EP0365005A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks eines Gefässes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks eines Gefässes Download PDF

Info

Publication number
EP0365005A2
EP0365005A2 EP89119418A EP89119418A EP0365005A2 EP 0365005 A2 EP0365005 A2 EP 0365005A2 EP 89119418 A EP89119418 A EP 89119418A EP 89119418 A EP89119418 A EP 89119418A EP 0365005 A2 EP0365005 A2 EP 0365005A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal pressure
vessel
electromagnetic radiation
frequency
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89119418A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0365005A3 (de
Inventor
Harald Dr. Fink
Rainer Dipl.-Ing. Dominik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VEB OTTO BUCHWITZ STARKSTROM-ANLAGENBAU DRESDEN
Original Assignee
VEB "Otto Buchwitz" Starkstrom-Anlagenbau Dresden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VEB "Otto Buchwitz" Starkstrom-Anlagenbau Dresden filed Critical VEB "Otto Buchwitz" Starkstrom-Anlagenbau Dresden
Publication of EP0365005A2 publication Critical patent/EP0365005A2/de
Publication of EP0365005A3 publication Critical patent/EP0365005A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/668—Means for obtaining or monitoring the vacuum

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the internal pressure of an evacuated vessel with at least two electrodes that are insulated from one another, in particular a high-voltage vacuum switching chamber with two contacts.
  • the invention further relates to a device for performing such a method.
  • the method and the device can be used in particular in the manufacture or operation of vacuum systems, especially in vacuum switches, but also generally in the field of vacuum measurement technology.
  • Vacuum systems usually only work reliably and reliably when a predetermined, usually low internal pressure is guaranteed. This preferably also applies to the functional reliability of the switching chamber of vacuum switches.
  • the movement sequences on the switching device are assessed, the relationship between internal pressure and driving forces being used for evaluation.
  • the plasma time constant, luminous phenomena of discharges, changes in field strength or the changes in current in gas discharge sections arranged inside or outside are used to evaluate the internal chamber pressure.
  • a circuit arrangement for pressure determination in evacuated vessels, in particular in vacuum switches is known, in which, when high voltage is present, the field emission current emitted by the cathode is subjected to a noise analysis, e.g. Fourier analysis, the ratio between high and low frequency noise is a measure of the internal chamber pressure (DD-A-257 296).
  • a noise analysis e.g. Fourier analysis
  • the ratio between high and low frequency noise is a measure of the internal chamber pressure (DD-A-257 296).
  • the field emission current emitted by the cathode is tapped off on a condensation screen.
  • the circuit arrangement consists at least of an analysis network, a comparator module and a display device.
  • the field emission current emitted and appropriately tapped by the cathode when the operating voltage is present is fed to the analysis network, which is suitable for carrying out a frequency analysis of the current. It can consist of two or more frequency filters, e.g. L-C low frequency filters.
  • the signals thus obtained which are proportional to the components of the noise spectrum in two frequency bands rn, are fed to the comparator module.
  • the comparator module e.g. a differential amplifier, a signal is obtained which corresponds to the ratio of the powers in the high-frequency and low-frequency range of the current signal-noise spectrum and is fed to a display device; with appropriate calibration, this performance ratio is a direct measure of the pressure.
  • Disadvantages are the high expenditure on equipment and testing technology to determine the noise spectrum and the orientation towards the detection of high-frequency noise components, which can also be caused by non-pressure-dependent processes.
  • a disadvantage is also the need to attach additional connection devices for the screen tap and the inapplicability to commercially available vacuum switches with cast vacuum interrupters.
  • the invention has for its object a Method and a device for determining the internal pressure in evacuated vessels, for. B. vacuum interrupters, specify that require a relatively low technical effort, the measured value mt outside the vacuum vessel provided means to be detected.
  • the probe is oriented in particular to the electrode connected or acting as an anode in the evacuated vessel.
  • the device according to the invention is a vacuum high-voltage switch
  • the high voltage applied to the vacuum switch in the open state is advantageously used as the high-voltage source.
  • the radiation emitted is in particular an X-ray radiation, the frequency of which depends on the voltage applied.
  • This radiation changes constantly with a frequency which is in the range from approximately 2 to approximately 20 Hz.
  • This frequency is a measure of the pressure (vacuum) prevailing in the vessel or test object.
  • a distinction must be made between the non-periodic fluctuations in intensity, which are in the range of frequencies «1 Hz. Corresponding frequency discrimination is therefore easily possible.
  • the applied electrical high voltage can have any signal curve or voltage curve; Within the scope of the invention, in particular direct voltages and alternating voltages can be used.
