DEM0026026MA

DEM0026026MA -

Info

Publication number: DEM0026026MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 5. Februar 1955 Bekanntgemacht am 13. Dezember 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Bei der Stoßprüfung an Transformatoren, Schaltern, Durchführungen usw. wird in zunehmendem Maße die Anwendung abgeschnittener Stöße verlangt. Der abgeschnittene Stoß kann als Überlagerung zweier gegenpoliger Vollstöße mit sehr steiler Front aufgefaßt werden.

Bisher wurden die abgeschnittenen Stöße derart erzeugt, daß ^: parallel zum Prüfobjekt eine Stabfunkenstrecke geschaltet, deren Schlagweite so eingestellt wurde, daß sie bei der angelegten 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 Stabfunkenstrecke, welche die typischen Eigenschaften einer Spitzenfunken-Strecke 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 Prüf zwecke zu schaffen, bei welcher der Einsatz des Stoßzusammenbruches

609 736/169

M 26026YIIIcI 21 e

so gesteuert wird, daß die Einisatzunsicherheit kleiner als ± ο, ι μβ ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,, daß eine an sich bekannte, als Kugelf unkenstrecke 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

ίο Hilfsfunkenstrecke bestehendes Steuergerät so gesteuert wird, daß der Spannungsüberschlag an der Schaltfunkenstrecke im Zeitpunkt des ersten NuIldurchganges der Steuerspannung erfolgt. Der Überschlag tritt somit im quasi homogenen Feld zwisehen den Kugeln, der Schaltfunkenstrecke in einem vorbestimmbaren Zeitpunkt ein.

Es sind bereits Einrichtungen bekannt, welche die Stoßspannungsprüfung von elektrischen Maschinen und Apparaten ermöglichen, welche gleiehzeitig von mehreren anderen Spannungen beaufschlagt werden. Mittöls gesteuerter Hilfsfunkenstrecken werden am Prüfling durch die Stoßspannung gewisse Schaltvorgänge erzwungen. Bei diesen Vorgängen erzeugt der Stoßgenerator einen X^ollwellenstoß. Zur Steuerung der Schaltvorgänge werden i?C-Glieder verwendet. Wenn die erwähnten Schaltzustände am Prüfling durch die gesteuerten Schaltfunkenstrecken ausgelöst werden, liegen diese an den nicht gestoßenen Enden der Transformatorwieidung.

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 Spitzenf unkenstrecken 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. 1 erläutert die prinzipielle Schaltung der Einrichtung zur Erzeugung gesteuerter abgeschnittener Stöße gemäß der Erfindung. Links ist der Aufbau eines mehrstufigen Stoßgenerators SG angedeutet, wobei der Einfachheit halber die Ladewiderstände weggelassen sind. Das Steuergerät be- steht: aus der Kopplungskapazität C, der verlustarmen Induktivität L (R) sowie der Hilfsfunkenstrecke HF. .Die Koppelkapazität C verbindet den Stoßgenerator mit der unteren, von Erde entsprechend isolierten Kugel der Schaltfunkenstrecke SF. Die Ankopplung an den Stoßgenerator kann an einer beliebigen Stufe erfolgen. Die Steuerspannung soll jedoch 10% der Stoßspannung übersteigen.

Die Hilfsfunkenstreckc 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 Stoßspannung U_s sowie der Steuerspannung U in Abhängigkeit von der Zeit in M.ikrosekunden ^s ersichtlich.

Nach Ansprechen der Schaltfunkenstrecken. des Stoßgeneratore ist die Steuerspannung U=U₀ gleich der Anfangsamplitude einer leicht gedämpften Cosinusschwingung. U₀ 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= U₀ nicht anspricht. Zwecks bequemer Einregulierung wird die Hilfsfunkenstrecke vorteilhafterweise mit einer Fernbedienung und Fernmessung eingerichtet. Die Stoßspannung U_s steigt entsprechend der einregulierten Frontdauer auf den Scheitelwert E₀. Die Spannungsdifferenz zwischen den Kugeln der Schaltfunkenstrecke SF beträgt U_s —U. Bis zum Schnittpunkt der Spannungen U_s und U ist diese negativ, nachher steigt sie sehr rasch auf positive Werte an. Bis zum Zeitpunkt t = t_s bleibt die Spannungsdifferenz unterhalb der Durcbschlagsspannung U_a der Schaltfunkenstrecke. Im Zeitpunkt t = t_s schwingt die Steuerspannung in steiler Front durch den Nullpunkt, wobei U_s —U>U_Ü wird. Der Zündeinsatzpunkt t_s wird durch Änderung der Eigenfrequenz des Schwingkreises L₁ 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 Zündeinsatzpunkten 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 ι untergebracht, welches auf einem Metallfuß 2 montiert ist. Das linke Ende des Rohres 1 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 Anschlusses 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 Schwiingungskreises verändert werden.

Claims

Patentansprüche: ^lao

i. Einrichtung zur Erzeugung gesteuerter abgeschnittener Spannungsstöße für Prüfzwecke, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, als Kugelfunkenstrecke mit isolierter erdseitiger Kugel ausgebildete Schaltfunken-

736/169

M 26026 VIII c 121 e

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 Spannungsüberschllag an der Schaltfunkenstrecke im Zeitpunkt des ersten Nulldurchganges der Steuerspannung erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis des Steuergerätes durch die am Stoßgenerator ■abgegriffene Stoß spannung angeregt wird und die Hilfsfunkenstrecke beim Ansprechen der Schaltfunkenstrecke den Schwingungskreis kurzschließt.
3. Einrichtung naöh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kqpplungskapazität 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 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfunkenstrecke mit einer Fernbedienung und einer Fernmessung ausgerüstet ist.'

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen