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Verfahren zur Untersuchung der Rückzündsicherheit von Umformungs-
und Lichtbogenlöscheinrichtungen Einrichtungen zur maßgebenden Untersuchung der
Rückzündsicherheit von Umformern (Quecksilberdampfgleichrichter, Lichtbogenumformer)
sowie' von Schaltern sind dann, wenn diese zugleich für hohe Stromstärke und für
hohe Spannung zu bemessen sind,-sehr umfangreich und teuer. Die Trüfung von Schaltern
für große Leistungen erfolgt z. B. dadurch, daß ein großer Maschlliensatz einen
großen Transformator speist, dessen Kurzschluß mit dem zu untersuchenden Schalter
eingeleitet und unterbrochen wird. Für die Prüfung von solchen Schaltern sind Prüfanlagen
mit Kurzschlußleistungen von mehreren ioooookVA gebaut worden.
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Zur Untersuchung der Rückzündsicherheit von Gleichrichtern ist ferner
eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der die Anoden während ihrer vollen Brenndauer
mit Vollast-oder überlaststrom bei ganz geringer Betriebsspannung belastet und während
des größten Teiles der Sperrzeit hoher sinusförmi= ger negativer Spannung unterworfen
werden. Diese bekannte Anordnung hat aber den Nachteil, daß die Hauptstromquelle
erst durch einen Schalter abgetrennt und dann eine Spannungsprüfquelle eingeschaltet
werden muß. Hierdurch ergibt sich ein großer Zeitunterschied zwischen Unterbrechung
des Hauptstromes und Einschalten der Prüfspannung. Die Erfindung vermeidet diesen
Nachteil dadurch, daß bei der Untersuchung der Rückzündsicherheit von Umformungs-
und Lichtbogenlöscheinrichtungen durch Strombeanspruchung in der Durchlaßzeit und
Spannungsbeanspruchung in der Sperrzeit mittels zweier verschiedener Stromquellen
(eine mit niedriger Spannung und großer Stromstärke, die andere mit hoher Spannung
und kleiner Stromstärke) die Stromquellen gleichzeitig benutzt werden, und daß die
Zeit zwischen Verschwinden des Stromes in der Durchlaßzeit und Wiederkehren der
Spannung in der Sperrzeit veränderbar ist.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Summe der Leistungen der
beiden Spannungsquellen nur einen geringen Bruchteil der Leistungen beträgt, die
sonst zur Prüfung nötig wäre, und daß die Zeit zwischen Verschwinden des Stromes
in der Durchlaßzeit und Wiederkehren der Spannung in der Sperrzeit veränderbar ist.
Die letztgenannte Tatsache ist sehr wertvoll, da für die periodische oder einmalige
Unterbrechung von Lichtbögen die Zeit von großer Wichtigkeit ist, welche zwischen
dem Nulldurchgang des zu unterbrechenden Stromes und dem Wiederkehren der Rückschlagspannung
liegt. Ist diese Zeit sehr kurz, tritt also die Rückschlagspannung sehr rasch nach
dem Verschwinden des Stromes auf, dann ist die Lichtbogenlöschung besonders
schwierig.
Eine Prüfeinrichtung für Lichtbogenlöscheinrichtungen muß deshalb eine Veränderung
dieser Zeit gestatten.
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Gegenüber der bekannten Einrichtung, beP der die Anoden während ihrer
vollen. Brei-'r;-dauen mit Vollast- oder überlaststrom .>, ganz geringer Betriebsspannung
belastet uli'd" während des größten Teiles der Sperrzeit` hoher sinusförmiger negativer
Spannung unterworfen werden, besitzt, wie bereits obenerwähnt, das erfindungsgemäße
Verfahren den Vorteil, daß der Zeitunterschied zwischen Unterbrechung des Hauptstromes
und Einschalten der Prüfspannung vermieden wird, da in der Prüfschaltung zwei Stromquellen
gleichzeitig benutzt werden. Es kann infolgedessen sofort nach dem Unterbrechen
des Hauptstromes geprüft werden; nur dadurch aber werden die wahren Beanspruchungen
einer Liehtbogenlöscheinrichtung in der Praxis mit der Prüfschaltung nachgeahmt.
Mit der bekannten Anordnung erhält man daher nicht die richtigen, sondern im Vergleich
zu der normalen Beanspruchung des Gleichrichters zu günstige Ergebnisse.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Gemäß Bild z speist der Transformator A, der eine große Stromstärke
zu erzeugen gestattet, über den veränderlichen Widerstand C die Löschfunkenstrecken
E und H. Zwischen beiden Löschfunkenstrecken befindet sich die Spule F, in: der
durch den Schwingungskreis G periodisch auftretende hochfrequente Schwingungszüge
erzeugt werden. Der Schwingungskreis G wird durch die rotierende Funkenstrecke N,
die synchron mit der Wechselspannung des Transformators A umläuft, angestoßen. In
einer Halbperiode des Transformators A, beispielsweise in der positiven, erfolgt
jedesmal durch die hochfrequente Schwingung die Zündung der Funkenstrecken E und
H. Der- Strom in diesen Funkenstrecken verschwindet wieder, wenn die Stromstärke
durch Null geht. Der Kondensator D@ verhindert das Eintreten der hochfrequenten
Schwingungszüge in den Transformator A.
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In der Mitte der Drosselspule F ist außerdem über den regelbaren Widerstand
J eine Spannungsquelle von hoher Gleichspannung angeschlossen. Der Transformator
B speist über den Schutzwiderstand Al und das Ventilrohr L den Kondensator
1(; der so groß zu bemessen ist, daß annähernd .eine ruhende Gleichspannung auf
ihm: erhalten bleiben kann. Wenn an den Funkenstrecken E und H ein Lichtbogen besteht,
dann besitzt die Drosselspule F annähernd Erdpotential. Es fließt also ein Gleichstrom
vom Kondensator 1< über J nach Erde. Der Widerstand J muß so groß bemessen sein,
daß die Ladung des f Kondensators 1( eine einigermaßen konstante Gleichspannung
liefert, ohne durch den Kurzschluß der Funkenstrecke plötzlich: zusammenä.zubrechen:
Sobald der Strom an den Fun-"kenstrecken E und H verlöscht, steigt das @nxential
von F mit einer Geschwindigkeit -.;ä,n5 die durch den Widerstand J und durch °`'die
Kapazität gegeben ist, die zwischen den mit F in unmittelbarer- Verbindung stehenden
Leiterteilen und Erde besteht. Durch diese Kapazität und durch die Größe von. J
ist also die Geschwindigkeit der wiederkehrenden Spannung bedingt. Durch eine zusätzliche
Kapazität zwischen F und Erde sowie durch Verändern des WiderstandesJ läßt sich
diese Zeit beliebig einstellen. Es ist nun die durch die Prüfeinrichtung zu entscheidende
Frage die, ob die an F wiederkehrende Spannung dazu hinreicht; um die Funkenstrecken
E und H wieder zu überschlagen. Am einfachsten läßt sich die Löschsicherheit der
Funkenstrecken dadurch feststellen, daß die Gleichspannungshöhe so lange gesteigert
wird, bis ein Rückschlag der Funkenstrecke eintritt. Es kann somit die Höhe der
Rückschlagspannung in Abhängigkeit von dem in der Durchlaßrichtung auftretenden
Ström bestimmt werden. Die Polarität der Gleichspannungsqüelle läßt sich ebenso
wie der- Zeitpunkt der Zündung leicht ändern. An Stelle der Gleichspannungseinrichtung
kann auch unmittelbar eine Wechselspannungsquelle verwendet werden, der zur Veränderung
der Geschwindigkeit der wiederkehrenden Spannung eine beliebige Phasenverschiebung
gegenüber dem Haupttransformatör A gegeben werden kann.
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Bild z zeigt eine andere Schaltung, die nach dein gleichen Grundprinzip
arbeitet. Es ist hier nur eine zu prüfende Einrichtung E nötig. Die periodisch auftretende
Rückschlagspannung wird durch den StromkreisH erzeugt, indem durch die umlaufende
Funkenstrecke O periodisch auftretende hochfrequente Schwingungszüge erzeugt werden.
Dieser Schwingungskreis wird durch die regelbare Gleichspanizung J gespeist. Jede
der beiden Spulen der Schwingungskreise G und H bildet zusammen mit der Spule F
einen Tesla-Transformator. Diesen beiden Tesla-Transformätoren ist also die Spule
l-- gemeinsam. Durch den Schwingungskreis G wird die periodische V-ündung an E,
durch den Schwingungskreis H die periodische Bestimmung der Rückscblagspannung an
E durchgeführt. Die Zeit des Auftretens der Rückschlagspannung kann durch Verstellung
der rotierenden Funkenstrecke O beliebig eingestellt werden: Die Prüfung kann in
entsprechender Weise wie nach der Schaltung in Bild r vor sich gehen.
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An Stelle der hochfrequenten Schwingungszüge, mit denen die Rückschlagspannung
erzeugt
wird, können auch periodisch auftretende Spannungsstöße
benutzt werden.
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Eine Nachprüfung, ob ein Rückschlag eintritt, kann in beiden Schaltungen
leicht mit Hilfe von Oszillographen oder Röhrenvoltmetern erfolgen.