DE708894C

DE708894C - Circuit arrangement for generating very high voltages

Info

Publication number: DE708894C
Application number: DEK138135D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Willi Reiche
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1935-06-02
Filing date: 1935-06-02
Publication date: 1941-07-31

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung sehr hoher Spannungen Eine der Prüfungen, denen ein Transformator vor seiner Inbetriebsetzung unterzogen wird, ist die -sog. Sprungwellenprobe. Es hat sich aber gezeigt, daß. Transformatoren, die sich bei dieser Prüfung bewährt haben, trotzdem im Netzbetrieb bei Auftreten von Wanderwellen, z. B. bei Blitzeinschlägen in die Leitung, beschädigt oder gar zerstört wurden. Man ist daher schon dazu übergegangen, die im Betrieb tatsächlich auftretenden Verhältnisse dadurch bei der Prüfung der Transformatoren nachzuahmen, daß man den 'unter eigener Spannung stehenden Transformator durch Anschluß an eine Stoßprüfanlage, wie sie insbesondere zur Prüfung von Isolatoren verwendet wird, zugleich. einer Stoßspannungsprüfung unterzieht. Sofern es sich um Einphasentransformatoren mit einseitig geerdeter Hochspannungswicklung handelt, bereitet dies keine besonderen Schwierigkeiten. Bei der Prüfung von Drehstromtransformatoren jedoch müssen besondere Vorkehrungen getroffen sein, wenn bei Ausführung der Stoßspannungsprüfung ein Kurzschluß der drei Phasen vermieden werden soll. Diese Schwierigkeiten fallen natürlich fort, wenn man drei getrennte Stoßprüfanlagen für die drei Phasen benutzt. Abgesehen davon, daß in den meisten Fällen drei solcher Anlagen nicht zur Verfügung stehen, würde ihre Aufstellung erhebliche Kosten und großen Raumbedarf bedingen.Circuit arrangement for generating very high voltages One of the tests which a transformer is subjected to before it is put into operation is the -sog. Jump wave test. But it has been shown that. Transformers that are at have proven this test, nevertheless in network operation when traveling waves occur, z. B. in the event of lightning strikes in the line, damaged or even destroyed. We have therefore already gone over to the conditions that actually occur in operation by imitating when testing the transformers that one has the 'under one's own Live transformer by connecting it to a shock test system like them used in particular to test isolators, at the same time. an impulse voltage test undergoes. If it is a single-phase transformer with a high-voltage winding grounded on one side acts, this does not cause any particular difficulties. When testing three-phase transformers however, special precautions must be taken when performing the surge voltage test a short circuit of the three phases should be avoided. These difficulties fall of course, if you use three separate shock test systems for the three phases. Apart from the fact that in most cases three such systems are not available stand, their installation would entail considerable costs and large space requirements.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung sehr hoher Spannungen, insbesondere zur Stoßprüfung von Transformatoren, Isolatoren u. dgl., bei welcher diese Nachteile vermieden sind. In an sich bekannter Weise wird bei ihr eine (gegebenenfalls durch eine die ursprüngliche Spannung verdoppelnde Gleichrichteranordnung mit Kondensatoren erzeugte:) Grundspannurig durch Reihenschaltung von in P,aY-alleIschal'tung über hohe Widerstände. geladene Kapazitäten mittels Zündung zwischengeschalteter Funkenstrecken vervielfacht. Erfindungsgemäß sind mehrere, vorzugsweise drei, aus Kapazitäten, Widerständen und Funkenstrecken bestehende Gruppen vorgesehen, die derart umschaltbar sind, daß die Kapazitäten der einzelnen Gruppen entweder gemeinsam oder innerhalb der voneinander getrennten, lediglich von derselben Grundspannung aus aufgeladenen Gruppen in Reihe geschaltet werden. Die Erfindung ermöglicht es also, die Stoßprüfanlage in mehrere, vorzugsweise drei, Gruppen aufzuteilen und so auch unter eigener Spannung steh ende Mehr phasentransformatoren, insbesondere Dreh-Stromtransformatoren, zu prüfen. Zweckmäßig wird ein Teil der Kapazitäten über in Reihe geschaltete Widerstände, ein anderer Teil über nach diesen Widerständen abgezweigtie Widerstände aufgeladen, wobei zur Umschaltung lösbare Schaltverbindungen dienen, welche zwischen denjenigen Funkenstrecken, welche auf die über die abgezweigten Widerstände aufgeladenen Kapazitäten folgen, rund den über die in Reihe liegenden Widerstände aufgeladenen Kapazitäten liegen. Die zu jeder Gruppe gehörenden Kapazitäten, Widerstände und Funkenstrecken werden vorzugs@ weise in einer säulenartigen Konstruktion vereinigt, wobei diese Säulen nebeneinander aufgestellt werden.The invention relates to a circuit arrangement for generating very high voltages, especially for shock testing of transformers, insulators, etc. Like., In which these disadvantages are avoided. In a manner known per se in her case (possibly by doubling the original tension) Rectifier arrangement with capacitors generated :) basic voltage through series connection from switching to P, aY via high resistances. loaded capacities by means of Ignition of intermediate spark gaps multiplied. According to the invention are several, preferably three groups consisting of capacitors, resistors and spark gaps provided, which can be switched so that the capacities of the individual groups either together or within the separate, only from the same Basic voltage from charged groups can be connected in series. The invention It therefore makes it possible to divide the impact test system into several, preferably three, groups and this also applies to multi-phase transformers with their own voltage, especially three-phase transformers. Part of the Capacities via series-connected resistors, another part via after these Resistors branched off resistors charged, with releasable switching Switching connections are used, which between those spark gaps, which on the capacities charged via the branched resistors follow, around the across the series resistors are charged capacitances. The too Capacities, resistances and spark gaps belonging to each group are preferred @ wisely united in a columnar construction, these columns side by side be set up.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die aus einem Hochspannungstransfortnator 11, der isoliert aufgestellt ist und über einen Isoliertransformator 12 an die Speisespannung, z. B. das Lichtnetz angeschlossen Wird, gewonnene Hochspannung wird in bekannter Weise mittels des von einem Synclironm@otor 13 angetriebenen Nadelgleichrichters 14, der Widerstände 15, 16 und 17 und der Kondensatoren iS und i9 zunächst in eine Gleichspannung von dem doppelten Höchstbetrage der Transformator-Sclkundürspannung Umgewandelt. Dabei können natürlich an Stelle des umlaufenden Gleichrichters Glühkathodenventilc treten. Zu den beiden Kondensatoren 18 und 19 sind über die Widerstände 2o, 21, 22 die Kondensatoren 23, .~-.4 und über die Widerstände 25, 26, 27 die Kondensatoren 28, 29 parallel geschaltet. Parallel zu diesen Kondensatoren 28, 29 liegen wiederum über die Widerstände 30, 31, 32 die Kondensatoren 33, 34 und über die Widerstände 35, 36,37 die Kondensatoren 38, 39, denen über die Widerstände 4o, 41, 42 die Kondensatoren 43, 44 parallel geschaltet sind. Sämtliche Kondensatoren Werden also gemeinsam in Parallelschaltung über die Widerstände aufgeladen. Während bei den bisher bekanntgewordenen Schaltungen die Widerstände entweder alle an die Klemmen der Kondensatoren 18, i 9 angeschlossen und entsprechend verschieden hoch bemessen wurden oder sämtlich in I,eilie miteinander geschaltet und ungefähr gleich groß bemessen wurden, so daß z. B. die Kondensatoren 43, 4.4. über die Reihenschaltung der Widerstände 20, 25.30, 35, 4o bzw. 21, 26, 31, 36,41 bzw. 22, 2; . 32, 37 42 aufgeladen wurden, wird bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ein Teil der Kondensatoren, in dem Beispiel die Kondensatoren 28, ;9 und 38, 39, über in Reihe geschaltete Widerstände, die übrigen Kondensatoren 23, 24 und 33, 34 und 43, 44 über von diesen Widerständen abgezweigte Widerstände aufgeladen. Es werden also bei der Erfindung beide an sich bekannten Schaltungsprinzipien benutzt, und zwar in einer besonderen, aus der Zeichnung ersichtlichen Art und Weise vereinigt. Die Hintereinanderschaltung der parallel zueinander aufgeladenen Kondensatoren erfolgt durch die bei Erreichen einer bestimmten Spannung ansprechenden Funkenstrecken 45 bis 49. Die Funkenstrecke 5o ist die- Prüffunkenstrecke. Zur Unterdrückung von Hochfrequenzschwingungen können, wie in der Zeichnung gestrichelt angedeutet ist, in Reihe mit den Funkenstrecken Dämpfungswiderstände 51 eingebaut sein.An embodiment according to the invention is shown in the drawing. The from a high-voltage transformer 11, which is set up isolated and via an insulating transformer 12 to the supply voltage, z. B. the light network is connected, obtained high voltage is in a known manner by means of a Synclironm @ otor 13 driven needle rectifier 14, the resistors 15, 16 and 17 and the capacitors iS and i9 first in a direct voltage of twice the maximum amount of the transformer voltage Converted. In this case, hot cathode valves can of course be used instead of the rotating rectifier. To the two capacitors 18 and 19, the capacitors 23, ~ -.4 are connected in parallel via the resistors 2o, 21, 22 and the capacitors 28, 29 via the resistors 25, 26, 27. In parallel to these capacitors 28, 29 are in turn via the resistors 30, 31, 32, the capacitors 33, 34 and through resistors 35, 36,37, the capacitors 38, 39, which, via resistors 4o, 41, 42, the capacitors 43 44 are connected in parallel. All capacitors are charged together in parallel via the resistors. While in the circuits known so far, the resistors either all connected to the terminals of the capacitors 18, i 9 and correspondingly different heights were dimensioned or all connected in I, eilie with each other and dimensioned approximately the same size, so that z. B. the capacitors 43, 4.4. Via the series connection of the resistors 20, 25.30, 35, 4o or 21, 26, 31, 36, 41 or 22, 2; . 32, 37 42 were charged, in the circuit arrangement according to the invention, part of the capacitors, in the example the capacitors 28, 9 and 38, 39, via series-connected resistors, the remaining capacitors 23, 24 and 33, 34 and 43, 44 are charged via resistors branched off from these resistors. In the invention, both circuit principles known per se are used, in fact, combined in a special manner which can be seen from the drawing. The parallel connection of the capacitors charged in parallel to one another takes place through the spark gaps 45 to 49, which respond when a certain voltage is reached. The spark gap 5o is the test spark gap. To suppress high-frequency oscillations, as indicated by dashed lines in the drawing, damping resistors 51 can be installed in series with the spark gaps.

