DE967112C

DE967112C - Einrichtung zur Erzeugung gesteuerter abgeschnittener Stoesse fuer Pruefzwecke

Info

Publication number: DE967112C
Application number: DEM26026A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Meierhofer
Original assignee: Micafil AG
Current assignee: Micafil AG
Priority date: 1955-01-25
Filing date: 1955-02-06
Publication date: 1957-10-03

Description

Einrirhtung zur Erzeugung gesteuerter abgeschnittener Stöße für Prüfzwe<ke Bei der Stoßprüfung an Transformatoren, Schaltern, Durchführungen usw. wird in zunehmendem Maße die Anwendung abgeschnittener Stöße ver-Lang. Der abgeschnittene Stoß kann als Uberlagerung zweier gegenpoliger Vollstöße mit sehr steiler Front aufgefaßt werden.
Bisher wurden die abgeschnittenen Stöße der art erzeugt, daß parallel zum Prüfobjekt eine Stabfunkenstrecke geschaltet, denen Schlagweite so eingestellt wurde, daß sie bei der augelegten Stoßspannung mit einer gewissen Verzögerungszeit ansprach. Die Verzögerungszeit hängt aber nicht nur von der Schlagweite und der Stoßspannungsamplitude ab, sondern auch von der Frontsteilheit, den atmosphärischen Bedingungen und Feldverhältnissen in der Umgebung der Stab funkenstrecke, welche die typischen Eigenschaften einer Spitzenfunkenstrecke aufweist. Die daraus resultierende Streuung der Verzögerungszeit erschwert die Auswertung der Oszillogramme abgeschnittener Stöße oder macht sie sogar unmöglich.
Der Zweck der Erfindung ist nunmehr eine Einrichtung zur Erzeugung gesteuerter abgeschnittener Spannungsstöße für Prüfzwecke zu schaffen, bei welcher der Einsatz des Stoßzusammenbruches so gesteuert wird, daß die Einsatzunsicherheit kleiner als + 0,I ,us ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine an sich bekannte, als Kugelfunkenstrecke mit isolierter erdseitiger Kugel ausgebildete Schaltfunkenstrecke vorgesehen ist, bei welcher das Potential der erdseitigen Kugel durch ein von einem Stoßgenerator betätigtes, aus einer Kopplungskapazität, einer verlustarmen Induktivität und einer dazu parallel geschalteten Hilfsfunkenstrecke bestehendes Steuergerät so gesteuert wird, daß der Spannungsüberschllag an der Schaltfunkenstrecke im Zeitpunkt des ersten Nulldurchganges der Steuerspannung erfolgt. Der überschlag tritt somit im quasi homogenen Feld zwischen den Kugeln der Schaltfunkenstrecke in einem vorbestimmbaren Zeitpunkt ein.
Es sind bereits Ein,r.ichtungen bekannt, welche die Stoßspannungsprüfung von elektrischen Maschinen und Apparaten ermöglichen, welche gleichzeitig von mehreren anderen Spannungen beaufschlagt werden. Mittels gesteuerter Hilfsfunkenstrecken werden am Prüfling durch die Stoßspannung gewisse Schaltvorgänge erzwungen. Bei diesen Vorgängen erzeugt der Stoßgenerator einen Vollwellenstoß. Zur Steuerungldeir Schaltvorgänge werden RC-Gliedler verwendet. Wenn die erwähnten Schaltzustände am Prüfling durch die gesteuerten Schaitfunkenstrecken ausgelöst werden., liegen diese an den nicht gestoßenen Enden der Transformatorwicklung.
Mit der Einrichtung gemäß der Erfindung wird dagegen eine bestimmte Stoßform. erzielt, nämlich ein an der Front oder im Rücken abgeschnittener Stoß mit Hilfe einer gesteuerten Schaltfunkenstrecke und einem vom Stoßgenerator angeregten Schwingkreis. Die volle Stoßspannung liegt an der Schaltfunkenstrecke. Eine Einwirkung der Steuerspannung auf den Prüfling erfolgt somit nicht.
Für die Erzeugung abgeschnittener Stöße hat man bis jetzt ungesteuerte Spitzenfunkenstrecken verwendet. Durch den unvermeidlichen statischen Entladeverzug mußte aber dann eine starke Streuung der Abschneidezeit in Kauf genommen werden, was die Auswertung der Stromoszillogramme bei Transformatorprüfungen stark erschwerte, wenn nicht gar unmöglich machte. Dieser Nachteil wird nunmehr durch die Einrichtung gemäß der Erfindung vermieden.
Die Fig. I erläutert die prinzipielle Schaltung der Einrichtung zur Erzeugung gesteuerter abgeschnittener Stöße gemäß ider Erfindung. Links ist der Aufbau eines mehrstufigen Stoßgenerators SG angedeutet, wobei der Einfachheit halber die Ladewiderstände weggelassen sind. Das Steuergerät besteht aus der Kopplungskapazität C, der verlustarmen Induktivität L (R) sowie der Hilfsfunkenstrecke HF. Die Koppelkapazität C verbindet den Stoßgenerator mit tder unteren, von Erde entsprechend isolierten Kugel der SchSaltfunkenstrecke SF. Die Ankopplung an den Stoßgenerator kann an einer beliebigen Stufe erfolgen. Die Steuerspannung soll jedoch IoO/o der Stoßspannung übersteigen.
