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Einrichtung zur Messung der Sekundärspannung an Hochspannungstransformatoren,
insbesondere Röntgentransformatoren, mit unterteilter Primärwicklung Um bei Einrichtungen
mit Hochspannungstransformatoren .mit unterteilter Primärwicklung, insbesondere
solchen zur Röntgenstrahlenerzeugung, die Spannung vor Inbetriebnahme .der Einrichtung
einstellen zu können, ist bereits eine Meßeinrichtung bekanntgeworden, die eine
Voranzeige der Spannung, d. h. eine Anzeige der zu erwartenden Spannung .vor der
Inbetriebsetzung des Hochspannungstransformators gestattet. Diese bekannte Meßeinrichtung
benötigt jedoch ein elektrisches Abbild des Transformators. .das unabhängig von
dem Transformator für sich an die Stromquelle angeschlossen wird und dessen Regelvorrichtung
.mit der des Transformators gekuppelt ist. An dem Abbild kann dann die Spannung
gemessen werden. Ein solches Abbild besteht aus einem besonderen Transformator mit
entsprechend unterteilter Wicklung oder aus einem mit Anzapfun.gen versehenen Widerstand
sowie einer der Regelvorrichtung des Transformators entsprechenden Regelvorrichtung,
also einer Anzahl verhältnismäßig teurer Teile.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßeinrichtung zu schaffen, die
auch eine Voranzeige der Spannung eines Transformators ermöglicht, die aber nicht
an das Vorhandensein eines Abbildes nebst Regelvorrichtung gebunden ist. Erfindungsgemäß
wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Zwecke der Voranzeige,der Sekundärspannung
des Transformators dieser primärseitig an eine von der Netzspannung abhängige, aber
nur einen Bruchteil derselben betragende Spannung angeschlossen wird, so daß der
bei dieser Spannung von einem Meßgerät angezeigte Spannungswert die .der jeweiligen
Einstellung .der Regelvorrichtung entsprechende Sekundärspannung des Transformators
beim Anschluß des Transformators an die Netzspannung wiedergibt. Die zur Voranzeige
benutzte Spannung wird zweckmäßig von einem an das Netz anschließbaren Hilfstransformator
geliefert, der die Netzspannung heruntertransformiert. Das Meßgerät wird zur Voranzeige
vorzugsweise an :die beiden Enden des nicht mit Regelan.zapfun.gen versehenen Teiles
der Primärwicklung -des Hochspannungstransformators angeschlossen. Die Schaltung
wird am besten so getroffen, daß das zur Voranzeige benutzte Meß.gerät auch zur
Spannungsanzeige während des Betriebes benutzt werden kann. Um dies zu ermöglichen,
kann man aber auch zur
Spannungsmessung eine netzfremde Frequenz
oder eine Gleichspannung benutzen, .die dem betriebsmäßig durch den Hochspannungstransformator
fließenden Wechselstrom übet;,' lagert werden kann. Im letzteren Fall;: empfiehlt
es sich, den Meßstrom einem Hil. transformator über Gleichrichter zu erit=@, nehmen
und :durch Drosseln und Kondensatoren für eine Abriegelung .des Meßkreises gegenüber
dem Wechselstrom zu sorgen. Weitere Einzelheiten und Merkmale der neuen Meßeinrichtung
sind aus der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung ersichtlich.
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In der Abb. i ist mit i i ein Hochspannungstransformator bezeichnet,
an dessen Sekundärwicklung als Spannungsverbraucher beispielsweise eine Röntgenröhre
12 angeschlossen ist. Die Primärwicklung ist in üblicher Weise mit Anzapfungen versehen,
die mit den Kontakten einer Regelvorrichtung 13 verbunden sind. Die der Röntgenröhre
12 zugeführte Spannung kann durch die Regeleinrichtung 13 auf den jeweils gewünschten
Wert eingestellt werden. Zur Verbindung des Transformators i i mit dem Netz 14 dienen
die Schalter 15 und 16. Die Meßeinrichtung besteht aus einem Hilfstransformator
17, .dessen Primärwicklung mittels der Schalter 1.8 an das Netz 'q. anschließbar
ist, und einem Spannungsmeßgerät i9. Wenn die an die Röntgenröhre 12 anzulegende
Spannung vorangezeigt werden soll, um sie gegebenenfalls mit Hilfe der Regeleinrichtung
13 auf einen bestimmten Wert einstellen zu können, so wird bei geöffneten Schaltern
15 und 16 der Schalter 18 geschlossen und die Schalter 20 und 21 in die in der Abbildung
gezeichnete Stellung gebracht. Dann liegt das Meßgerät i9 zwischen dem einen Ende
und der ersten Regelanzapfung der Primärwicklung des Transformators i i. Die Primärwicklung
wird über die Regeleinrichtung 13 von der Sekundärwicklung des Hilfstransformators
17 gespeist. Das Meßgerät zeigt dann einen der Einstellung der Regelvorrichtung
13 und der Höhe der Netzspannung entsprechenden Spannungswert an, der ein Maß für
die Höhe der Sekundärspannung des Transformators, also der Röntg:enröhrenspannung
beim Anschluß des Transformators an .die Netzspannung ist. Es muß Vorsorge .getroffen
werden, daß die Schalter 2o .und 21 nur dann in die in ,der Abbildung gezeichnete
Stellung gebracht werden können, wenn die Schalter 15 und 16 offen sind. Am einfachsten
geschieht dies dadurch, -daß die Schalter 20, 21 und die Schalter 15, 16 in der
gezeichneten Weise miteinander gekuppelt werden.
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Um mit dem Meß.gerät i9 auch während des Betriebes, das heißt also
bei geschlossenen Schaltern 15, 16, die Sekundärspannung des Transformators i i
niederspannungsseitig messen zu können, ist in Abb. i die Schal-
| ",tilng so getroffen, daß beim Schließen der |
| 1g alter 15, 16 das Meßgerät i9 durch den |
| `-'-Umschalter ausgebildeten Schalter 2o an |
| ne zusätzliche Anzapfun- 22 der Primär- |
wicklung ,des Transformators i i gelegt wird. Die Anzapfung 22 ist so gewählt, daß,
die in diesem Falle das Meßgerät beeinflussende Spannung gleich groß ist der das
Meßgerät bei der Voranzeige beeinflussenden Spannung, gleiche Netzspannung und gleiche
Einstellung der Regelvorrichtung 13 vorausgesetzt. Es ist dann nicht erforderlich,
das Meßgerät i9 für zwei verschiedene Meßbereiche umschaltbar zu machen oder, was
ebenfalls möglich wäre, das Meßgerät mit zwei entsprechend geeichten Skalen zu versehen.
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Um den Betrieb der Anlage zu vereinfachen, kann man auch die Schalter
18 mit den Schaltern 15, 16, 2o und 21 kuppeln. In diesem Falle erhalten .die Schalter
drei Stellungen, .und zwar eine Aus-Stellung, in welcher sich sämtliche Schalter
in der in der Abbildung gezeichneten Stellung befinden, ferner eine sog. Voranzeige-Stellung,
in welcher die Schalter 18 geschlossen sind, die Schalter 15, 16, 2o und 21 sich
aber noch in der in der Abbildung gezeichneten Stellung befinden, schließlich eine
Ein-Stellung, in welcher die Schalter 15 und 16 geschlossen sind, der Schalter 21
geöffnet und der Schalter 2o auf die Anzapfung 2z umgeschaltet ist. Die Schalter
i8 können in dieser dritten Stellung geschlossen, besser aber geöffnet sein.
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In der Abb. 2 ist eine noch einfachere Schaltung dargestellt, bei
der als Hilfstransformator ein Spartransformator benutzt wird, was übrigens auch
bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i durchführbar wäre. Das Netz, der Transformator
mit seiner Regelvorrichtung und das Meßgerät haben die gleichen Bezugszeichen wie
in A11. i. Der Spartransformator ist mit 23 bezeichnet. Er besitzt eine Anzapfung
24., an welche bei der Voranzeige die Regelvorrichtung 13 über einen Umschalter
25 angeschlossen ist. Das Meßgerät i9 liegt bei der Voranzeige über einen Schalter
26 wieder wie in Abb. i an dem nicht mit Regelanzapfungen versehenen Teil .der Primärwicklung
des Transformators i i. Der Spartransformator ist bei der Voranzeige über einen
Schalter 27 an das Netz 14 angeschlossen. Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist
bei der Voranzeige die gleiche wie bei Abb. i. Die Schalter 25 .bis 27 sind aus
demselben Grunde wie die Schalter in
Abb. i miteinander gekuppelt. Um das
Meßgerät i9 auch zur Spannungsanzeige während des Betriebes der Einrichtung benutzen
zu
können, sind die Schalter 26 und 27 ebenso. wie der Schalter
25 als Umschalter ausgebildet. Beim Umlegen wird der Transformator i i mit seiner
Regelvorrichtung 13 über den Schalter 25 unmittelbar an das Netz 14 gelegt. Gleichzeitig
wird das Meßgerät i9 an die Anzapfung 2,. angeschlossen und durch den Schalter 27
der Spartransformator 23 an die Stelle gelegt, an der bei der Voranzeige das Meßgerät
i9 lag. Auch bei dieser Schaltung braucht das Meßgerät ebenso wie in Abb. i .nur
einen, und zwar den für die niedrig. Meßspannung erforderlichen Meßbereich zu haben.
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Es empfiehlt sich, den Schaltern 25 bis 27 eine Mittelstellung zu
geben, in der sie sämtlich geöffnet sind, um die ganze Einrichtung abschalten zu
können. Zweckmäßig wird man in dieser Stellung der Schalter 25 bis 27 durch einen
in der Abbildung nicht gezeichneten Schalter die Verbindung -der Einrichtung auch
mit dem oberen Netzpol unterbrechen, damit die Einrichtung, wie üblich, doppelpolig
vom Netz abgeschaltet werden kann. In den beiden Betriebsstellungen der Schalter
25 bis 27 muß dieser nicht gezeichnete Schalter natürlich geschlossen sein.
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Bei dem in Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Meßspannung
für die Voranzeige eine Gleichspannung benutzt, die dem Netz 14. über einen HilfstransforniatOr
28 und über Gleichrichter 29, 3o entnommen wird. Das Meßgerät i9, welches leinentsprechend
ein Gleichspannungsmesser ist, kann in dieseln Falle sowohl beider Voranzeige als
auch während des Betriebes an clem nicht mit Regelanzapfungen versehenen 'feil der
Primärwicklung .des Transformators i i angeschlossen bleiben, da die Meßgleichspannung
:der beim Betrieb an den Transforniator angelegten Wechselspannung überlagert werden
kann. Die Primärwicklung des Transformators i i mit der Regelvorrichtung 13 ist
dauernd über Drosselspulen 3i, 32 und die Gleichrichter 29, 3o an die Sekundärwicklung
des Hilfstransformators 28 angeschlossen. Um von dem Meßgerät i9 den Wechselstrom
fernzuhalten, sind ihm Drosselspulen 33, 34 vorgeschaltet. Außerdem kann parallel
zu dem Meßgerät .ein Kondensator 35 liegen. Um einen möglichst guten Gleichstrom
zu bekommen, empfiehlt es sich, einen Kondensator 36 zwischen die von den Gleichrichtern
29, 30 kommenden Leitungen zu legen. Beider Voranzeige sind die den Transforinator
unmittelbar ans Netz anschließenden Schalter 37 und 38 geöffnet, die Schalter 39
und 4.o, welche den Hilfstransformator 28 ans Netz legen, geschlossen. Diese Schalter
bleiben auch geschlossen, wenn die Schalter 37 und 38 geschlossen werden und während
des Betriebes die Sekundärspannung des Transformators ii an dem Meßgerät i9 gemessen
werden soll. Man kann die Schalter 37 bis ¢o derart miteinander kuppeln, daß in
der einen Stellung sämtliche Schalter offen sind, in einer zweiten Stellung, .der
Voranzeige-Stellung, nur die. Schalter 39 und q.o geschlossen sind und in einer
dritten Stellung sämtliche Schalter geschlossen sind. Gegebenenfalls kann noch eine
vierte Stellung vorgesehen sein, in welcher nur die Schalter 37 und 3,8 geschlossen
sind, falls man die Anlage ohne Spannungsmessung betreiben will.
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Das Meßgerät wird zweckmäßig in kV geeicht, so daß man ohne Umrechnung
die Sekundärspannung des Hochspannungstransformators an ihm ablesen kann.
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In den Ausführungsbeispielen ist das Meßgerät bei der Voranzeige .an
den nicht mit Regelanzapfungenversehenen Teil der Primärwicklung angeschlossen.
Es fst ohne weiteres möglich, :das Meßgerät auch an eine andere Stelle ,der Wicklung
anzuschließen, wesentlich ist nur, daß es an einer bestimmten Windungszahl liegt.
So kann man es auch an die beiden Enden der ganzen Pr i,inärwicklung legen. Wenn
man mit Wechselstrom von der Netzfrequenz mißt, empfiehlt es sich, die Meßspannung
so niedrig zu wählen, daß die Röntgenröhre keine Strahlen aussenden kann bzw. daß
an den Sekundärklemmen keine hohe Spannung auftreten kann. Um ganz sicher zu gehen,
kann man den Hilfstransformator, gegebenenfalls unter Vorschaltung einer Drossel
oder eines Widerstandes oder eines Kondensators, so bemessen, daß bei einer evtl.
Berührung der Sekundärklemmen des Hochspannungstransformators während der Voranzeige
.die Spannung an diesen Klemmen auf einen ungefährlichen Wert zusammenbricht.
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Bei Röntgenanlagen hat man meist zwei Regelvorrichtungen, die zur
Einstellung der Durchleuchtungs- bzw. .der Aufnahmespannung dienen. In diesem Falle
kann man zwei verschiedene Meßfrequenzen, die auch von der Netzfrequenz verschieden
sind, und von denen die eine der Durchleuchtungsregelvorrichtung, die andere der
Aufnahmeregelvorrichtung zugeordnet ist, zur gleichzeitigen oder wahlweisen Messung
der Spannung gemäß der Erfindung verwenden. Man kann auch eine netzfremde Frequenz
und eine Gleichspannung für die beiden Messungen benutzen.