Diese Schaltungsanordnung bietet nun die Möglichkeit, lediglich durch Unterbrechen der Verbindungsleitungen 52 und 53 die sonst beim Ansprechen der Funkenstrecken sämtlich in Reihe geschalteten Kapazitäten in drei getrennten, nur gemeinsam aufgeladenen Gruppen zu betreiben, also sozusagen aus einer Stoßprüfanlage durch einfache Schaltmaßnahmen drei Stoßprüfanlagen za schaffen, die zwar eine niedrigere Stoßspannung liefern, aber infolge ihrer Trennung zur Prüfung von erregten Drelistromtransformatoren benutzt werden können. Dabei bilden dann die Funkenstrecken 46 und 48 die außer der Funkenstrecke 5o noch benötigten Prüffunkenstrecken. Die Herstellung und Unterbrechung der Verbindungen 52 und 53 erfolgt zweckmäßig durch entsprechend isolierte Trennschalter oder, da die Umschaltung der Anlage ja nur verhältnismäßig selten vorgenommen werden wird, durch leitende Verbindungsstangen, die mittels leicht lösbarer Schrauben angebracht sind.This circuit arrangement now offers the possibility of just by Interrupt the connecting lines 52 and 53 which would otherwise occur when the spark gaps respond all capacities connected in series in three separate, only charged together Operate groups, so to speak from a shock test system through simple switching measures create three shock test systems that deliver a lower surge voltage, but because of their separation it is used for testing energized drelist transformers can be. In this case, the spark gaps 46 and 48 then form those other than the spark gap 5o test spark gaps still required. The establishment and interruption of connections 52 and 53 is expediently carried out by appropriately insulated disconnectors or, there the switchover of the system will only be carried out relatively seldom, through conductive connecting rods attached by means of easily detachable screws are.

