DE922005C

DE922005C - Facility for the examination and testing of high voltage devices

Info

Publication number: DE922005C
Application number: DES8341D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl-Ing Dr Foitzik; Willi Dipl-Ing Siemer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-11-02
Filing date: 1939-11-02
Publication date: 1955-01-07

Description

Einrichtung für die Untersuchung und Prüfung von Hochspannungsgeräten Für die Untersuchung und Prüfung von Hochspannungsgeräten, wie Überspannungsableitern, Isolatoren, Durchführungen, Kabeln usw., ist es vorteilhaft, die durch Blitzschläge hervorgerufenen elektrischen Beanspruchungen künstlich nachahmen zu können. Es kommt dabei darauf an, einen sehr hohen Spannungsstoß und unmittelbar im Anschluß daran einen sehr starken, kurzzeitig fließenden Strom, der möglichst schnell seinen Höchstwert erreichen und dann aperiodisch abklingen soll, herzustellen. Zur Herstellung des Spannungsstoßes kann man in bekannter Weise eine Batterie von Kondensatoren verwenden, die in Parallelschaltung aufgeladen und danach in Reihenschaltung entladen werden. Der Energieinhalt eines solchen Spannungsstoßgenerators ist jedoch sehr gering. Zur Erzeugung starker Stromstöße bedient man sich in bekannter Weise einer Batterie aus parallel geschalteten Kondensatoren. Diese besitzen einen sehr großen Energieinhalt, aber nur eineverhältnismäßiggeringe Spannung. Es wurde nun bereits vorgeschlagen, zwecks Nachahmung von Blitzströmen eine solche Spannungsstoßbatterie und eine Stromstoßbatterie in der Weise zusammenarbeiten zu lassen, daß die Entladung der Spannungsstoßbatterie gleichzeitig zur Einleitung der Entladung der Stromstoßbatterie über eine für beide Batterien gemeinsame Prüfstrecke benutzt wird. Dabei sind naturgemäß Prüfstrecke und Stromstoßlbatterie,parallel miteinander zu der Spannungsstoßbatterie in Reihe ange ordnet. Der Entladungsweg der Spannungsstoßbatterie soll aber von der Stromstoßbatterie zunächst vollständig getrennt sein, um zu verhindern, daß die gesamte Energie der Spannungsstoßbatterie in die Stromstoßbatterie abgeleitet wird; erst nach überschlag der für beide Batterien gemeinsamen Prüfstrecke soll der Entladungsstromkreis der Stromstoß batterie geschlossen werden, wodurch deren Entladung über die Prüfstrecke eingeleitet wird. Als selbsttätiges Schaltelement dient hierbei ein äußerst dünner Widerstandsdraht (sogenannter Mikrosekundenschalter). Dieser Widerstandsdraht stellt für den Spannungsstoß einen praktisch unüherwindlichen Widerstand dar. Er wird jedoch sofort, nachdem der Spannungsstoß die Prüfstrecke überschlagen hat, durch den Entladungsstrom der Stromstoßbatterie zum Verdampfen gebracht, worauf die weitere Entladung der ,Stromstoßbatterie über den dabei gebildeten Lichtbogen und den Überschlaglichtbogen an der Prüfstrecke nachfließen kann.Facility for the examination and testing of high-voltage devices For the examination and testing of high-voltage devices such as surge arresters, Insulators, bushings, cables etc., it is beneficial to protect against lightning strikes to be able to artificially imitate the electrical stresses caused. It is coming in doing so, a very high voltage surge and immediately following it a very strong, briefly flowing current that reaches its maximum value as quickly as possible should reach and then fade away aperiodically. To manufacture the Voltage surge, a battery of capacitors can be used in a known manner, which are charged in parallel and then discharged in series. However, the energy content of such a surge generator is very low. A battery is used in a known manner to generate strong current surges from capacitors connected in parallel. These have a very large energy content, but only a relatively low voltage. It has now been suggested for the purpose of imitating lightning currents, such a surge battery and a surge battery Cooperate in such a way that the discharge of the surge battery at the same time to initiate the discharge of the surge battery via one for both Batteries common test track is used. Thereby are natural Test track and surge battery, in parallel with each other in series with the surge battery arranged. The discharge path of the surge battery should, however, come from the surge battery first be completely separated in order to prevent all the energy of the Surge battery is diverted into the surge battery; only after rollover The test section common to both batteries should be the discharge circuit of the Impulse battery will be closed, thereby discharging it over the test track is initiated. An extremely thin one serves as an automatic switching element Resistance wire (so-called microsecond switch). This resistance wire represents represents a practically insurmountable resistance for the voltage surge. However, it becomes immediately after the voltage surge has passed the test section, due to the discharge current the rush battery to evaporate, whereupon the further discharge of the , Impulse battery via the resulting arc and the flashover arc can flow on the test track.