  • the voltage should be approximately ⁇ 28 kV, the upper limit being determined by the insulation design of the vessel or a vacuum interrupter to be tested.
  • Operating voltages of 12 kV or 24 kV correspond to test voltages of 28 kV or 50 kV.
  • the measured variable is electromagnetic radiation that can be detected without contact.
  • the solution presupposes the newly gained knowledge that the temporal change in the intensity of this detected electromagnetic radiation occurs or is superimposed at a frequency that is in a defined connection with the internal pressure in the evacuated vessel.
  • the method according to the invention thus uses the recognized relationship between the internal pressure to be determined and this frequency.
  • the probe for determining the electromagnetic radiation has, in particular, an ionization chamber or another device that responds to X-rays.
  • a condensation screen 2 a movable switch contact 3 and a fixed switch contact 4 are arranged in a vacuum switching chamber 1, the switch contacts 3, 4 not touching one another, ie the switch being in the open state.
  • a defined voltage is applied to the switching contacts 3, 4, the switching contacts 3, 4 acting as an anode or cathode.
  • an electromagnetic radiation which contains a useful signal emerges from the vacuum interrupter chamber 1.
  • This electromagnetic radiation is collected by a probe 5 for analysis of the useful signal contained therein.
  • the probe 5 here consists of an ionization chamber in which, when voltage is applied by the incoming electromagnetic radiation, a particle stream is created which is used for the analysis of the measured values.
  • This probe 5 is on the vacuum interrupter 1, e.g. at the level of the open switching contacts 3, 4, and arranged at a certain distance from the surface of the vacuum interrupter 1.
  • a measuring signal which is proportional to the useful signal consisting of a photon flux is implemented in the downstream processing unit 6.
  • the processing unit 6 determines the frequency of the change over time in the intensity of the electromagnetic radiation detected by the probe 5 and determines the internal pressure on the basis of the predetermined relationship between this frequency and the internal pressure in the vessel 1.
  • the processing unit 6 can record the measurement signal of the probe 5, which is then recorded over time with a recording device, for example a y-t recorder or a transient memory with a downstream y-t recorder, and used for frequency evaluation.
  • a recording device for example a y-t recorder or a transient memory with a downstream y-t recorder, and used for frequency evaluation.
  • the correlation between frequency and internal pressure can also be based on such registrations.
  • the output unit 7 is designed such that it displays and / or records and / or stores and / or outputs a corresponding analog or digital signal the internal pressure and / or the temporal change in the intensity of the electromagnetic radiation on the basis of a corresponding signal .
  • the determination of the internal pressure of the vacuum interrupter chamber 1 is based on the fact that it has been found that the frequency of the charge carrier current flowing between the anode and cathode when a voltage is applied is a function of the internal pressure and the electromagnetic radiation as a carrier of the useful signal changes as a function of time representing charge carrier current is caused.
  • the molecules of the residual gas remaining during the evacuation of the vacuum interrupter 1 and consisting predominantly of hydrogen (H 2 ) adsorb on the surface of the electrodes (3, 4) made of metal, ie the surfaces of the switch contacts, a dynamic equilibrium being established between adsorption and desorption .
  • the time-dependent behavior of the charge carrier current and thus the electromagnetic radiation is caused by the dynamic process of adsorption and desorption of the residual gas molecules in the vacuum interrupter (1).
  • a higher internal pressure in the vacuum interrupter with a higher residual gas fraction causes a higher adsorption or desorption rate, ie a faster change between adsorption and desorption, and thus a higher frequency of changing the intensity of the electromagnetic radiation.
  • the device according to the invention for determining the internal pressure of vessels can also be used with a different electrode configuration or potential assignment than that described above.

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks in einem evakuierten Gefäß. Sie setzt voraus, daß in einem Gefäß (1) zwei Elektroden (3, 4) vorgesehen sind, die gegeneinander isoliert sind. An die Elektroden (3, 4) wird eine elektrische Hochspannung (U) angelegt und mittels einer Sonde (5) eine elektromagnetische Strahlung außerhalb des Gefäßes (1) erfaßt. Dabei geht die Erfindung von der neuen Erkenntnis aus, daß der Intensitätsverlauf dieser elektromagnetischen Strahlung bei gleichbleibender Spannung von Intensitätsänderungen mit einer Frequenz überlagert ist, die ein Maß für den Innendruck im Gefäß (1) darstellt. Dementsprechend ist eine Ausgabeeinheit (7) vorgesehen, um diesen Frequenzverlauf zu analysieren und zu bewerten und so Angaben über den Innendruck zu erhalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Innendrucks eines evakuierten Gefäßes mit mindestens zwei gegeneinander isolierten Elektroden, insbesondere einer Hochspannungs-Vakuumschaltkammer mit zwei Kontakten.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens. Das Verfahren bzw. die Vorrichtung sind insbesondere bei der Herstellung bzw. dem Betrieb von Vakuumanlagen, vor allem bei Vakuumschaltern, aber auch allgemein auf dem Gebiet der Vakuummeßtechnik anwendbar.
