DE913202C

DE913202C - Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstoesse zum Pruefen von Isolatoren, Schaltern oder anderen Hochspannungsgeraeten

Info

Publication number: DE913202C
Application number: DEA9718D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolf Marguerre
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-12-25
Filing date: 1937-12-25
Publication date: 1954-06-10

Description

Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstöße zum Prüfen von Isolatoren, Schaltern oder anderen Hochspannungsgeräten Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstöße zur Prüfung von Isolatoren, Schaltern oder anderen elektrischen Hochspannungsgeräten.
Es ist bekannt, derartige Prüfungen unter Verwendung von Kondensatoren und Widerständen mit einer Schaltung vorzunehmen, deren Schema in Abb. Z der Zeichnung angegeben ist. Hierin bedeutet C3 die Kapazität der Stoßanlage (bei mehrstufiger Ausführung die Endkapazität der in Reihe geschalteten Stufen), CB eine Belastungskapazität, Rd und B, ohmsche Widerstände und U, die Ladespannung. Die am Prüfling P nach Ansprechen der Funkenstrecke F auftretende Spannung setzt sich aus zwei e-Funktionen zusammen und ist in Abb:2 dargestellt. Näherungsweise kann man für die Zeitkonstante der Wellenstirn das Produkt Rd x CB, für die des Wellenrückens Re x C, setzen. Die höchste am Prüfling auftretende Spannung wird gegenüber der Endspannung der Stoßkapazität C3 dadurch verkleinert, daß von C3 Ladung nach CB fließt, des weiteren dadurch, daß die beiden Widerstände Rd und Re einen Spannungsteiler darstellen, der um so ungünstiger wirkt, je größer Rd und je kleiner Re ist. Die Ausnutzung der Stoßanlage wird also, wenn C, und CB gegeben sind, um so ungünstiger, je flacher die Wellenstirn und je steiler der Wellenrücken wird.
Erfindungsgemäß wird das ungünstige Spannungsteilerverhältnis dadurch vermieden, daß an Stelle des ohmschen Widerstandes Re ein frequenzabhängiger Widerstand verwendet wird, welcher während der steilen Wellenstirn einen höheren Widerstandswert besitzt als während des flacheren Wellenrückens. Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Drosselspule L an Stelle des Widerstandes Re.
Die Drosselspule verhindert, daß während der Wellenstirn, ehe der Kondensator CB seinen höchsten Spannungswert erreicht hat, zu viel Ladung nach Erde hin abfließt und damit diesen Höchstwert herunterdrückt. Im Idealfall, wenn die Spule während der Spannungsstirn vollständig sperrt, tritt am Kondensator CB und damit am Objekt der Spannungshöchstwert auf, der sich aus dem Kapazitätsverhältnis der beiden Kondensatoren C3 und CB errechnet. Diesem Idealfall kann man praktisch dadurch nahekommen, daß zwischen Kondensator CB und Drosselspule L eine Funkenstrecke F geschaltet wird, welche anspricht, sobald der Kondensator CB seine höchste Spannung erreicht hat (Abb. 4).
Abb. 5 stellt für diesen Fall die am Prüfling auftretende Spannungsform dar. Im Gegensatz zu der Schaltung nach Abb. i verläuft der Rücken der Spannungswelle in der Schaltung nach Abb. 3 oder 4 nicht aperiodisch, sondern im wesentlichen nach einer gedämpften Kosinusfunktion. Dies erscheint als grundsätzlicher Nachteil des Verfahrens, ist bei der praktischen Anwendung jedoch bedeutungslos, da der Widerstand Rd die Schwingung so weit dämpft, daß die zweite Halbwelle im negativen Gebiet schon einen wesentlich kleineren Scheitelwert hat als die erste Halbwelle. Ein Isolator, welcher von der ersten Halbwelle nicht überschlagen worden ist, kann von der zweiten, wesentlich schwächeren auch nicht mehr überschlagen werden.
Die Dämpfung durch den Widerstand Rd wirkt um so stärker, je kleiner L ist. Aus diesem Grunde eignet sich die Schaltung besonders für Wellen kurzer Rückendauer. Man kann die Stoßanlage so einrichten, daß für kurze Wellen eine Drosselspule, für lange Wellen (40 ,us und mehr) ein ohmscher Widerstand verwendet wird. Letzterer wird dann so hochohmig, daß das Spannungsteilerverhältnis Rd zu Re nur noch kleine Verluste verursacht. Macht es aus irgendeinem Grunde Schwierigkeiten, den Widerstand aus der Anlage herauszunehmen, so kann er während der Prüfung mit kurzen Wellen auch parallel zu der Drosselspule liegenbleiben, da er hierbei die Wellenform nur noch wenig beeinflußt.