Die Erfindung betrifft eine andere noch einfachere Anordnung für das Zusammenarbeiten eines Spannungsstoßgenerators und eines Stromstoßgenerators. Sie beruht auf der durch zufällige Beobachtung gewonnenen Erkenntnis, daß man parallel geschaltete Funkenstrecken durch Beanspruchen mit einer im Vergleich zu ihrer Überschlagspannung hohen Stoß spannung, d. h. durch sogenanntes Uberschießen, ohne weiteres zum gleichzeitigen Ansprechen bringen kann. Diese Erkenntnis wird erfindungsgemäß in der Weise nutzbar gemacht, daß die Prüfstrecke und eine zusätzliche Luftfunkenstrecke parallel zueinander im Entladungskreis der Spannungsstoßhatterie und in Reihe miteinander im EntladuDgskreis der Stromstoß batterie angeordnet werden. The invention relates to another even simpler arrangement for the cooperation of a surge generator and a surge generator. It is based on the knowledge gained by chance observation that one parallel switched spark gaps due to exposure to a flashover voltage compared to their high surge voltage, d. H. by so-called overshooting, easily at the same time Can bring appeal. According to the invention, this knowledge can be used in this way made that the test section and an additional air gap parallel to each other in the discharge circuit of the surge battery and in series with each other in the discharge circuit the rush battery can be arranged.

Im folgenden sind die Erfindungsmerkmale und ihre Vorteile im einzelnen an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben und erläutert In Fig. I der schematischen Zeichnungen ist X die Spannungsstoßbatterie, Y die Stromstoßbatterie. a ist die beiden Batterien gemeinsame Prüfstrecke, an welcher der zu untersuchende Gegenstand ange ordnet wird, b die parallel dazu liegende zusätzliche Funkenstrecke. Die aufgeladene Stromstoßbatterie Y vermag infolge ihrer geringen Spannung die Funkenstrecken a, b nicht zu überschlagen. The following are the features of the invention and their advantages in detail described and explained on the basis of exemplary embodiments in FIG In the drawings, X is the surge battery, Y is the surge battery. a is the test track shared by both batteries, on which the object to be examined is arranged, b the additional spark gap lying parallel to it. The charged one Impulse battery Y is capable of spark gaps a due to its low voltage, b not to overturn.

Werden diese aber mittels der Spannungsstoßbatterie überschossen und auf diese Weise gleichzeitig durch Lichtbögen überbrückt, so kann sich über den auf diese Weise hergestellten Strompfad der Stromstoß aus der Batterie Y entladen.But if these are overshot by means of the surge battery and bridged in this way by arcing at the same time, it can spread over the The current path established in this way discharges the surge of current from the battery Y.