  • Vakuumanlagen arbeiten meist dann nur zuverlässig und funktionssicher, wenn ein vorbestimmter, meist geringer Innendruck gewährleistet ist. Dies gilt bevorzugt auch für die Funktionssicherheit der Schaltkammer von Vakuumschaltern.
  • Zur prophylaktischen Überprüfung des Betriebszustandes von Vakuumschaltern, soweit er vom Kammerinnendruck bestimmt wird, sind Verfahren bekannt, die den Innendruck bewerten.
  • So werden die Bewegungsabläufe am Schaltgerät beurteilt, wobei der Zusammenhang von Innendruck und Antriebskräften zur Auswertung herangezogen wird.
  • Außerdem werden Änderungen von elektrischen Eigenschaften, wie Widerstand, Leitfähigkeit von dünnen Schichten, Potentialdifferenzen bei Hilfselektroden mit unterschiedlicher Austrittsarbeit, Kontaktwiderstandsänderungen sowie Wärmestrahlung ausgenutzt.
  • Ferner werden Plasmazeitkonstante, Leuchterscheinungen von Entladungen, Feldstärkeänderungen bzw. die Stromänderungen in innerhalb oder außerhalb angeordneten Gasentladungsstrecken zur Bewertung des Kammerinnendrucks herangezogen.
  • Die Nachteile der vorstehend beschriebenen Verfahren bestehen in dem hohen geräte- und prüftechnischen Aufwand bzw. in den komplizierten Meßsystemen, verbunden mit einer zeitlich aufwendigen Handhabung der Verfahren sowie gegebenenfalls in der Notwendigkeit der Verwendung zusätzli cher Hilfsvorrichtungen, beispielsweise Gasentladungsstrecken, verbunden mit baulichen Eingriffen in oder an der Vakuumkammer und/oder in der Forderung nach transparenten Gehäusen sowie dem Umstand einer nur innerhalb beschränkter Druckbereiche garantierten zuverlässigen Arbeitsweise sowie nicht ausreichender Störsicherheit bei Überlastungen, z. B. kurzzeitigen steilen Überspannungen. Diese Verfahren können den Anforderungen an eine mit einfachen prüf- und meßtechnischen Mitteln sowie geringem Zeitaufwand durchführbare Überprüfung bzw. Kontrolle des Kammerinnendrucks von Vakuumgefäßen nicht gerecht werden.
  • Bekannt sind des weiteren Verfahren zur Einschätzung des Drucks, bei denen das Nichtlöschen des Durchschlag- oder Schaltlichtbogens einen nicht ausreichend kleinen Druckwert anzeigt. Dabei ist es nachteilig, daß das Schadensereignis, der Störlichtbogen, bereits eingetreten ist und die -Schadensauswirkung nicht sicher begrenzt werden kann. Eine prophylaktische Prüfung der Vakuumschaltkammern bezüglich des Kammerinnendrucks ist damit nicht möglich.
  • Ferner ist eine Schaltungsanordnung zur Druckbestimmung in evakuierten Gefäßen, insbesondere in Vakuumschaltern, bekannt, bei der bei anliegender Hochspannung der von der Kathode emittierte Feldemissionsstrom einer Rauschanalyse, z.B. Fourieranalyse, unterzogen wird, wobei das Verhältnis zwischen hoch- und niederfrequentem Rauschanteil ein Maß für den Kammerinnendruck ist (DD-A-257 296). Bei einem Vakuumschalter wird dabei der von der Kathode emittierte Feldemissionsstrom an einem Kondensationsschirm abgegriffen.
  • Die Schaltungsanordnung besteht mindestens aus einem Analysenetzwerk, einem Komparatorbaustein und einer Anzeigevorrichtung.
