DE712205C

DE712205C - DC high voltage test system

Info

Publication number: DE712205C
Application number: DEM139836D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erwin Marx
Original assignee: Dr-Ing Erwin Marx
Current assignee: Dr-Ing Erwin Marx
Priority date: 1937-11-17
Filing date: 1937-11-17
Publication date: 1941-10-14

Description

Gleichstromhochspannungsprüfanlage Es ist bekannt, Gleichstromprüfanlagen mit einer Spannungsvervielfachung herzustellen. Die hierbei verwendeten bekannten Schaltungen, von denen eine in Abb.r als Beispiel dargestellt ist, besitzen den Nachteil, daß nur eine sehr kleine Gleichstromleistung erzeugt werden kann. Für die Aufladung der Kondensatoren 4., 5 und 6 steht in jeder Periode die Ladung der Kondensatoren r, 2 und 3 zur Verfügung. Die Kapazität dieser letztgenannten Kondensatoren kann andererseits nicht allzu groß gemacht werden, weil elektrische Ventile für sehr hohe Spannungen nur mit sehr kleiner Stromstärke im Dauerbetrieb arbeiten können. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten. Schaltung besteht darin; daß in jeder Periode nur eine Aufladung der Kondensatoren erfolgt und daß dementsprechend große Schwankungen der erzeugten Gleichspannung entstehen.DC high-voltage test system It is known, DC test systems with a voltage multiplication. The known ones used here Circuits, one of which is shown in Fig.r as an example, have the Disadvantage that only a very small direct current power can be generated. For the charge of the capacitors 4, 5 and 6 is the charge of the in each period Capacitors r, 2 and 3 are available. The capacity of these latter capacitors on the other hand, cannot be made too big because electric valves are used for very high voltages can only work with very low amperages in continuous operation. Another disadvantage of this known. Circuit consists in; that in every period only one charging of the capacitors takes place and that correspondingly large fluctuations the generated DC voltage arise.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile bei einer Gleichstromhochspannungsprüfanlage, beider die Erzeugung der hohen Prüfspannung mit Hilfe einer Vielfachsch:altung erfolgt, welche aus mehreren in Reihe geschalteten Kondensatoren (Schubkondensatoren) besteht, welche aus einer Wechselstromquelle aufgeladen werden und ihre Ladung über Ventile an weitere in Reihe geschaltete Kondensatoren (Speicherkondensatoren) abgeben, welche die Prüfspannung liefern, dadurch vermieden, daß na solcher Vielfachschaltungen durch eine Parallelschaltung zu einer einzigen Anlage zusammengefaßt sind und daß diese einzelnen Vielfachschaltungen durch verschiedene Phasen eines m-Phasentransformators gespeist werden.According to the invention, these disadvantages are in a direct current high voltage test system, in which the generation of the high test voltage takes place with the help of a multiple circuit, which consists of several capacitors connected in series (thrust capacitors), which are charged from an alternating current source and their charge via valves to others in proposed series-connected capacitors (storage capacitors), which supply the test voltage, characterized avoided that are na such multiple circuits summarized by a parallel circuit to a single plant, and that each of these multiple circuits are energized by different phases of a m-phase transformer.

Zur näheren Beschreibung der Erfindungsei folgendes ausgeführt: Die in Abb. i links gezeichneten Kondensatoren i bis 3 seien Schubkondensatoren genannt. Ihre Spannung gegen Erde ändert sich periodisch mit der von dem Einphasentransforinator 13 erzeugten Wechselspannung. Die rechts gezeichneten Kondensatoren 4, 5 und 6 seien Speicher- oder Gleichspannungskondensatoren genannt. Die Ladung der Schubkondensatoren wird also periodisch durch die zwischen den beiden Kondensatorgruppen angeordneten Ventile 7 bis 12 in die Speicherkondensatoren entladen. Erfindungsgemäß werden nun mehrere Gruppen Schubkondensatoren durch ein llehrphasensystem gespeist und in die gleichen Speicherkondensatoren (Gleichspannungskondensatoren) entladen.For a more detailed description of the invention, the following is carried out: The Capacitors i to 3 shown on the left in Fig. i are called thrust capacitors. Their voltage to earth changes periodically with that of the single-phase transformer 13 generated alternating voltage. The capacitors 4, 5 and 6 drawn on the right are assumed Called storage or DC voltage capacitors. The charge of the thrust capacitors is thus periodically arranged between the two capacitor groups Discharge valves 7 to 12 into the storage capacitors. According to the invention are now several groups of thrust capacitors fed by a teaching phase system and into the the same storage capacitors (DC voltage capacitors).