Eine solche Anordnung hat vor allem den Vorzug außerordentlicher Einfachheit, da bei ihr Mikrosekundenschalter oder irgendwelche sonstigen nach jedem Prüfvorgang zu erneuernden Teile nicht vorhanden zu sein brauchen Es kann bei ihr weiter von besonderem Vorteil sein, an Stelle zweier gleichartiger Funken strecken a, b (beispielsweise Spitzenfunkenstrecken) verschiedenartig ausgebildete Funkenstrecken zu verwenden, z.B. eine Spitz-PlatteFunkenstreclte und eine Kugelfunkenstrecke. Derartige Fundkenstreckenanordnungen haben bekanntlich ganz verschiedene StoßkennlinZien. Verwendet man z. B. für die Prüfstrecke eine Spitz-P latte-Funkenstrecke bzw. ordnet man als Prüfling einen einer solchen Funkenstrecke hinsichtlich seiner Stoßkennlinie entsprechenden Gegenstand an (Stützer), während die andere Funkenstrecke als Elektroden Kugeln von sehr großem Durchmesser erhält, so erreicht man, daß trotz Gleichzeitigkeit des Ansprechens beider Funkenstrecken die Prüfstrecke verhältnismäßig lang und die zusätzliche Funkenstrecke vergleichsweise sehr kurz sein kann. Such an arrangement has, above all, the advantage of extraordinary Simplicity, because with her microsecond switch or any other after each Inspection process parts to be renewed do not need to be present It can be with her It would also be of particular advantage to stretch instead of two sparks of the same type a, b (for example tip spark gaps) differently designed spark gaps to use, e.g. a pointed plate spark gap and a spherical spark gap. It is well known that such fundamentals have very different impact characteristics. If you use z. B. for the test track a Spitz-P latte spark gap or assigns as a test object one of such a spark gap with regard to its impulse characteristic corresponding object (support), while the other spark gap acts as electrodes If balls of a very large diameter are obtained, one achieves that in spite of the simultaneity the response of both spark gaps, the test track is relatively long and the additional spark gap can be comparatively very short.

Das hat den Vorteil, daß die Spannung der Spannungsstoßbatterie weniger hoch gewählt zu werden braucht, da man wegen des verschiedenartigen Charakters der Stoßkennlinien beider Funkenstrecken erreichen kann, daß schon im Gebiet der Mindeststoßüberschlagspannung oder wenig darüber beide Funkenstrecken gleichzeitig zum Ansprechen kommen und die Entladung der Stromstoßbatterie einleiten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß wegen des geringen Abstandes der Kugelelektroden auch bei Verwendung eines verhältnismäßig langen Prüflings im Entladungsstromkreis der Stromstoßbatterie ein insgesamt kurzer Funkenweg liegt; dadurch kann der Entladungswiderstand klein gehalten werden, ebenso auch die Induktivität des Entladungskreises der Stromstoßbatterie. This has the advantage that the voltage of the surge battery is less needs to be chosen highly, because because of the diverse nature of the Impulse characteristics of both spark gaps can reach that already in the area of the minimum surge flashover voltage or a little more than that, both spark gaps are addressed at the same time and the Initiate discharge of the surge battery. Another advantage is that because of the small distance between the ball electrodes, even when using a relatively long test object in the discharge circuit of the impulse battery an overall short one Spark path lies; thereby the discharge resistance can be kept small, as well also the inductance of the discharge circuit of the rush battery.

Ein weiteres Mittel, um möglichst gleichzeitiges, stabiles Ansprechen der parallel geschalteten Funkenstrecken auch bei weniger starkem Uberschießen zu gewährleisten, besteht darin, daß jeder Funkenstrecken auch bei weniger starkem Überstand, Rb vorgeschaltet wird. Dabei ergibt sich allerdings zunächst eine Vergrößerung des Gesamtwiderstandes im Entladungskreis der Stromstoßbatterie. Um dies zu vermeiden, kann man, wie Fig. 3 andeutet, als Vorschaitwiderstand einen sehr dünnen, z. B. 0,04 mm ¢ konstanten hochohmigen Metalldraht w od. dgl. verwenden. Das stabile Ansprechen der Funkenstrecken a, b wird durch den Spaannngsstoß hervorgerufen, solange der Widerstandsdraht n, noch seinen hohen Ohmwert hat. Another means of achieving a simultaneous, stable response as possible of the spark gaps connected in parallel, even if the overshoot is less pronounced ensure that everyone has spark gaps even with less strong Supernatant, Rb is connected upstream. However, this initially results in an enlargement the total resistance in the discharge circuit of the surge battery. To avoid this, you can, as Fig. 3 indicates, a very thin, z. B. Use 0.04 mm ¢ constant high-resistance metal wire or the like. The stable response of the spark gaps a, b is caused by the clamping surge as long as the Resistance wire n, still has its high ohmic value.

