DE318316C

DE318316C -

Info

Publication number: DE318316C
Application number: DENDAT318316D
Authority: DE

Description

Zur Messung von Überspannungen bedient man sich meistens einer Funkenstrecke, die zwischen die beiden Punkte, deren Überspannung man kennen lernen will, eingeschaltet wird. Wenn eine Überspannung eintritt, geht an der Funkenstrecke ein Funke über, aus dessen Länge die Größe der Überspannung ermittelt werden kann.A spark gap is usually used to measure overvoltages, the between the two points, whose overvoltage you want to get to know, switched on will. When an overvoltage occurs, a spark is generated at the spark gap over, from the length of which the size of the overvoltage can be determined.

Die Nachteile dieses Meßverfahrens beruhenThe disadvantages of this measurement method are based

ίο erstens darin, daß die Funkenstrecke keinen genauen Meßapparat darstellt; zweitens darin, daß sie durch den Übergang der Funken verdorben wird und während der Versuche beständig gereinigt werden muß; drittens darin,ίο firstly in the fact that the spark gap has no represents accurate measuring apparatus; second, that it is corrupted by the passage of the sparks and must be constantly cleaned during the experiments; thirdly,

daß nur verhältnismäßig große Überspannungen gemessen werden können; viertens darin, daß die Zahl der Schaltungen und Beobachtungen der Funkenstrecke außerordentlich groß sein muß, ehe man zuverlässige Werte erhält, und daß der Beobachter dadurch sehr viel Zeit braucht und ermüdet wird.that only relatively large overvoltages can be measured; fourth, that the number of switchings and observations of the spark gap can be extraordinarily large must before reliable values can be obtained, and that the observer thereby a lot of time needs and gets tired.

Nach der Erfindung werden diese Übelstände vermieden. Die neue Anordnung beruht auf folgendem, an Hand der Figur erläutertem Gedanken:According to the invention, these inconveniences are avoided. The new arrangement is based on the following thought explained using the figure:

Wenn ein Kondensator 1 über eine Ventil-Vorrichtung, z. B. ein Vakuumventil 2, geladen wird, so kann bei gutem Isolationszustande • die Ladung nicht wieder vom Kondensator entweichen, wenn der Zustrom von Elektrizität aufgehört hat, da das Vakuumventil 2 nur Ströme , in einer einzigen Richtung, von der Anode 3 nach der Kathode 4, gestattet.If a condenser 1 has a valve device, z. B. a vacuum valve 2 is loaded, so can with good insulation • The charge does not escape again from the capacitor when the influx of electricity has ceased as the vacuum valve 2 only flows, in a single direction, of the anode 3 after the cathode 4 allowed.

Legt man also einen Kondensator in Reihe mit einem Vakuumventil an eine Spannung, z. B. an eine Spule 5 einer Maschine oder eines Transformators an, so wird er auf eine Spannung aufgeladen, die dem Höchstwerte der an der Spule auftretenden Spannung entspricht. Wenn an der Spule zugleich Über--40 Spannungen auftreten, wird daher der Konden- · sator bis zu derjenigen Spannungshöhe aufgeladen, die der höchsten Überspannung entspricht, welche innerhalb des Beobachtungszeitraumes vorgekommen ist. Trennt man nun den Kondensator durch geeignete Schalter 6 nach erfolgter Ladung von der Spule ab und entlädt ihn mittels anderer Schalter 7 durch einbjdlistischss^iialxanometer 8, so kann man aus der gemessenen Elektrizitätsmenge und der Kapazität des Kondensators seine Spannung berechnen. Man findet auf diese Weise also den höchsten Spannungswert, der durch Überspannungen innerhalb der Beobachtungszeit an der Spule vorgekommen ist.So if you put a capacitor in series with a vacuum valve to a voltage, z. B. to a coil 5 of a machine or a transformer, it is on a Voltage charged that corresponds to the maximum value of the voltage appearing on the coil. If over -40 voltages occur at the coil at the same time, the condensation charged up to the voltage level that corresponds to the highest overvoltage, which occurred within the observation period. The capacitor is now disconnected using a suitable switch 6 from the coil after it has been charged and discharges it through other switches 7 einbjdlistischss ^ iialxanometer 8, so one can its voltage from the measured amount of electricity and the capacitance of the capacitor to calculate. In this way you can find the highest voltage value, that caused by overvoltages occurred on the coil within the observation time.