Eine ähnliche Spannungsform wie nach Abb. 3 und 4 wird durch die Schaltung nach Abb. 6 dadurch erreicht, daß ein großer ohmscher Widerstand r parallel zu RB gelegt ist, während die Belastungskapazität CB parallel zu der Serienschaltung der Funkenstrecke F und dem Dämpfungswiderstand Rd liegt.
Für die praktische Ausführung einer Drosselspule an Stelle von Re gibt es verschiedene Möglichkeiten. Von einem Eisenkern wird man in den meisten Fällen absehen können, da man nur mit Größen von einigen io mH zu rechnen hat. Dies erleichtert die Isolation gegenüber den Spannungsstößen sehr. je nach der Höhe der Stoßspannung kann man mehr oder weniger dicht gewickelte Spulen in Luft oder Öl verwenden. Sind die Spannungen so hoch, daß Befürchtungen bestehen für die Beanspruchung der Eingangswindungen, so kann man die Spule entweder mit der Belastungskapazität CB oder der Kapazität C, der Stoßanlage selbst vereinigen und diese zum Steuern der Spannungsverteilung benutzen. In Abb. 7 und 8 sind diese Möglichkeiten dargestellt, wobei in Abb. 8 C" bis C, die Kapazitäten der Stoßanlage, CB die Belastungskapazität, F, bis F5 die Funkenstrecken, TV, bis W" Lade- und Rd, bis Rd5 Teildämpfungswiderstände darstellen. Werden die Kondensatoren für CB in einem Gefäß zusammengebaut, so kann die Spule in demselben Gefäß untergebracht werden; bei säulenartigem Aufbau wird man die Spule zweckmäßig schraubenförmig um die Kondensatorsäule herumlegen (Abb. g): In diesem Fall wird man sogar meist auf eine stufenweise Verbindung zwischen Kondensator und Spule verzichten können, da die räumliche Nähe schon eine ausreichende kapazitive Steuerung mit sich bringt. In gleicher Weise kann man natürlich bei säulenartigem Aufbau der Stoßkapazität C, die Drosselspule mit dieser vereinigen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstöße zum Prüfen von Isolatoren, Schaltern oder anderen Hochspannungsgeräten mittels Kondensatoren und Widerständen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rückendauer der Stoßwelle regelnde Widerstand (Re) so ausgeführt ist, daß er während der steilen Wellenstirn einen höheren Durchgangswiderstand aufweist als während des flacheren Wellenrückens. N. Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstöße nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladewiderstand vom Prüfling durch eine zusätzliche Funkenstrecke getrennt wird, welche erst anspricht, wenn der Prüfling schon nahezu dem vollen Scheitelwert der Stoßspannung ausgesetzt ist. 3. Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstöße nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladewiderstand mit der Belastungskapazität der Stoßanlage an Punkten gleichen Potentials verbunden ist. 4. Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstöße nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladewiderstand mit der Kapazität der Stoßanlage an Punkten gleichen Potentials verbunden ist. 5. Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstöße nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Entladewiderstand ein ohmscher Widerstand (r) und parallel zu dem Dämpfungswiderstand (Rd) und der Funkenstrecke (F) die Belastungskapazität (CB) liegt. 6. Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstöße nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB der Entladewiderstand mit der Belastungskapazität oder der Kapazität der Stoßanlage in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist, wobei einander entsprechende Punkte des Widerstandes und der Kapazität miteinander verbunden werden können. 7. Anordnung zur Erzeugung kurzzeitiger Spannungsstöße nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB bei säulenförmigem Zusammenbau der Kondensatoren der Entladewiderstand schraubenförmig um die Kondensatorsäule herumgelegt wird.