Die Hilfsfunkenstrecke HF ist parallel zur verlustarmen Induktivität L geschaltet und legt beim Ansprechen der Schaltfunkenstrecke die untere Kugel auf Erdpotential. Aus Fig. 2 ist der Verlauf der Stoß spannung Us sowie ,der Steuerspannung U in Abhängigkeit von der Zeit in Mikrosekunden tjs ersichtlich.
Nach Ansprechen der Schaltfunkenstrecken des Stoßgenerators ist die Steuerspannung U=U, gleich der Anfangsamplitude einer leicht gedämpften Cosinusschwingung. UO ist das Ein-, Zwei- oder Dreifache der Stufenspannung, je nachdem, ob die Steuerspannung an der ersten, zweiten oder dritten Stufe abgenommen wird.
Die Hilfsfunkenstrecke HF ist so eingestellt, daß sie bei U= UO nicht anspricht. Zwecks bequemer Einreguliserung wird die Hilfsfunkenstrecke vorteilhafterweise mit einer Fernbedienung und Fernmessung eingerichtet. Die Stoß spannung U5 steigt entsprechend der einregulierten Frontdaner auf den Scheitelwert E,. Die Spannungsdifferenz zwischen den Kugeln der Schaltfunkenstrecke SF beträgt U5-U. Bis zum Schnittpunkt der Spannungen Us umd U ist diese negativ, nachher steigt sie sehr rasch auf positive Werte an. Bis zum Zeitpunkt t=t, bleibt dile Spannungsdifferenz unterhalb der Durchschlagsspannung Uu der Schaltfunkenstrecke. Im Zeitpunkt t = t5 schwingt die Steuerspannung in steiler Front durch den Nullpunkt, wobei U5- Ul> U wird. Der Zündeinsatzpunkt tS wird durch Änderung der Eigenfrequenz des Schwingkreises L, C beliebig reguliert. Diese Änderung kann entweder durch eine Änderung von C oder von L oder von beiden zusammen erzielt werden. Die Einsatzunsicherheit wird noch dadurch in engen Grenzen gehalten, daß kurz vor den Zünde'insatzpnnkten in beiden Kugeln radioaktive Substanzen angebracht werden.
In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Steuergerätes in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Kopplungskapazität C ist in einem Isolierrohr I untergebracht, welches auf einem Metallfuß 2 montiert ist. Das linke Ende des Rohres I trägt die Armatur 3 zum Anschluß an den Stoßgenerator. Die rechtsseitige Armatur 4, welche mit der isolierten erdseitigen Kugel der Schaltfunkenstrecke SF verbunden wird, trägt die Hilfsfunkenstrecke 5 und die parallele auswechselbare Induktanz 6. Am Stützer 7 sind die AnschlüsseS und 9 für die Stoßerde bzw. Schutzerde vorgesehen. Die Eigenfrequenz des Schwingungskreises kann durch Anzapfungen an der im Rohr 1 untergebrachten Kopplungskapazität geregelt werden. Ferner kann durch Auswechseln der Induktanz 6 die Eigenfrequenz des Schwingungskreises verändert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zur Erzeugung gesteuerter abgeschnittener Spannungsstöße für Prüfzwecke, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, als Kugelfunkenstrecke mit isolierter erdseitiger Kugel ausgebildete Schaltfunken- strecke, bei welcher das Potential der erdseitigen Kugel durch ein von einem Stoßgenerator betätigtes, aus einer Kopplungskapazität, einer verlustarmen Induktivität und einer dazu parallel geschalteten Hilfsfunkenstrecke bestehendes Steuergerät so gesteuert wird, daß der Spannungsüberschlag an der Schaltfunkenstrecke im Zeitpunkt des ersten Nulldkirchganges der Steuerspannung erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis des Steuergerätes durch die am Stoßgenerator abgegriffene Stoßspannung angeregt wird und die Hilfsfunkenstrecke beim Ansprechen der Schaltfunkenstrecke den Schwingungskreis kurzschließt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungskapazität mit Anzapfungen versehen ist, die zur Regelung der Eigenfrequenz des Schwingungskreises dienen.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz des Schwingungskreises durch Auswechseln der Induktivität veränderbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfunkenstrecke mit einer Ferubediennug und einer Fernmessung ausgerüstet ist.

In Betracht gezogene Drtuckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 750 719.