Der Vorteil dieser Meßmethode besteht darin, daß man aus einer großen Anzahl nacheinander auftretender Überspannungen den höchsten Wert herausfindet, und nur diesen schließlich mißt. Die Beobachtung kleinerer Überspannungen fällt fort, wodurch viel Zeit gespart wird. Wenn man z. B. durch Einschaltversuche Überspannungen feststellen will, so kann man durch die zweckmäßig mechanisch angetriebenen Schalter etwa hundertmal einschalten lassen, ohne dabei Messungen vor-The advantage of this measuring method is that you can choose from a large number one after the other of the overvoltages that occur finds the highest value, and finally only measures this. Observing smaller ones Overvoltages are eliminated, which saves a lot of time. If you z. B. by attempts to switch on If you want to determine overvoltages, you can use the mechanically driven switch about a hundred times switch on without taking any measurements.

zunehmen. Erst nach der hundertsten Schaltung nimmt man die Entladung des Kondensators vor. Es wird jedoch nicht nur Zeit gespart, sondern die ganze Anordnung verbürgt auch eine erheblich größere Meßsicherheit, j wenn man nur für eine Kapazität sorgt, die sich nicht zu rasch selbst entlädt. Das in j der Figur dargestellte Schaltbild zeigt zugleich, wie man auch die Verteilung einer Uberspannung auf. einer Spule messen kann, indem man die genannte Anordnung zwei- oder mehrmals, längs der Spule anbringt. Die Voraussetzung dazu ist, daß genügend Abzweigpunkte an der Spule elektrisch zugängiggain weight. Only after the hundredth switching does one take the discharge of the capacitor before. However, not only is time saved, but the whole arrangement is guaranteed also a considerably greater measurement certainty if one only provides a capacity that does not discharge itself too quickly. The circuit diagram shown in j of the figure shows at the same time, how to even the distribution of an overvoltage on. can measure a coil by attaching said arrangement two or more times along the coil. the The prerequisite for this is that enough branch points on the coil are electrically accessible

sind. Es können hierbei mehrere Galvanometer 8 der Zahl der Kondensatoren entsprechend angewendet werden oder ein' Galvanometer wird nacheinander auf verschiedene Kondensatoren umgeschaltet.are. There can be several galvanometers 8 according to the number of capacitors be applied or a 'galvanometer is successively on different Capacitors switched.

Verbindet man die Kapazität 1 statt mit einem ballistischen Galvanometer mit einem elektrostatischen Voltmeter, so kann man durch dessen zunehmenden Ausschlag erkennen, ob und welche Überspannungen innerhalb einer gewissen Beobachtungszeit vorgekommen sind, wenn man im Anfang der Beobachtungszeit den Kondensator mit der Spannung der Spule 5 geladen hat, und darauf die Anordnung sich längere Zeit selbst überläßt. Dies ist ein weniger genaues, dafür aber noch bequemeresIf you connect the capacitance 1 to a instead of a ballistic galvanometer electrostatic voltmeter, you can see from its increasing deflection, whether and which overvoltages have occurred within a certain observation time, if at the beginning of the observation period the capacitor is connected to the voltage of the coil 5 has loaded, and then leaves the arrangement to itself for a long time. This is a less precise, but even more convenient

■ Verfahren infolge des Wegfalls aller Schalter und des ballistischen Galvanometers. Besitzt das Voltmeter gegenüber der Ventilröhre genug Kapazität, so kann man einer besonderen Kapazität ι entraten.■ Procedure due to the elimination of all switches and the ballistic galvanometer. Owns the voltmeter opposite the valve tube has enough capacity, so you can get a special one Capacity ι disregarded.

Schließlich ist es auch noch möglich, auf diese Weise Überspannungen zu registrieren, wenn man das elektrostatische Voltmeter als Registrierinstrument ausbaut und die Spannung des Kondensators von Zeit zu Zeit auf eine bestimmte Spannung zurückführt, beispielsweise durch einen sehr großen ihm parallel geschalteten Widerstand.Finally, it is also possible to register overvoltages in this way, if you expand the electrostatic voltmeter as a recording instrument and the voltage of the capacitor from time to time returns to a certain voltage, for example by a very large resistor connected in parallel to it.