  • Der bei anliegender Betriebsspannung von der Kathode emittierte und entsprechend abgegriffene Feldemissionsstrom wird dem Analysenetzwerk zugeleitet, das geeignet ist, eine Frequenzanalyse des Stroms durchzuführen. Es kann aus zwei oder mehr Frequenzfiltern, z.B. L-C-Niederfrequenzfiltern, bestehen. Die so erhaltenen Signale, die den Anteilen des Rauschspektrums in zwei Frequenzbände rn pro portional sind, werden dem Komparatorbaustein zugeleitet. Mit Hilfe des Komparatorbausteins, z.B. eines Differenzverstärkers, wird ein Signal gewonnen, das dem Verhältnis der Leistungen im hochfrequenten und niederfrequenten Bereich des Stromsignal-Rauschspektrums entspricht und einer Anzeigevorrichtung zugeführt wird; bei entsprechender Eichung ist dieses Leistungsverhältnis ein direktes Maß für den Druck. Nachteilig sind der hohe geräte- und prüftechnische Aufwand zur Ermittlung des Rauschspektrums sowie die Orientierung auf die Erfassung hochfrequenter Rauschanteile, welche auch durch nicht druckabhängige Prozesse hervor ge rufen werden können. Von Nachteil sind ferner die Notwendigkeit der Anbringung zusätzlicher Anschlußvorrichtungen für den Schirmabgriff sowie die Nichtanwendbarkeit bei handelsüblichen Vakuumschaltern mit eingegossenen Vakuumschaltkammern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks in evakuierten Gefäßen, z. B. Vakuumschaltkammern, anzugeben, die einen relativ geringen technischen Aufwand erfordern, wobei der Meßwert mt außerhalb des Vakuumgefäßes vorgesehenen Mitteln erfaßt werden soll.
  • Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindungskonzeption.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung des Innendrucks eines evakuierten Gefäßes mit mindestens zwei gegeneinander isolierten Elektroden, insbesondere einer Vakuumschaltkammer mit zwei Schaltkontakten, ist gekennzeichnet durch
    • - Anlegen einer elektrischen Hochspannung (U) an die als Anode bzw. Kathode wirkenden Elektroden,
    • - Erfassen des zeitlichen Verlaufs der Intensität der emittierten elektromagnetischen Strahlung außerhalb des Gefäßes,
    • - Ermittlung der Frequenz der zeitlichen Änderung der Intensität der erfaßten elektromagnetischen Strahlung und
    • - Ermittlung des Innendrucks des Gefäßes aufgrund der zuvor ermittelten Abhängigkeit dieser Frequenz vom Innendruck und ggfs. Anzeige und/oder Registrierung des Innendrucks.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks evakuierter Gefäße, die sich insbesondere zur Durchführung des oben erläuterten Verfahrens eignet, ist gekennzeichnet durch
    • - mindestens zwei gegeneinander isolierte Elektroden
    • - eine Hochspannungsquelle, die eine elektrische Hochspannung (U) erzeugt, die an die beiden als Anode bzw. Kathode wirkenden Elektroden anlegbar ist,
    • - eine außerhalb des Gefäßes angeordnete und darauf ausgerichtete Sonde, welche die Intensität einer von den Elektroden emittierten elektromagnetischen Strahlung erfaßt,
    • - eine der Sonde nachgeschaltete Verarbeitungseinheit, welche die Frequenz der zeitlichen Änderung der Intensität der von der Sonde erfaßten elektromagnetischen Strahlung ermittelt und aufgrund eines vorgegebenen Zusammenhangs zwischen dieser Frequenz und dem Innendruck im Gefäß den Innendruck ermittelt, sowie
    • - eine Ausgabeeinheit, die den Innendruck anzeigt und/oder aufzeichnet und/oder speichert und/oder als analoges oder digitales elektrisches Signal ausgibt.
  • Die Sonde ist insbesondere auf die als Anode geschaltete bzw. wirkende Elektrode im evakuierten Gefäß orientiert.
  • Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Vakuum-Hochspannungsschalter ist, wird in vorteilhafter Weise die am Vakuumschalter in geöffnetem Zustand anliegende Hochspannung als Hochspannungsquelle herangezogen.
  • Die emittierte Strahlung ist insbesondere eine RöntgenStrahlung, deren Frequenz von der angewandten Spannung abhängig ist.
  • Die Intensität dieser Strahlung (Dosisleistung) ändert sich ständig mit einer Frequenz, die im Bereich von etwa 2 bis etwa 20 Hz liegt. Diese Frequenz ist ein Maß für den im Gefäß bzw. Prüfobjekt herrschenden Druck (Vakuum). Davon zu unterscheiden sind die nichtperiodischen Schwankungen der Intensität, die im Bereich von Frequenzen « 1 Hz liegen. Eine entsprechende Frequenzdiskriminierung ist folglich leicht möglich.
  • Die angewandte elektrische Hochspannung kann beliebigen Signalverlauf bzw. Spannungsverlauf aufweisen; im Rahmen der Erfindung sind insbesondere Gleichspannungen als auch Wechselspannungen anwendbar.
