DE930886C

DE930886C - Control arrangement for generating high breakdown voltages

Info

Publication number: DE930886C
Application number: DER8932A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Raupach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-04-30
Filing date: 1952-04-30
Publication date: 1955-07-28

Description

Regelanordnung zur Erzeugung hoher Durchs chlagsp annungen Bei den bekannten, von Hand bedienten Regelanordnungen zur Erzeugung hoher elektrischer Spannungen für Durchschlagversuche, insbesondere zum Zwecke der Unltelrstuchung und Prüfung von Werkstoffen auf ihre elektrische Durthsch.lagfestigkeit ergeben slich durch die Handbedienung Fehler bei der Feststellung der genauen Durchschlagspannung, weil der Bedienende fast niemals so rasch zu reagieren vermag, daß er die Regelung genau in dem Augenblick des Durchschlages unterbricht; erfahrungsgemäß erfolgen dann immer noch gewisse Regelungen nach der einen oder der anderen Seite hin. Infolgedessen läßt sich die Durchschlagspannung nachträglich fast niemals genau feststellen, z. B. ablesen. Mittels eines am Anzeigemeßgerät vorgesehenen Schleppzeigers ließen sich diese Fehler nicht wesentlich verhüten, weil der Schleppzeiger den Höchstwert nur ungefahr anzeigt, sofern nicht bei etwaigem Herabregeln vor dem Durchschlag auch der Schleppzeiger zurückgestellt wird.Control arrangement for generating high breakdown voltages Both known, hand-operated control arrangements for generating high electrical Voltages for breakdown tests, in particular for the purpose of breaking down and testing of materials for their electrical durability The manual operation caused errors in determining the exact breakdown voltage, because the operator is almost never able to react so quickly that he can control the system interrupts exactly at the moment of the breakdown; based on experience then there are still certain regulations on one side or the other. Consequently the breakdown voltage can almost never be determined exactly afterwards, e.g. B. read. By means of a drag pointer provided on the display measuring device These errors cannot be prevented significantly because the drag pointer has the maximum value only shows approximately, unless it is downgraded before the breakthrough the split-seconds pointer is also reset.

Es wurde nun gefunden, daß es in einfacher Weise möglich ist, eine zur Erzeugung hoher Durchschlagspannungen, insbesondere zur Werkstoffprüfung, geeignete Regel anordnung zu schaffen, bei welcher die Durchschlagspannung nachträglich genau festgestellt und gemessen werden kann. Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung der Regeltransformator im Augenblick des Durchschlages selbsttätig verriegelt und hierdurch die eingeregelte Durchschlagspannung zur nachträglich genauen Messung festgehalten. Die Durchschlagspannung ist z. B. die Primärspannung des Hochspanrbungstransformators. Durch diese Verriegelung werden die bisher unvermeidbaren, durch die Handbedienung bedingten Fehler beim Ablesen der Durchschlagspannung vermieden; dem Prüfenden wird die Möglichkeit gegeben, nach erfolgtem Durchschlag die Durchschlagspannung in Ruhe und genau ablesen zu "können. Gegenüber einem Schleppzeigermeßgerät besteht der Vorteil, daß die genaue Spannung des Prüftransformators gemessen wird, ohne daß, wie bei diesen Meßgeräten, mit zusätzlichen Anzeigefehlern infolge von durchschlagbedingten Schwingungen zu rechnen ist. Für die Meßgeräte der neuen Anordnung empfiehlt es sich, das tibersetzungsver,hältnis des Prüf- oder Hochspannungstransformators gleich einzueichen. It has now been found that it is possible in a simple manner, a suitable for generating high breakdown voltages, especially for material testing To create a rule arrangement in which the breakdown voltage is subsequently accurate can be determined and measured. For this purpose, according to the invention, the Regulating transformer locked automatically at the moment of breakdown and thereby the regulated breakdown voltage is recorded for subsequent precise measurement. The breakdown voltage is z. B. the primary voltage of the high voltage transformer. This locking means that the previously unavoidable by manual operation conditional error when reading the Breakdown voltage avoided; the examiner is given the opportunity to determine the breakdown voltage after the breakdown has occurred to be able to read in peace and quiet. Compared to a drag pointer measuring device the advantage that the exact voltage of the test transformer is measured without that, as with these measuring devices, with additional display errors due to breakdown-related Vibrations is to be expected. For the measuring instruments of the new arrangement it recommends the transmission ratio of the test or high-voltage transformer is the same to submit.

