auf das Prüf objekt 25 einwirkt und über die parallel geschaltete Meßkug elf unkenstrecke 27 gemessen werden kann.

Bei Verwendung von mehr als zwei hinteremandergeschalteten Kondensatoren wird man nicht drei Isoliersäulen, sondern vier verwenden, die in diesem Falle die Eckpunkte eines Vierecks oder eines Rhombus bilden.

Es ergibt sich also in diesen Fällen eine gewissermaßen schraubenförmig sich hochwindende Anordnung der Kondensatoren, die nur durch die waagerecht liegenden Zündfunkenstrecken unterbrochen wird. Das bereits bei der Anordnung nach Abb. 1 beschriebene Prinzip der Aufteilung der Anlage in gleiche Potentialabschnitte bzw. Aufbaueinheiten tritt auch bei dieser besonderen Ausbildung· der Anordnung deutlich zutage.

Natürlich lassen sich bei allen Anordnungen beliebig viele derartige Potentialabschnitte darstellende Aufbaueinheiten übereinander anordnen, so daß eine gleichmäßige Staffelung der Entladespannung bis zu den höchsten Spannungen erreicht wird. Weiterhin wird dadurch, daß die zylindrischen Kondensatoren bei allen Anordnungen die Isoliersäulen mechanisch miteinander verbinden, auch eine abschnittsweise Abstützung der hohen Isoliersäulen gegeneinander erzielt, was für die Standsicherheit sehr hoher Anordnungen von wesentlicher Bedeutung ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hochspanmmgs-Prüfeinrichtung zur Erzeugung von Gleich- und Stoßspannungen, bestehend aus zylindrischen Hochspannungskondensatoren, welche in einem nur aus säulenförmigen Isolatoren gebildeten Gestell zusammengefaßt und mit ihren Anschlußenden unmittelbar an den Isoliersäulen befestigt sind, in Verbindung mit Zündfunkenstrecken und Widerständen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch hinter einander geschalt et en Kondensatoren in einem Winkel zu den im wesentlichen senkrecht die Isoliersäulen schneidenden, den Kondensatorenden gemeinsamen Potentialebenen angeordnet sind, derart, daß die gleiches Potential aufweisenden Enden zweier hintereinandergeschalteter Kondensatoren in derselben Potentialebene und die verschiedenes Potential aufweisenden anderen Anschlußenden der Kondensatoren entsprechend ihrer Potentialdifferenz in senkrechter Richtung auseinandergelegt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei gleiche oder verschiedene Steigungsrichtung aufweisende zylindrische Kondensatoren und eine Zündfunkenstrecke zusammen mit den zugehörigen Isolatoren eine Aufbaueinheit bilden.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die gleiche Steigungsrichtung aufweisenden, Kondensatoren tragenden Isoliersäulen in den Ecken eines Vielecks angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den die übereinanderliegenden Kondensatorenenden verbindenden Wasserwiderständen jeder nur an einem und demselben Isolator befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen