DE597311C

DE597311C - Circuit arrangement for generating very high voltages, preferably for testing insulators

Info

Publication number: DE597311C
Application number: DES78137D
Authority: DE
Inventors: Hans Mehlhorn
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1927-01-28
Filing date: 1927-01-28
Publication date: 1934-05-22

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 22. MAI 1934ISSUED ON May 22, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 e GRUPPE 37 02 -CLASS 21 e GROUP 37 02 -

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt *)

von Isolatorenof isolators

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Januar 1927 abPatented in the German Empire on January 28, 1927

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung sehr hoher Spannungen, insbesondere für die Prüfung von Isolatoren und sonstigen Isoliermaterialien.
S Man hat vorgeschlagen für den obengenannten Zweck eine zwischen zwei Polen bestehende und durch eine die ursprüngliche Spannung verdoppelnde Gleichrichteranordnung mit Kondensatoren erzeugte Grundspannung durch Reihenschaltung weiterer in Parallelschaltung geladener Kapazitäten mittels Zündung zwischengeschalteter Funkenstrecken zu vervielfachen. Eine den obigen Angaben entsprechende bekannte Schaltung ist in der Fig. ι dargestellt.The invention relates to a circuit arrangement for generating very high voltages, in particular for testing insulators and other insulating materials.
For the above purpose it has been proposed to multiply a basic voltage existing between two poles and generated by a rectifier arrangement with capacitors that doubles the original voltage by connecting further capacitances charged in parallel by igniting interconnected spark gaps. A known circuit corresponding to the above is shown in FIG.

J.5 Dabei wird die aus einem Transformator 1 gewonnene Hochspannung durch eine Kombination von Ventilen 2, 2' und Kondensatoren 3, 3' zunächst in eine Gleichspannung von doppeltem Maximalbetrage der Sekundärspannung verwandelt. Parallel zu den Kondensatoren 3 und 3' sind mit Hilfe von Widerständen 7 bis 12 und 7' bis 12' weitere Kondensatoren 4 bis 6 und 4' bis 6' geschaltet, so daß alle Kondensatoren gleichmäßig aufgeladen werden. Die Hintereinanderschaltung der parallel zueinander aufgeladenen Kondensatoren erfolgt bei Überschreiten einer Grenzspannung durch Funkenstrecken 13 bis 15 bzw. 13' bis 15'. Erdet man die Verbindung der beiden Kondensatoren 3 und 3' der oben beschriebenen Schaltung, dann bekommt man in bekannterWeise zunächst eine Potentialverteilung der erzeugten Hochspannung, derart, daß die beiden höchstes Spannungsgefälle gegeneinander führenden Pole gleich hohen Potentialunterschied gegen Erde haben. Man kommt also für eine gegebene Gesamtspannung mit einem Mindestmaß von Isolationsmaterial aus, da die Isolation im Höchstfalle für die halbe Gesamtspannung bemessen zu werden braucht. Dieser Vorteil wird aber mit dem Nachteil erkauft, daß die notwendige gleichzeitige Zündung aller Funkenstrecken nicht immer von selbst erfolgt, da die eine Hälfte der Schaltung eher ansprechen kann als die andere.J.5 Here, the one obtained from a transformer 1 is used High voltage through a combination of valves 2, 2 'and capacitors 3, 3' initially in a direct voltage of double Maximum amount of secondary voltage transformed. In parallel with the capacitors 3 and 3 'are 7 to 12 with the help of resistors and 7 'to 12' further capacitors 4 to 6 and 4 'to 6' connected so that all capacitors be charged evenly. The series connection of the parallel to each other charged capacitors occurs when a limit voltage is exceeded by spark gaps 13 to 15 or 13 'to 15'. One is grounded the connection of the two capacitors 3 and 3 'of the circuit described above, then gets a potential distribution of the generated high voltage is first established in a known manner, in such a way that the two poles leading to one another with the highest voltage gradient have the same high potential difference have against earth. So for a given total voltage one comes with a minimum of insulation material because the insulation needs to be dimensioned for half the total voltage at most. This advantage is bought with the disadvantage that the necessary simultaneous ignition of all spark gaps does not always take place by itself, as one half of the circuit more responsive than the other.

Diese Schwierigkeit ist in einer bekannten Anordnung dadurch vermieden, daß nur die eine Hälfte der in der Fig. 1 dargestellten Vervielfachungsschaltung an die Reihenspannung der die doppelte Grundspannung liefernden Kondensatoren 3 und 3' gelegt ist. Dabei sind dann aber die Kondensatoren der Vervielfachungsschaltung über verschieden großeWiderstände mit den Polen der von den Kondensatoren 3 und 3' gebildeten Grundschaltung verbunden, so daß neben der Anwendung schwer herzustellender, besonders hochohmiger Widerstände auch noch eine unerwünschte zusätzliche Belastung sich ergibt.This difficulty is avoided in a known arrangement in that only the one half of the multiplication circuit shown in FIG is applied to the series voltage of the capacitors 3 and 3 ', which supply twice the basic voltage. Are there but then the capacitors of the multiplication circuit via resistors of different sizes connected to the poles of the basic circuit formed by the capacitors 3 and 3 ', so that in addition to the use of difficult-to-manufacture, particularly high-resistance resistors there is also an undesirable additional burden.

Gemäß der Erfindung werden die obengenannten Nachteile der bekannten Schaltungen dadurch vermieden, daß die zusätzlichen Kapazitäten bei ihrer Ladung in Parallelschaltung lediglich mit den beiden Polen der Grundschaltung über ungefähr gleich große, entsprechendAccording to the invention, the above-mentioned disadvantages of the known circuits thus avoided that the additional capacities when they are charged in parallel only with the two poles of the basic circuit about the same size, accordingly

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Hans Mehlhorn in Berlin-Charlottenburg.Hans Mehlhorn in Berlin-Charlottenburg.

der Grundspannung bemessene und an jeder Seite der Kondensatoren in Reihe liegende Widerstände verbunden sind.of the base voltage and in series on each side of the capacitors Resistors are connected.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 2 dargestellt. Diese Figur entspricht der Fig. 1 mit dem wesentlichen Unterschied, daß die eine Hälfte der Vervielfachungsschaltung fortgelassen und die übrige Hälfte an die Außenpole der Kondensatoren 3, 3' gelegt ist. Die Kondensatorpaare 4, 4'; 5,5' usw. können dabei gegebenenfalls auch durch einen einzigen Kondensator ersetzt werden. Indessen wird bei den hohen Spannungen, für die diese Schaltung im allgemeinen bestimmt ist, wohl meist die Zerlegung der Kapazität in zwei oder mehrere in Reihe geschaltete Kondensatoren vorzuziehen sein. Die Widerstände 7' bis 12' und die Funkenstrecken 13' bis 15' sind entsprechend der Gesamtspannung der Kondensatoren 3, 3' gewählt. Wird mit E die Spannung des einzelnen Kondensators bezeichnet, dann geben die eingetragenen Spannungswerte die Potentialverteilung für den Fall der Hintereinanderschaltung der Kondensatoren an. Durch diese neue Schaltung werden also die Vorteile der bekannten Anordnungen, nämlich Ersparnis an Widerständen, Funkenstrecken und Isolatoren undVerwendung nicht allzuhoher Widerstände, vereinigt. Die Fig. 3 und 4 zeigen in Vorder- und Rückansicht an einem Ausführungsbeispiel den praktischen Aufbau der Schaltungsanordnung nach Fig. 2. Dabei ist zur Erzielung einer ausreichenden Isolation für die Höchstspannung das z. B. vom Aufbau von Transformatoren her bekannte Mittel einer Staffelung der Isolation verwendet. Von den übereinandergebauten Stockwerken der Anordnung enthält jedes zwei Kondensatoren 3', 4'; 3,4; 5', 6' und 5,6 in Walzenform. Die Verbindungen 23 bis 26 der einzelnen Kondensatorenpaare unter sich entsprechen den Bezugszeichen in Fig. 2. Entsprechend sind auch die Widerstände mit 7' bis 12' und die Funkenstrecken mit 13' bis 15' bezeichnet. Die Verbindung 23 ist durch eine Leitung 27 mit der Grundplatte 28 der Einrichtung verbunden und damit geerdet. Die Kondensatoren werden von Isolierstützen 33,33' bis 36, 36' auf der Vorderseite und 43, 43' bis 46, 46' auf der Rückseite getragen. Die Stützen fußen ihrerseits auf Tragplatten 60 bis 63. An diesen Tragplatten sind mittels Isolatoren 71, 71' bis 73, 73' auch die drei Funkenstrecken 13' bis 15' befestigt. Die Tragplatten der einzelnen Stockwerke sind in bekannter Weise mittels Isolatoren 64 aufeinandergebaut. An embodiment of the invention is shown in FIG. This figure corresponds to FIG. 1 with the essential difference that one half of the multiplication circuit is omitted and the remaining half is connected to the outer poles of the capacitors 3, 3 '. The capacitor pairs 4, 4 '; 5.5 'etc. can optionally also be replaced by a single capacitor. However, with the high voltages for which this circuit is generally intended, it is usually preferable to split the capacitance into two or more capacitors connected in series. The resistors 7 'to 12' and the spark gaps 13 'to 15' are selected according to the total voltage of the capacitors 3, 3 '. If E denotes the voltage of the individual capacitor, then the voltage values entered indicate the potential distribution for the case of the capacitors being connected in series. This new circuit therefore combines the advantages of the known arrangements, namely savings in resistors, spark gaps and insulators and the use of not too high resistances. 3 and 4 show a front and rear view of an embodiment of the practical structure of the circuit arrangement according to FIG. B. from the structure of transformers known means of a graduation of the isolation is used. Each of the stacked floors of the arrangement contains two capacitors 3 ', 4';3.4; 5 ', 6' and 5.6 in roll form. The connections 23 to 26 of the individual capacitor pairs among themselves correspond to the reference symbols in FIG. 2. The resistors are also denoted accordingly by 7 'to 12' and the spark gaps by 13 'to 15'. The connection 23 is connected by a line 27 to the base plate 28 of the device and is therefore earthed. The capacitors are supported by insulating supports 33, 33 'to 36, 36' on the front and 43, 43 'to 46, 46' on the rear. The supports for their part are based on support plates 60 to 63. The three spark gaps 13 'to 15' are also attached to these support plates by means of insulators 71, 71 'to 73, 73'. The support plates of the individual floors are built on top of one another in a known manner by means of insulators 64.

Der Aufbau kann auch so getroffen werden, daß die Kondensatoren sich genau, wie in dem Schema nach Fig. 2, auf die Stockwerke verteilen, so daß das eine Stockwerk das Kondensatorenpaar 3, 3', das nächste 4, 4' usw. enthält. In diesem Falle können die Verbindungsleitungen der Kondensatoren jedes Paares 23, 24 usw. mit den Tragplatten für dieses Kondensatorenpaar verbunden sein.The construction can also be made so that the capacitors are exactly as in the Scheme according to Fig. 2, distribute on the floors, so that one floor is the capacitor pair Contains 3, 3 ', the next 4, 4', and so on. In this case, the connecting lines of the capacitors of each pair 23, 24 etc. with the support plates for this capacitor pair be connected.

Als Widerstände dienen zweckmäßig Wasserwiderstände. Ihre Befestigung geschieht zweckmäßig in der Weise, daß die Pole der Widerstände als Schaltmesser ausgebildet sind und die Pole der Kondensatoren als Kappen, die zu diesen Schaltmessern passende Kontaktfedern tragen, wie dies in den Fig. 5 und 6 in zweierlei Ansicht beispielsweise dargestellt ist. 80 ist die Kappe eines Kondensators, die das Federpaar 81 trägt. In dies Federpaar legt sich das Schaltmesser 82, das an einem Pol 83 des Widerstandes 7' angebracht ist. Die Anordnung der Widerstände an den Polen der Kondensatoren hat den Vorzug, daß eine besondere Isolation für die Widerstände entfällt.Water resistances are expediently used as resistors. Your attachment is expedient in such a way that the poles of the resistors are designed as switch blades and the poles of the capacitors as caps, the contact springs that go with these switch blades wear, as shown in FIGS. 5 and 6, for example, in two different views. 80 is the Cap of a capacitor which carries the pair of springs 81. The switch blade is located in this pair of springs 82 which is attached to a pole 83 of the resistor 7 '. The arrangement of the resistors at the poles of the capacitors has the advantage that there is no special insulation for the resistors.

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for generating very high voltages, preferably for Testing of insulators in which an existing between two poles and a rectifier arrangement with capacitors doubling the original voltage Basic voltage generated by connecting further charged in parallel in series Capacities are multiplied by igniting intermediate spark gaps, characterized in that the additional capacitances are connected in parallel when they are charged only with the two poles of the basic circuit about the same large, sized according to the base voltage and on each side of the capacitors series resistors are connected.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the parallel-connected additional capacities consist of two capacitors connected in series, and that in the manner of a known staggering of the insulation several of these capacitors load-bearing plates are arranged one above the other, separated by insulators.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the spark gaps are attached to the support plates of the capacitors by means of insulators.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the poles of the resistors are formed as switch blades, which are located in contact springs at the poles of the Insert capacitors.

1 sheet of drawings