Wie weiter gefunden wurde, wird die Verriegelung vorzugsweise mit Hilfe des im Augenblick des Durchschlages herrschenden Kurzschlußstromes erreicht. Hierbei ist es verteilhaft, die Verriegelung durch den Kurzschluß strom über einen Stromwandler auszulösen. As was further found, the lock is preferably with With the help of the short-circuit current prevailing at the moment of the breakdown. Here it is distributable, the locking through the short-circuit current over a Trip current transformer.

Die Verriegelung bewirkt zweckmäßig eine Sperrung der Betätigungseinrichtung des Regeltransformators, so daß im Augenblick des Durchschlages, also wenn der Kurzschlußstrom herrscht, eine Veränderung der geregelten Spannung nicht mehr erfolgen kann. Die Verriegelung muß dabei so aufgeführt sein, daß das Handrad zur Betätigung des Regeltransformators weder nach der einen noch der anderen Seite weitergedreht werden kann, wodurch sämtliche der möglichen Regelfehler sicher vermieden werden. The locking expediently causes a blocking of the actuating device of the regulating transformer, so that at the moment of the breakdown, i.e. when the short-circuit current prevails, a change in the regulated voltage can no longer take place. the The lock must be designed in such a way that the handwheel is used to operate the control transformer Can not be rotated further either to the one or the other side, whereby all of the possible control errors can be safely avoided.

Zweckmäßigerweise wird derselbe Kurzschlußstrom zugleich dazu benutzt, die Leitung vom Regeltransformator zum Prüf- oder Hochspan,nungstransformator z. B. über ein Schütz zu trennen, um hierdurch den Prüftransformator selbst im Augenblick des Durchschlages spannungslos zu machen. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck ein Überstromrelais verwendet, welches die Spannung an der Schützspule trennt. The same short-circuit current is expediently used at the same time to the line from the regulating transformer to the test or high voltage, voltage transformer z. B. to be separated via a contactor, thereby the test transformer itself at the moment to de-energize the breakdown. Preferably one is used for this purpose Overcurrent relay is used, which separates the voltage on the contactor coil.

Die Verriegelung soll vorteilhafterweise von Hand spannbar sein und im praktischen Betrieb dann erfolgen, wenn die Spannung auf der geregelten Seite des Regeltransformators festgestellt ist. Erst dann soll sich der Regeltransformator in die Null- oder Ausgangslage zurückdrehen lassen, so daß er wieder für den nächsten Versuch betriebsbereit ist. The lock should advantageously be tensioned by hand and in practical operation then take place when the voltage is on the regulated side of the regulating transformer is established. Only then should the regulating transformer be Let it turn back to the zero or starting position so that it can be used again for the next Attempt is ready for use.

Die Regelanordnung nach der Erfindung eignet sich für kleinere oder größere Einheiten und insbesondere auch für Regeltransformatoren, die neben oder an Stelle der Handbedienung auch mit einer motorischen Betätigung ausgerüstet sind. The control arrangement according to the invention is suitable for smaller or larger units and in particular also for regulating transformers, which in addition to or are also equipped with motorized actuation instead of manual control.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus der Schaltskizze und der Beschreibung zu ersehen. Further features of the invention are from the circuit diagram and See description.

Von der PhaseR und dem Nulleiter o führen über Sicherungen I, 2 Leitungen zu einem Netzschutzschalter 3 mit den Kontakten 4, 5, 6, 7, 8, 9, IO, II und den Schaltteilen I2, I3, I4, I5 sowie der Betätigungsspule I6. Am Kontakt 4 liegt eine Signallampe I7, die ihrerseits mittels der Leitung I8 an dem Nulleiter hängt. Der Gegenkontakt I I ist über die Leitung 19 mit der über die Sicherung 20 an der Netzphase R hängenden Leitung 21 verbunden. Die Kontakte 4 und In. werden mittels des Schaltteiles I2 verbunden oder getrennt. Die Kontakte 5, 6 werden mittels der Schaltteile I3 bzw, 14 mit den Gegenkontakten IO bzw. 9 verbunden oder von diesen getrennt. Die Kontakte 9, IO liegen über die Leitungen 22, 23 am Regeltransformator 24. From the phase R and the neutral conductor o lead via fuses I, 2 lines to a mains circuit breaker 3 with contacts 4, 5, 6, 7, 8, 9, IO, II and the Switching parts I2, I3, I4, I5 and the actuating coil I6. There is one at contact 4 Signal lamp I7, which in turn is connected to the neutral conductor by means of line I8. Of the Mating contact I I is on line 19 with the fuse 20 on the line phase R hanging line 21 connected. Contacts 4 and In. are by means of the switching part I2 connected or disconnected. The contacts 5, 6 are by means of the switching parts I3 or 14 connected to the mating contacts IO or 9 or separated from them. the Contacts 9, IO are connected to regulating transformer 24 via lines 22, 23.