Nach dem Überschlag beider Strecken wird der Metalldraht verdampft, und über den dabei gebildeten Lichtbogen, dessen Widerstand sehr gering ist, fließt dann die stromstarke Entladung der Stromstoßbatterie.After the rollover of both lines, the metal wire is vaporized, and flows through the arc formed in the process, the resistance of which is very low then the high-current discharge of the surge battery.

Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 4 dargestellt. Another possibility is shown in FIG.

Das stabile Ansprechen der beiden parallel geschalteten Funkenstrecken a, b wird hier wiederum mit Hilfe vorgeschalteter Widerstände Ra, Rt erreicht. Diese Widerstände können durch eine weitere Funkenstrecke c bei der Entladung der Stromstoßbatterie überbrückt werden, die so eingestellt ist, daß sie von der verhältnismäßig geringen Spannung der Stromstoßbatterie überschlagen werden kann, nachdem zuvor von der Spannung stoßbatterie die beiden Funtkenstrecken a und b gleichzeitig zum Ansprechen gebracht wurden.The stable response of the two spark gaps connected in parallel a, b is achieved here again with the help of upstream resistors Ra, Rt. These Resistances can be caused by a further spark gap c when the surge battery discharges be bridged, which is set so that it is from the relatively low Voltage of the surge battery can be overturned after previously from the voltage shock battery brought the two functon lines a and b to respond at the same time became.

Ähnlich arbeitet auch die Anordnung nach Fig. 5. The arrangement according to FIG. 5 also works in a similar manner.

Hier ist an Stelle der Funkenstrecke c wiederum ein dünner Draht im Entladungsstromkreis der Stromstoßbatterie vorgesehen, der zum Verdampfen gebracht wird und dadurch den Widerstand des Entladungsstromkreises der Stromstoßbatterie plötzlich stark verkleinert.Instead of the spark gap c, there is again a thin wire im Discharge circuit of the surge battery is provided, which is caused to evaporate and thereby the resistance of the discharge circuit of the rush battery suddenly reduced in size.

An Stelle der Widerstände Ra, Rb kann man auch Kondensatoren verwenden, deren Kapazität größer sein soll als die der Funkenstrecken ffi und b bzw. auch c. Instead of the resistors Ra, Rb one can also use capacitors, whose capacity should be greater than that of the spark gaps ffi and b or also c.

Die Ausführungs- und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden durch die hier behandelten Beispiele keineswegs erschöpft. Die Vorschläge der Erfindung können auch unabhängig von diesen einzeln, gemeinsam oder in beliebigen Kombinationen mit Vorteil verwendet werden. The implementation and application of the invention are by no means exhausted by the examples dealt with here. The proposals of the invention can also be used independently of these individually, together or in any combination can be used to advantage.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for the investigation and testing of High-voltage equipment using a surge generator and a surge generator, in which the discharge of the surge generator is carried out at the same time as the initiation of the Discharge of the impulse generator is used via a test section common to both is, characterized in that the test section (a) and an additional air spark gap (b) parallel to each other in the discharge circuit of the surge battery (X) and in Are arranged in series with one another in the discharge circuit of the surge battery (Y).

2. Device according to claim I, characterized in that as an additional Air spark gap (b) a spark gap with a different type from that of the test section (a) Surge characteristic is used.

3. Device according to claim I and 2, characterized in that with the two spark gaps (a, b) resistors (Ra, Rb) are connected in series.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the a thin, high-resistance metal wire (w) is used as a series resistor, which is below Effect of the discharge current of the surge generator evaporates.

5. Device according to claim I to 4, characterized in that the series resistors (Ra, Rb) are bridged by an additional spark gap (c) are.

6. Device according to claim 1 to 5, characterized in that the series resistors (Ra, Rb) with an additional one under the influence of the surge generator evaporating thin wire (n ") are bridged.

7. Device according to claim I to 6, characterized in that Instead of series resistors (Ra, Rb) capacitors are used.