  • Die Spannung sollte etwa ≥ 28 kV sein, wobei die Obergrenze durch die isolationstechnische Auslegung des Gefäßes bzw. einer zu prüfenden Vakuumschaltkammer bestimmt ist.
  • Betriebsspannungen von 12 kV bzw. 24 kV entsprechen Prüfspannungen von 28 kV bzw. 50 kV.
  • Es gehört also zu den Merkmalen der Erfindung, daß die Meßgröße eine elektromagnetische Strahlung ist, die berührungslos erfaßt werden kann. Darüber hinaus setzt die Lösung die neu gewonnene Erkenntnis voraus, daß die zeitliche Veränderung der Intensität dieser erfaßten elektromagnetischen Strahlung mit einer Frequenz erfolgt bzw. überlagert ist, die in einem definierten Zusammenhang mit dem Innendruck im evakuierten Gefäß steht. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt also den erkannten Zusammenhang zwischen dem zu ermittelnden Innendruck und dieser Frequenz aus. Die Sonde für die Ermittlung der elektromagnetischen Strahlung weist insbesondere eine lonisationskammer oder eine andere, auf Röntgenstrahlung ansprechende Einrichtung auf.
  • Nachfolgend wird das Prinzip der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, das sich auf einen Vakuumschalter bezieht, näher erläutert. In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, mit der das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt werden kann.
  • In einer Vakuumschaltkammer 1 sind ein Kondensationsschirm 2, ein beweglicher Schaltkontakt 3 und ein feststehender Schaltkontakt 4 angeordnet, wobei die Schaltkontakte 3, 4 sich nicht berühren, der Schalter sich also im geöffneten Zustand befindet. Zur Bestimmung des Innendrucks in der Vakuumschaltkammer 1 wird an die Schaltkontakte 3, 4 eine definierte Spannung angelegt, wobei die Schaltkontakte 3, 4 als Anode oder Kathode wirken.
  • Aufgrund von bekannten physikalischen Vorgängen tritt aus der Vakuumschaltkammer 1 eine elektromagnetische Strahlung aus, die ein Nutzsignal enthält. Diese elektromagnetische Strahlung wird von einer Sonde 5 zur Analyse des darin enthaltenen Nutzsignals aufgefangen. Die Sonde 5 besteht hier aus einer lonisationskammer, in der bei Spannungsbeaufschlagung durch die eintretende elektromagnetische Strahlung ein Teilchenstrom entsteht, der zur Meßwertanalyse genutzt wird. Diese Sonde 5 ist auf die Vakuumschaltkammer 1, z.B. in Höhe der geöffneten Schaltkontakte 3, 4, gerichtet und in einem bestimmten Abstand zur Oberfläche der Vakuumschaltkammer 1 angeordnet. In der nachgeordneten Verarbeitungseinheit 6 wird ein dem aus einem Photonenfluß bestehenden Nutzsignal proportionales Meßsignal realisiert.
  • Die Verarbeitungseinheit 6 ermittelt die Frequenz der zeitlichen Änderung der Intensität der von der Sonde 5 erfaßten elektromagnetischen Strahlung und ermittelt aufgrund des vorgegebenen Zusammenhangs zwischen dieser Frequenz und dem Innendruck im Gefäß 1 den Innendruck.
  • In einer e inf achen Ausführungsform kann die Verarbeitungseinheit 6 das Meßsignal der Sonde 5 erfassen, das dann mit einem Aufzeichnungsgerät, beispielsweise einem y-t-Recorder oder einem Transient enspeicher mit einem nachgeordneten y-t-Recorder, über der Zeit registriert und zur Frequenzauswertung genutzt wird. Die Korrelation zwischen Frequenz und Innendruck kann auch aufgrund derartiger Registrierungen erfolgen.
  • Die Ausgabeeinheit 7 ist so ausgebildet, daß sie den Innendruck und/oder die zeitliche Änderung der Intensität der elektromagnetischen Strahlung aufgrund eines entsprechenden Signals von der Verarbeitungseinheit 6 anzeigt und/oder auf zeichnet und/oder speichert und/oder ein entsprechendes analoges oder digitales Signal ausgibt.
  • Die Ermittlung des Innendrucks der Vakuumschaltkammer 1 basiert darauf, daß gefunden worden ist, daß die Frequenz des zwischen Anode und Kathode bei Anlegen einer Spannung fließenden Ladungsträgerstroms eine Funktion des Innendrucks ist und die elektromagnetische Strahlung als Träger des Nutzsignals durch den als eine Funktion der Zeit sich darstellenden Ladungsträgerstrom hervorgerufen wird.
  • Die Moleküle des beim Evakuieren der Vakuumschaltkammer 1 verbleibenden und vorwiegend aus Wasserstoff (H2) bestehenden Restgases adsorbieren an der Oberfläche der aus Metall bestehenden Elektroden (3, 4), d.h. den Oberflächen der Schaltkontakte, wobei sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Adsorption und Desorption einstellt. Das zeitabhängige Verhalten des Ladungsträgerstroms und damit der elektromagnetischen Strahlung wird hervorgerufen durch den dynamischen Prozeß der Adsorption und Desorption der Restgasmoleküle in der Vakuumschaltkammer (1). Dabei ruft ein höherer Innendruck in der Vakuumschaltkammer mit einem höheren Restgasanteil eine höhere Adsorptions- bzw. Desorptionsrate, d.h. einen schnelleren Wechsel zwischen Adsorption und Desorption, und damit eine höhere Frequenz der Änderung der Intensität der elektromagnetischen Strahlung hervor.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks von Gefäßen, insbesondere von Vakuumschaltkammern, kann auch bei anderer Elektrodenkonfiguration bzw. Potentialbelegung als der zuvor beschriebenen angewandt werden.
  • So ist es zum Beispiel möglich, den einen Schaltkontakt zu erden und den anderen Schaltkontakt auf Hochspannungspotential zu legen; ferner ist es möglich, bei geschlossenen Schaltkontakten beide als eine Elektrode zu verwenden und die Spannungsdifferenz zwischen Elektroden und Kondensationsschirm anzulegen. Ferner gehört es natürlich noch zum Umfang der Erfindung, in Vakuumgefäßen, z.B. für chemische Zwecke, Elektroden lediglich für die Zwecke der kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Innendruckmessung vorzusehen. Je nachdem, welche Elektrode als Anode betrieben wird, sind Aufstellungshöhe, Neigung und/oder Abstand der Sonde zum Vakuumgefäß neu zu bestimmen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Ermittlung des Innendrucks eines evakuierten Gefäßes (1) mit mindestens zwei gegeneinander isolierten Elektroden (3, 4), insbesondere einer Vakuumschaltkammer mit zwei Schaltkontakten,
gekennzeichnet durch
- Anlegen einer elektrischen Hochspannung (U) an die als Anode bzw. Kathode wirkenden Elektroden (3,4),
- Erfassen des zeitlichen Verlaufs der Intensität der emittierten elektromagnetischen Strahlung außerhalb des Gefäßes (1 ),
- Ermittlung der Frequenz der zeitlichen Änderung der Intensität der erfaßten elektromagnetischen Strahlung und
- Ermittlung des Innendrucks des Gefäßes (1) aufgrund der zuvor ermittelten Abhängigkeit dieser Frequenz vom Innendruck und ggfs. Anzeige und/oder Registrierung des Innendrucks.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß- als Hochspannung (U) eine Gleichspannung oder eine Wechseispannung ä: 28 kV angewandt wird.
3. Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks eines evakuierten Gefäßes (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
- mindestens zwei gegeneinander isolierte Elektroden (3, 4),
- eine Hochspannungsquelle, die eine elektrische Hochspannung (U) erzeugt, die an die beiden als Anode bzw. Kathode wirkenden Elektroden (3, 4) anlegbar ist,
- eine außerhalb des Gefäßes (1) angeordnete und darauf ausgerichtete Sonde (5), welche die Intensität einer von den Elektroden (3, 4) emittierten elektromagnetischen Strahlung erfaßt,
- eine der Sonde (5) nachgeschaltete Verarbeitungseinheit (6), welche die Frequenz der zeitlichen Änderung der Intensität der von der Sonde (5) erfaßten elektromagnetischen Strahlung ermittelt und aufgrund eines vorgegebenen Zusammenhangs zwischen dieser Frequenz und dem Innendruck im Gefäß (1) den Innendruck ermittelt, sowie
- eine Ausgabeeinheit (7), die den Innendruck anzeigt und/oder aufzeichnet und/oder speichert und/oder als analoges oder digitales elektrisches Signal ausgibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Fenster für die emittierte elektromagnetische Strahlung aufweist.
5. Vorricht ung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) mit der Hochspannungsquelle eine Hochspannungs-Vakuumschaltkammer ist.
EP19890119418 1988-10-21 1989-10-19 Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks eines Gefässes Withdrawn EP0365005A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD320963 1988-10-21
DD32096388A DD276358A1 (de) 1988-10-21 1988-10-21 Verfahren und anordnung zur ermittlung des innendruckes eines evakuierten gefaessen, insbesondere einer vakuumschaltkammern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0365005A2 true EP0365005A2 (de) 1990-04-25
EP0365005A3 EP0365005A3 (de) 1991-04-24

Family

ID=5603316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19890119418 Withdrawn EP0365005A3 (de) 1988-10-21 1989-10-19 Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks eines Gefässes

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0365005A3 (de)
DD (1) DD276358A1 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2681470A1 (fr) * 1991-09-17 1993-03-19 Alsthom Gec Disjoncteur a vide muni de moyens d'autodiagnostic.
EP0537074A1 (de) * 1991-10-10 1993-04-14 Gec Alsthom Sa Leistungsschalter mit Umhüllung aus zusammengesetztem Material, welcher mit einer Überwachungsvorrichtung ausgerüstet ist
DE4203757A1 (de) * 1992-02-10 1993-08-12 Abb Patent Gmbh Verfahren zum pruefen des vakuums einer elektrischen vakuumschaltkammer sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE4310619A1 (de) * 1992-04-02 1993-10-14 Fuji Electric Co Ltd Verfahren und Apparat zum Nachweisen einer Reduktion im Vakuumgrad eines Vakuumschaltventils
EP0758794A1 (de) * 1995-08-10 1997-02-19 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Überwachung des Vakuums eines Vakuumschalters
WO2005117048A1 (en) * 2004-05-18 2005-12-08 Jennings Technology Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum switching device
WO2007070700A2 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Thomas & Betts International, Inc. Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum-type electrical device
US7313964B2 (en) 2004-05-18 2008-01-01 Jennings Technology Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum-type electrical device
US7383733B2 (en) 2005-09-30 2008-06-10 Jennings Technology Method and apparatus for the sonic detection of high pressure conditions in a vacuum switching device
US7802480B2 (en) 2004-05-18 2010-09-28 Thomas And Betts International, Inc. Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum-type electrical device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0150389A1 (de) * 1983-12-27 1985-08-07 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Messen des Innendrucks eines betriebsmässig eingebauten Vakuumschalters
US4534741A (en) * 1984-01-05 1985-08-13 General Electric Company Method for assessing the dielectric state of a high voltage vacuum device using radiation generated by field emission current
DD257296A1 (de) * 1987-01-29 1988-06-08 Akad Wissenschaften Ddr Verfahren und schaltungsanordnung zur druckbestimmung in evakuierten gefaessen, insbesondere vakuumschaltern
EP0309852A1 (de) * 1987-09-30 1989-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Vakuumnachweis bei Vakuumschaltröhren

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0150389A1 (de) * 1983-12-27 1985-08-07 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Messen des Innendrucks eines betriebsmässig eingebauten Vakuumschalters
US4534741A (en) * 1984-01-05 1985-08-13 General Electric Company Method for assessing the dielectric state of a high voltage vacuum device using radiation generated by field emission current
DD257296A1 (de) * 1987-01-29 1988-06-08 Akad Wissenschaften Ddr Verfahren und schaltungsanordnung zur druckbestimmung in evakuierten gefaessen, insbesondere vakuumschaltern
EP0309852A1 (de) * 1987-09-30 1989-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Vakuumnachweis bei Vakuumschaltröhren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SIEMENS ZEITSCHRIFT. vol. 45, no. 2, Februar 1978, ERLANGEN DE Seiten 87 - 89; W. KUHL AND K. WIEHL: "DEVICE FOR MEASURING THE INTERNAL PRESSURE OF VACUUM INTERRUPTERS" *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2681470A1 (fr) * 1991-09-17 1993-03-19 Alsthom Gec Disjoncteur a vide muni de moyens d'autodiagnostic.
EP0537074A1 (de) * 1991-10-10 1993-04-14 Gec Alsthom Sa Leistungsschalter mit Umhüllung aus zusammengesetztem Material, welcher mit einer Überwachungsvorrichtung ausgerüstet ist
FR2682527A1 (fr) * 1991-10-10 1993-04-16 Alsthom Gec Disjoncteur a enveloppe en materiau composite equipe d'un dispositif de surveillance.
DE4203757C2 (de) * 1992-02-10 2002-08-01 Abb Patent Gmbh Verfahren zum Prüfen des Vakuums einer elektrischen Vakuumschaltkammer sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE4203757A1 (de) * 1992-02-10 1993-08-12 Abb Patent Gmbh Verfahren zum pruefen des vakuums einer elektrischen vakuumschaltkammer sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE4310619A1 (de) * 1992-04-02 1993-10-14 Fuji Electric Co Ltd Verfahren und Apparat zum Nachweisen einer Reduktion im Vakuumgrad eines Vakuumschaltventils
US5399973A (en) * 1992-04-02 1995-03-21 Fuji Electric Co., Ltd. Method and apparatus for detecting a reduction in the degree of vacuum of a vacuum valve while in operation
EP0758794A1 (de) * 1995-08-10 1997-02-19 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Überwachung des Vakuums eines Vakuumschalters
US5739419A (en) * 1995-08-10 1998-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for monitoring the vacuum of a vacuum switch
WO2005117048A1 (en) * 2004-05-18 2005-12-08 Jennings Technology Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum switching device
US7225676B2 (en) 2004-05-18 2007-06-05 Jennings Technology Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum switching device
US7802480B2 (en) 2004-05-18 2010-09-28 Thomas And Betts International, Inc. Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum-type electrical device
US7497122B2 (en) 2004-05-18 2009-03-03 Thomas And Betts International, Inc. Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum-type electrical device
US7302854B2 (en) 2004-05-18 2007-12-04 Jennings Technology Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum-type electrical device
US7313964B2 (en) 2004-05-18 2008-01-01 Jennings Technology Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum-type electrical device
US7383733B2 (en) 2005-09-30 2008-06-10 Jennings Technology Method and apparatus for the sonic detection of high pressure conditions in a vacuum switching device
WO2007070700A3 (en) * 2005-12-16 2007-08-16 Jennings Technology Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum-type electrical device
WO2007070700A2 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Thomas & Betts International, Inc. Method and apparatus for the detection of high pressure conditions in a vacuum-type electrical device
CN101331573B (zh) * 2005-12-16 2012-04-25 托马斯及贝茨国际股份有限公司 用于真空式电气装置高气压条件检测的方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
DD276358A1 (de) 1990-02-21
EP0365005A3 (de) 1991-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3837605C2 (de)
DE112010001207B4 (de) Verfahren zum Detektieren von Sauerstoff oder Luft in einer Vakuumverarbeitungsvorrichtung sowie Luftleckbestimmungsverfahren
DE2208493C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Halogene enthaltenden Verbindungen als gasförmige Verunreinigungen der umgebenden Atmosphäre
DE3235461A1 (de) Verfahren zur kontaktlosen pruefung eines objekts, insbesondere von mikroverdrahtungen, mit einer korpuskularstrahl-sonde
EP0365005A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Innendrucks eines Gefässes
EP0596879B1 (de) Verfahren und anordnung zur fehlererkennung in stromrichteranlagen
DE3821208C1 (de)
DE4310619A1 (de) Verfahren und Apparat zum Nachweisen einer Reduktion im Vakuumgrad eines Vakuumschaltventils
EP1807852B1 (de) Überwachungsverfahren für eine durch relativ zueinander bewegbare kontaktstücke begrenzte trennstrecke eines elektrischen schaltgerätes sowie zugehörige vorrichtung zur ausführung des überwachungsverfahrens
DE102008003676B4 (de) Ionenmobilitätsspektrometer mit einer nicht radioaktiven Elektronenquelle
DE2808018A1 (de) Ueberwachungseinrichtung zur feststellung von thermopartikeln in einem traegergas
EP0309852B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vakuumnachweis bei Vakuumschaltröhren
DE102015122073B3 (de) System zur Diagnose des technischen Betriebszustandes einer elektrischen Hochspannungs- und Mittelspannungsanlage
DE69720330T2 (de) Gassensor
DE10119058C2 (de) Vorrichtung zum Detektieren von Instabilitäten eines hochfrequent angeregten Plasmas, insbesondere von Arcing Ereignissen
DE1277711B (de) Vorrichtung zur Feststellung von Rauchpartikeln bzw. Verbrennungsprodukten
Karagiannopoulos A model for dielectrics experiencing partial discharges under high electric fields
DD257296A1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur druckbestimmung in evakuierten gefaessen, insbesondere vakuumschaltern
EP0762457A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Zustandserkennung an Leitungsschutzschaltern unter Verwendung einer Elektrodenanordnung
DE4203757C2 (de) Verfahren zum Prüfen des Vakuums einer elektrischen Vakuumschaltkammer sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3331931A1 (de) Verfahren zur qualitativen oder quantitativen potentialmessung an einer mit einer passivierungsschicht versehenen elektronischen schaltung
DE69923889T2 (de) Vakuumqualitätsprüfeinrichtung und Verfahren für Vakuumschaltkammern
CH662657A5 (en) Detector for detecting malfunctions of an electrical device which is insulated by a gas filling
DD227805A1 (de) Verfahren und anordnung zur beurteilung der funktionsfaehigkeit von schaltkammern
DE2711457C2 (de) Ionisationsbrandmelder

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT CH DE FR GB LI NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19900807

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: VEB OTTO BUCHWITZ STARKSTROM-ANLAGENBAU DRESDEN

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT CH DE FR GB LI NL SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19920504