Die Kontakte 7, 8 des letzten Kontaktpaares des Schutzschalters 3 werden mittels des Schalterteiles 15 miteinander verbunden oder voneinander getrennt. Der Kontakt 7 ist über die Leitung 25 an den Kontakt 26, der Kontakt 8 über die Leitung 27 an den Gegenkontakt 28 zum Kontakt 26 gelegt; die Kontakte26 und 28 werden mittels des Kontaktteiles 29 miteinander verbunden oder voneinander getrennt. Am Kontakt 28 liegt ferner über die Leitung 30 die Betätigungsspule I6, die über die Leitung 3I an dem Nulleiter o liegt. Die Spule I6 betätigt die Schaltstange 32 des Schutzschalters 3, auf welchem die Schaltteile 12, I3, I4, I5 angebracht sind. Vom Kontakt 26 führt über den Kontakt 33, das Schaltstüdk 34 und den Gegen,kontakt 35 eine Leitung 36 zur Leitung 2I. Die Kontakte 26, 28 gehören nebst ihrem Schaltteil 29 zu einem Druckknopf, mittels dessen der Regeltransformator eingeschaltet werden kann, während die Kontakte 33, 35 nebst ihrem Schaltstück 34 zu dem entsprechenden Druckknopfausschalter gehören. Die Signallampe 17 zeigt an, daß der Transformator eingeschaltet ist. Contacts 7, 8 of the last contact pair of circuit breaker 3 are connected to one another or separated from one another by means of the switch part 15. The contact 7 is via the line 25 to the contact 26, the contact 8 via the Line 27 placed on mating contact 28 to contact 26; contacts 26 and 28 become connected to one another or separated from one another by means of the contact part 29. At the Contact 28 is also on line 30, the actuating coil I6, which is via the Line 3I is connected to the neutral conductor o. The coil I6 actuates the shift rod 32 of the Circuit breaker 3 on which the switching parts 12, I3, I4, I5 are attached. From the Contact 26 leads via contact 33, switch piece 34 and counter contact 35 a line 36 to line 2I. The contacts 26, 28 belong together with their switching part 29 to a push button, by means of which the regulating transformer can be switched on can, while the contacts 33, 35 together with their contact piece 34 to the corresponding Push-button switch belong. The signal lamp 17 indicates that the transformer is switched on.

Der Regeltransformator 24 wird mittels des Handrades 37 betätigt, auf dessen Welle 38 ein Stirnzahnrad 39 sitzt, das zusammen mit der Stange 40 die erfindungsgemäße Verriegelung des Handrades bewirkt. Die Stange 40 ist von einer Druckfeder 41 belastet und mit einer Nase 42 versehen. die von einer weiteren Nase 43 eines Ankers 44 gehalten wird, wenn dessen Magnetspule 45 stromlos ist. Diese Spule liegt mit dem einen Ende über die Leitung 46 an dem einen Pol 47 eines Stromwandlers 48 im Leitungsstrang 49; der andere Wandlerpol 50 ist über die Leitung 51 an eine Überstromrelaisspule 52 geführt, die mit ihrem anderen Pol über die Leitung 53 an den anderen Pol der Magnetspule 45 gelegt ist. Das an die Leitung49 und die andzereLeitung54 der Sekundärseite des Regeltransformators gelegte Voltmeter 55 dient der Anzeige und dem genauen Ablesen der eingeregelten Durchschlagspannung. The regulating transformer 24 is operated by means of the handwheel 37, on the shaft 38 a spur gear 39 sits, which together with the rod 40 the causes locking of the handwheel according to the invention. The rod 40 is of one Compression spring 41 is loaded and provided with a nose 42. that of another nose 43 of an armature 44 is held when its solenoid 45 is de-energized. These One end of the coil is connected to one pole 47 of a current transformer via the line 46 48 in wiring harness 49; the other converter pole 50 is via the line 51 to a Overcurrent relay coil 52 out, the other pole via line 53 to the other pole of the magnet coil 45 is placed. That to the line49 and the other line54 The voltmeter 55 placed on the secondary side of the regulating transformer is used for display purposes and the exact reading of the regulated breakdown voltage.