Bei dem in der Abb.2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist als speisendeWechselstromquelle ein Drehstromtransformat:or i-. vorgesehen. Der Drehstromtransformator 14 ist beispielsweise in Stern geschaltet, wobei die Wicklungsanfänge im Sternpunkt geerdet und die Wicklungsenden mit den Schubkondensatorgruppen 15 bis 18, 1g bis 22 und 23 bis 26 verbunden sind.- Den drei Schubkondensatorgruppen 15 bis 18, ig bis 22 und 23 bis 26 ist eine einzige Speicherkondensatorgruppe (Gleichspannungskondensatorgruppe) 27 bis 30 zugeordnet.In the embodiment of the invention shown in Fig. 2, a three-phase transformer is used as the feeding AC power source: or i-. intended. The three-phase transformer 14 is connected in star, for example, with the winding beginnings grounded at the star point and the winding ends being connected to the thrust capacitor groups 15 to 18, 1g to 22 and 23 to 26. - The three thrust capacitor groups 15 to 18, ig to 22 and 23 to 26 a single storage capacitor group (DC voltage capacitor group) 27 to 30 is assigned.

Die Schubkondensatoren 15 bis 18, ig bis 22 und 23 bis 26 werden jeweils durch die zu ihnen gehörende Transformatorphase gespeist. Die Schubkondensatorengruppen 15 bis 18, 1g-liis 22 und 23 bis 26 werden dann nacheinander in die Speicherkondensatoren (Gleichspannungskondensatoren) 27 bis 30 entladen, so :daß während einer vollen Periode der speisenden Wechselspannung eine dreimalige Aufladung der Gleichspannungskondensatoren 27 bis 30 vorgenommen wird. Die vielen spannungsbeweglichen Schubkondensatoren 15 bis 26 dienen somit gemäß der Erfindung zur Speisung eines gemeinsamen Speichers, nämlich der Gleichspannungskondensatoren 27 bis 30. Die Spannungsschwgnkung wird dabei gegenüber der in .der Abb. i dargestellten. bekannten Schaltung ganz erheblich herabgesetzt, und man kann mit wesentlich kleineren Kapazitätsbeträgen der Schubkondensatoren sowie der Gleichspannungskondens.atoren auskommen. Bei sehr großer Stromentnahme und kleinen Speicherkondensatoren (Gleichspannungskondensatoren) entsteht eine ähnliche Spannungskurve an der Hochspannungsklemme 31, wie sie ein l)reli:troingleichrichter liefert, der auf Ohmsehen Widerstand arbeitet. Die Ventile brauchen hierbei, wenn man einen Drehstromtransformator verwendet, nur für den dritten Teil des arithmetischen Mittelwertes des benötig 25 Gleichstromes gebaut zu sein.The thrust capacitors 15 to 18, ig to 22 and 23 to 26 are each fed by the transformer phase belonging to them. The thrust capacitor groups 15 to 18, 1g-liis 22 and 23 to 26 are then successively discharged into the storage capacitors (DC voltage capacitors) 27 to 30, so: that a three-time charging of the direct voltage capacitors is carried out 27 to 30 during a full period of the AC supply voltage. The many voltage-moving thrust capacitors 15 to 26 thus serve, according to the invention, to feed a common memory, namely the DC voltage capacitors 27 to 30. The voltage fluctuation is shown in comparison to that shown in FIG. known circuit is reduced quite considerably, and you can get by with much smaller capacitance amounts of the thrust capacitors and the DC voltage capacitors. With a very large current consumption and small storage capacitors (direct voltage capacitors), a similar voltage curve arises at the high-voltage terminal 31, as is supplied by a reli: trin rectifier that works with ohmic resistance. If a three-phase transformer is used, the valves only need to be built for the third part of the arithmetic mean value of the direct current required.

Auch im Aufbau der Gleichstrombochspan-'nungsprüfanlage ergeben sich durch die Erfindung grundsätzliche und wesentliche Vorteile. Man kann nämlich erfindungsgemäß die Gleichspannungskondensatoren (Speicherkondensatoren) in die Mittelachse der Anlage stellen und die Schubkondensatoren im gleichen Abstand von den Gleichspannungskondensatoren (Speicherkondensatoren), gleich-' mäßig verteilt auf einen Kreisumfang, aufstellen. Es entsteht dadurch mechanisch auch bei sehr hohen Spannungen ein Gebilde von hoher Standfestigkeit. Die Ventile 32 sind hierbei dann strahlenförmig von der Mittelachse der Anlage ausgehend um die Gleichspannungskondensatoren (Speicherkondensatoren) angeordnet. Dieser Aufbau hat neben der hohen mechanischen Festigkeit den Vorteil einer günstigen elektrostatischen Abschirmung. Dies ist für Gleichstromhochspannungsanlagen besonders wichtig da bei diesen Anlagen auf eine Kleinhaltung der Verlustströme ganz besonderer Wert zu legen ist, weil die Verlustströme leicht größer werden können als der nutzbare Gleichstrom. Die Punkte hohen Gleichspannungspotentials liegen bei der beschriebenen Anlage in der 'Mittelachse und sind elektrostatisch abgeschirmt durch die Schubkondensatoren, die sämtlich an Wechselspannungspotential liegen. Die von den Schubkondensatoren ausgehenden Verlustströme fließen also nicht durch die Ventile 32. Bei genügender Kapazität der Schubkondensatoren hat man daher von diesen Verlustströmen, die von den Punkten 33 bis .L4 ausgehen, keine nennenswerten Spannungsabfälle in der Anlage zu befürchten. Die von den auf hoher Gleichspannung befindlichen Punkten 45 bis 48 aus-gehenden Verlustströme sind an sich größer, «>eil es sich um hohe Gleichspannungen handelt. Da jedoch bei dem beschriebenen Aufbau in der Nähe dieser letztgenannten Punkte nur Teile von annähernd gleich hohem Potential sich befinden, wird die dort ausgehende Strahlung gering gehalten werden können.Also in the structure of the direct current high-voltage chip test system through the invention basic and essential advantages. You can namely according to the invention the DC voltage capacitors (storage capacitors) in the central axis of the Set the system and the thrust capacitors at the same distance from the DC voltage capacitors (Storage capacitors), evenly distributed over a circumference, set up. This mechanically creates a structure of high even at very high tensions Steadfastness. The valves 32 then radiate from the central axis of the system based on the DC voltage capacitors (storage capacitors) arranged. In addition to the high mechanical strength, this structure has the advantage favorable electrostatic shielding. This is for high voltage DC systems It is particularly important for these systems to keep the leakage currents small Particular importance is attached to the fact that the leakage currents can easily become larger than the usable direct current. The points of high DC voltage are located in the system described in the 'central axis and are electrostatically shielded through the thrust capacitors, all of which are connected to alternating voltage potential. The leakage currents emanating from the thrust capacitors therefore do not flow through the valves 32. With sufficient capacity of the thrust capacitors one therefore has from these leakage currents, which emanate from points 33 to .L4, are not worth mentioning There is a risk of voltage drops in the system. The ones on high DC voltage 45 to 48 outgoing leakage currents located at points 45 to 48 are in themselves greater, «> eil it is a matter of high DC voltages. However, as in the structure described in the vicinity of these last-mentioned points only parts of approximately the same high potential are located, the radiation emitted there can be kept low.

Wenn künstliche Mittel (Schirin.ungen, sehr große Krümmungshalbinesser usw.) benützt «-erden sollen, um die Vorentladungsströnie noch weiterhin zu verkleinern, dann können solche Maßnahmen bei dem geschilderten zentralen Aufbau besonders leicht und einheitlich durchgeführt werden.If artificial means (Schirin .ungen, very large curvature halves etc.) should be used "-earth in order to further reduce the pre-discharge current, then such measures can be taken particularly easily with the central structure described and carried out uniformly.

Sollen zwei Anlagen von verschiedener Polarität nebeneinander aufgestellt werden, so daß die Möglichkeit besteht, eine Spannung zwischen den Endklemmen dieser beiden Anlagen zu erhalten, die der doppelten. Spannung einer Anlage gegen Erde entspricht, so besteht gemäß der Erfindung die Möglichkeit, diese beiden Anlagen durch einen Mehrphasentransformator ohne Nullpunkts-erdung zu speisen. Es ergibt sich dadurch beispielsweise bei Drehstromspeisung die Möglichkeit, eine sechsphasige Welligkeit der Spannungen gegen Erde und der Spannungen zwischen den Klemmen zu erzeugen.Should two systems of different polarity be set up next to each other so that there is the possibility of a tension between End clamps of these two systems to get that of the double. Tension one Corresponds to the system against earth, according to the invention there is the possibility of this to feed both systems through a multi-phase transformer without zero point earthing. This results in the possibility of a three-phase supply, for example six-phase ripple of the voltages to earth and the voltages between the Generate clamps.

In der Gleichstromleitung können in bekannter Weise Drosselspulen angeordnet werden, um den Strom zu glätten. Erfindungsgemäß kann man diese Drosselspulen mit einer Überspannungsschutzeinrichtung überbrücken, um bei Überschlägen .auf der Gleichstromseite eine Beschädigung der Drosselspulen zu vermeiden. Dies .ist besonders bei Prüfanlagen wichtig, weil bei diesen Anlagen Überschläge häufig hervorgerufen werden.Choke coils can be installed in the direct current line in a known manner be arranged to smooth the flow. According to the invention, these inductors can be used bridge with an overvoltage protection device to prevent flashovers. on the DC side to avoid damage to the choke coils. This .is special important in test systems because flashovers often occur in these systems will.

Claims

PATLNT CLAIMS :: i. DC high voltage, test system, in which the high test voltage is generated using a multiple circuit, which consists of several series-connected capacitors (thrust capacitors), which are charged from an alternating current source, and their charge via valves to other capacitors connected in series (storage capacitors), which supply the test voltage, characterized in that m such multiple circuits are combined by a parallel connection to a single system and that these individual multiple circuits through different phases of an m-phase transformer be fed. a. Installation according to Claim i, characterized in that the multiplication branches are interconnected in multiple phases so that the memory part is common for all phases is. 3. Plant according to claim i or a, characterized in that when used of column design the storage part is built in the central axis of the overall arrangement and the individual multiplication parts in an axially symmetrical shape around the storage part are arranged around. System according to claim i or the following, characterized in that d.that the externally arranged multiplication parts are arranged and designed in such a way, that they provide good electrostatic protection for the middle DC voltage section (Memory part) as well as for their own connection part.