Die Widerstände 21, 26, 31, 36 und 41 können fortgelassen werden, wenn man auf eine zwangsläufige sver-te ilu ngan den Kondensatorpaaren gleichmäßige Spannung 23, 24 bzw.The resistors 21, 26, 31, 36 and 41 can be omitted, if one has to divide the capacitor pairs evenly on an inevitable distribution Voltage 23, 24 resp.

28,29 USW. verzichten will. Man kann dann auch statt der Kondensatorpaare immer nur einen einzigen Kondensator verwenden, falls keine Schwierigkeiten im Hinblick auf die hohen Spannungen dem entgegenstehen.28.29, etc. want to do without. You can then use only a single capacitor instead of the capacitor pairs, provided that there are no difficulties with regard to the high voltages.

Die räumliche Anordnung der Stoßprüfanlage wird man zweckmäßig so treffen, daß die zu jeder Gruppe gehörigen Schaltelemente in einer säulenartigen Konstruktion vereinigt werden. Die Säulen werden dann nebeneinander aufgestellt, so daß die Verbindungen 52 und 53 leicht hergestellt oder gelöst werden können.The spatial arrangement of the impact testing system is expedient meet that the switching elements belonging to each group in a columnar Construction to be united. The pillars are then placed side by side, so that connections 52 and 53 can be easily made or released.

Die Zahl der Kapazitäten und Funkenstrecken jeder Gruppe kann ebenso wie die Zahl der Gruppen je nach der gewünschten Stoßspannung und dem jeweiligen Zweck entsprechend beliebig gewählt werden. Wie die Schaltung abgeändert werden muß, wenn weitere Gruppen hinzugefügt oder eine Gruppe fortgelassen werden soll, ist ohne Erläuterung aus der Zeichnung ersichtlich.,The number of capacities and spark gaps of each group can be as well like the number of groups depending on the desired surge voltage and the particular one Purpose can be chosen arbitrarily. As the Circuit modified must be added if further groups are added or a group is omitted is to be seen in the drawing without explanation.,

Claims

PATrN TANSPITÜchT ',: i. Circuit arrangement for generating very high Voltages, especially for shock testing of insulators, transformers to. Like., in which one (possibly through, one that doubles the original voltage Rectifier arrangement with capacitors) basic voltage generated by series connection of capacitances charged in parallel via high resistances by means of ignition intermediate spark gaps is multiplied, characterized in that several, preferably three, consisting of capacitances, resistances and spark gaps Groups are provided which can be switched so that the capacities of the individual Grupp: eri @ either together or within the separated, only are connected in series from the same basic voltage from charged groups.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that part of the capacities (i8, i9 and 28, 29 and 38, 39) via series connected resistors, another one Part (23, 24 and 33, 34 and 43, 44) over resistors branched off after these resistors is charged and that releasable switching connections (52, 53) are used for switching, which between those radio links (46 and 48), which on the branched resistors are followed by charged capacitances (23, 24 or 33, 34) and the charged capacitors (28, 29 resp. 38, 39).

3. Arrangement according to claim i or 2, characterized in that the capacities, resistances and spark gaps belonging to each group columnar construction are combined and that these columns are placed side by side are.