Wie vor dem Regeltransformator 24, so ist auch vor dem' Hochspannungs- oder Prüftransformator 56 ein 8poliger Schutzschalter 57 vorgesehen, dessen beide mittleren Kontaktpaare an die Sekundärleitungen 49, 54 des Regeltransformators gelegt sind und über die Leitungen 58, 59 den Prüftransformator speisen, der über die Leitung 60 geerdet ist, während die die Hochspannung führende andere Leitung 6I zum Prüfpol 62 führt, von dem aus der durch einen Hochspannungspfeil gekennzeichnete Überschlag erfolgt. As before the regulating transformer 24, so is also before the 'high-voltage or test transformer 56 an 8-pole circuit breaker 57 is provided, both of which middle contact pairs placed on the secondary lines 49, 54 of the regulating transformer are and feed the test transformer via the lines 58, 59, which via the line 60 is grounded, while the other line 6I carrying the high voltage to the test pole 62 leads, from which the flashover indicated by a high-voltage arrow he follows.

Der Druckknopfschalter 63 »Ein«'und der Druckknopfschalter 64 »Aus« des Prüftransformators sind genau so angeschlossen wie die entsprechenden Druckknopfschalter des Regeltransformators, mit der Abweichung, daß der Schalter »Ein« mit dem 8poligen Schutzschalter 57 des Prüftransformators nicht unmittelbar, sondern über den Kontakt 65 des mit der Spule 52 versehenen Überstromrelais verbunden ist. Ebenso ist die Signallampe 66, welche anzeigt, daß der Prüftransformator eingeschaltet ist, genau so angeschlossen wie die entsprechende Lampe 17 des Regeltransformators. The push-button switch 63 "On" and the push-button switch 64 "Off" of the test transformer are connected in exactly the same way as the corresponding push-button switches of the regulating transformer, with the difference that the switch "On" with the 8-pin Circuit breaker 57 of the test transformer not directly, but via the contact 65 of the overcurrent relay provided with the coil 52 is connected. Likewise is the Signal lamp 66, which indicates that the test transformer is switched on, exactly connected as the corresponding lamp 17 of the regulating transformer.

Die Regelanordnung nach der Erfindung hat im wesentlichen folgende Wirkungsweise: Wenn der Regeltransformator 24 mittels des Druckknopfkontaktes 26, 28, 29 eingeschaltet ist, so wird die Schaltspule I6 erregt und schaltet den Schutzschalter 3 ein. Die Signallampe I7 leuchtet auf, der Regeltransformator erhält Spannung. The control arrangement according to the invention essentially has the following Mode of operation: If the regulating transformer 24 by means of the push-button contact 26, 28, 29 is switched on, the switching coil I6 is energized and switches the circuit breaker 3 a. The signal lamp I7 lights up, the regulating transformer receives voltage.

Wenn jetzt weiter in gleicher Weise auch der Prüftransformator 56 mittels des Druck'knopfschalters 63 eingeschaltet wird, wobei die Signallampe 66 aufleuchtet, so sind der Regeltransformator und der Prüftransformator miteinander verbunden. If the test transformer 56 continues in the same way is switched on by means of the push-button switch 63, the signal lamp 66 lights up, the regulating transformer and the test transformer are with one another tied together.

Der Regeltransformator wird nun in üblicher Weise mit Hilfe des Handrades 37 so lange geregelt, bis an dem Prüfpol 62 ein Durchschlag erfolgt. Im gleichen Augenblick wirkt sich der beim Überschlag entstehende Kurzschlußstrom in der Leitung 49 auf den Stromwandler 48 aus, so daß die Spule 45 des Riegelankers 44 erregt wird und den Anker nebst seiner Nase 43 anzieht, wodurch die Nase 42 der von der Druckfeder belasteten Riegelstange 40 freigegeben wird. Die Riegelstange schnellt vor und greift in eine Lücke der Zähne des Zahnrades 39. Das Handrad des Regeltransformators ist damit in beiden Drehrichtungen fest verriegelt. The regulating transformer is now operated in the usual way with the help of the handwheel 37 regulated until a breakdown occurs at test pole 62. In the same The short-circuit current produced by the flashover takes effect in the line at the moment 49 to the current transformer 48, so that the coil 45 of the locking armature 44 is excited and the armature and its nose 43 attracts, whereby the nose 42 of the compression spring loaded locking bar 40 is released. The locking bar snaps forward and engages in a gap in the teeth of gear 39. The handwheel of the regulating transformer is thus firmly locked in both directions of rotation.

Der Stromwandler 48 speist dabei zugleich die Spule 52 des tfberstromrelais, dessen Kontakt 65 demzufolge geöffnet wird, so daß der Prüftransformator, obwohl sein Druckknopfschalter »Ein« noch geschlossen ist, sofort abgeschaltet wird, weil die Betätigungsspule des Schutzschalters des Prüftransformators jetzt stromlos wird. The current transformer 48 also feeds the coil 52 of the overcurrent relay, whose contact 65 is consequently opened, so that the test transformer, though his push-button switch "On" is still closed, is switched off immediately because the actuating coil of the circuit breaker of the test transformer is now de-energized.

Die eingeregelte Duvrclhlsch,lagspanlnulng läßt sich nunmehr am Voltmeter 55 in aller Ruhe und ganz genau ablesen. Inzwischen sind ferner, da die Leitung 49 wieder stromlos wurde, auch der Meßwandler und demgemäß die Spule 45 stromlos geworden, so daß der Anker 44 mit der Nase 43 wieder die ursprüngliche Lage angenommen hat, worauf die Riegelstange 40 gegen die Druckfeder so weit zurückgedrückt wird, daß die Nase 42 der Riegelstange wieder hinter die Nase 43 des Ankers 44 greift und von dieser festgehalten wird; das Handrad 37 läßt sich frei drehen. The adjusted pressure span can now be seen on the voltmeter Read 55 calmly and very precisely. Meanwhile, furthermore, since the line 49 was de-energized again, the transducer and accordingly the coil 45 de-energized become, so that the armature 44 with the nose 43 again assumed the original position has, whereupon the locking bar 40 is pushed back against the compression spring so far, that the nose 42 of the locking rod engages behind the nose 43 of the armature 44 again and is held by this; the handwheel 37 can be rotated freely.

Zur Wiederinbetriebnahme des Prüftransformators wird sein Schalter »Ein« wieder geschlossen, zweckmäßigerweise nachdem vorher das Handrad des Regeltransformators in seine Ausgangsstellung gebracht worden ist. To restart the test transformer, its switch »On« closed again, expediently after the handwheel of the regulating transformer has been brought into its starting position.

Der Stromwandler 48 entfällt bei Strömen unter 5 Amp. in der Leitung 49. The current transformer 48 is not required for currents below 5 amps in the line 49.

PATENTANSPRÜCEXE: I. Mit Regeltransformator ausgestattete Regelanordnung zur Erzeugung hoher Durchschlagspannungen, insbesondere zum Zwecke der Untersuchung und Prüfung von Werkstoffen auf ihre elektrische Durchschlagfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Regeltransformator im Augenblick des Durchschlages selbsttätig verriegelt und hierdurch die eingeregelte Durchschlagspannung, gegebenenfalls die Primärspannung des Hochspannungstransformators, zur nachlträglizzlh genaulen NIeslslun,g festgehalten wird. PATENT CLAIMS: I. Control arrangement equipped with a regulating transformer for generating high breakdown voltages, especially for the purpose of investigation and testing of materials for their dielectric strength, thereby characterized in that the regulating transformer is automatic at the moment of the breakdown locked and thereby the regulated breakdown voltage, possibly the Primary voltage of the high-voltage transformer, for subsequent precise failure, g is being held.

Claims

2. Control arrangement according to claim I, characterized in that by the locking a blocking of the actuating device of the regulating transformer is effected.

3. Control arrangement according to claims I and 2, characterized in that that the locking is effected by the short-circuit current prevailing at the moment of the breakdown is triggered.

4. Control arrangement according to Claims I to 3, characterized in that that the short-circuit current causes the locking via a current transformer.

5. Control arrangement according to claims I to 4, characterized in that that the locking triggering short-circuit current at the same time the interruption the line from the regulating transformer to the test transformer via a contactor, so that the test transformer is de-energized at the moment of the breakdown.

6. Control arrangement according to claim 5, characterized in that the The test transformer is de-energized by means of an overcurrent relay, which the voltage on the contactor coil disconnects.

7. Control arrangement according to claims I to 6, characterized in that that the locking device is the actuating handwheel of the regulating transformer locks in both directions of rotation.

8. Control arrangement according to claims I to 7, characterized in that that the locking device can be tensioned by hand and can only be done when the voltage on the regulated side of the regulating transformer is determined and that this transformer also only then returns to the zero or starting position can be turned back.

9. Control arrangement according to claims I to 8, characterized in that that the transmission ratio of the test transformer is calibrated in the display measuring device is.

IO. Control arrangement according to Claims I to 9, characterized in that that the regulating transformer next to or instead of the manual control is a motorized one Has actuation.