Als Ventil wird am besten eine mit einer Elektronenentladung arbeitende Glühkathodenventilröhre mit sehr hohem Vakuum verwendet, beispielsweise mit einem Druck geringer als der einer Quecksilbersäule von ι μ oder 0,1 μ. Diese gestatten sehr genaue Messungen, da sie einen konstanten, gut bestimmbaren Spannungsabfall besitzen, dessen Größenordnung etwa zwischen 100 und 300 Volt gewählt werden kann. Die Ventilröhre kann dazu benutzt werden durch Einstellung ihrer Kathodentemperatur die Ladezeit des Kondensators ι zu regeln.A hot cathode valve tube operating with an electron discharge and with a very high vacuum, for example with a pressure less than that of a mercury column of ι μ or 0.1 μ, is best used as the valve. These allow very precise measurements because they have a constant, easily determinable voltage drop, the magnitude of which can be selected between 100 and 300 volts. The valve tube can be used to regulate the charging time of the capacitor ι by setting its cathode temperature.

In der Zeichnung ist angenommen, daß die • Glühkathoden 4 aus Transformatoren 9 gespeist werden. Diese müssen gleichfalls bestens isoliert sein. Ihre Kapazität muß gegen die der Kondensatoren 1 klein sein.It is assumed in the drawing that the hot cathodes 4 are fed from transformers 9 will. These must also be very well insulated. Your capacity must be against that of the capacitors 1 can be small.

Daß die Meßanordnung den Verlauf der Überspannungen stört, ist nicht anzunehmen, weil,der Kondensator 1 schließlich vollgeladen wird und dann keinen Strom aus der die Spule 5 speisenden Leitung 10 mehr aufnimmt. Von der Leitung 10 kommende Überspannungen sind also gezwungen, über die Spule 5 zu laufen, so , lange sie unterhalb des ^Wertes bleiben, der der Ladung des Kondensators 1 entspricht.It cannot be assumed that the measuring arrangement disturbs the course of the overvoltages, because, the capacitor 1 will eventually be fully charged and then no power from the Coil 5 feeding line 10 takes up more. Overvoltages coming from line 10 are therefore forced to run over the coil 5 as long as they are below the ^ value remain that of the charge of the capacitor 1 is equivalent to.

Die beschriebene Schaltung kann in den mannigfaltigsten Formen auch als Überspannungsschutz verwendet werden, indem man ' die Kapazität 1 so ausbildet, daß sich die Überspannungen ausgleichen können. Damit die Überspannungen jeder Polarität aufgenommen werden, muß man zwei Kondensatoren mit je einer Ventilröhre parallel an die gleichen Punkte der zu schützenden Spule 5 g₀ schalten, und die Ventilröhren in an sich bekannter Weise für entgegengesetzte Stromrichtungen schalten. Sofern die Kapazitäten sich nicht durch Selbstentladung von der aufgenommenen Überspannung genügend befreien, kann man ihnen einen sehr großen Widerstand parallel schalten, durch den sie sich langsam entladen und damit zur Aufnahme neuer Überspannungen bereit machen.The circuit described can also be used in the most varied of forms as overvoltage protection by designing the capacitance 1 in such a way that the overvoltages can equalize each other. So that the overvoltages of each polarity are absorbed, two capacitors, each with a valve tube, must be connected in parallel to the same points on the coil to be protected 5 g ₀ , and the valve tubes must be switched in a known manner for opposite current directions. If the capacitors do not free themselves sufficiently from the overvoltage they have absorbed by self-discharge, a very large resistor can be connected in parallel, through which they slowly discharge and thus prepare themselves to absorb new overvoltages.

Eine derartige Schaltung ist in Fig. 2 noch _go besonders dargestellt. Die Bezeichnungen entsprechen denen der Fig. 1. 5 ist die vor Überspannung zu schützende Spule, mit 11 sind die den Kondensatoren 1 parallel geschalteten Widerstände zum Aufzehren der Überspannung bezeichnet. Von den Hochvakuumventilröhren ist die linke mit der Glühkathode 4, die rechte mit der"Anode 3 an die Leitung 10 angeschlossen, ihre Polarität ist also vertauscht und jede Röhre läßt Ströme der Richtung durch, die von der anderen abgedrosselt werden. Das rechte Ende der Spule 5 sowohl wie die unteren Belegungen der. Kondensatoren ι liegen . an Erde, wie durch die Schraffur in der Zeichnung angedeutet ist. Diese Schaltung hat gegenüber anderen Sicherheitsschaltungen, die zum Teil, beispielsweise nach Patent 287248, auch Ventilröhren benutzen, den Vorteil, daß durch die Kapazität ein schnelles Verschlucken der Überspannung stattfindet, daß einerseits die Röhre durch die mit ihr in Reihe liegende Kapazität und andererseits die Kapazität durch die Ventilwirkung der Röhre geschützt ist, und daß ferner bei Bruch der Ventilröhre oder beim Überschlagen der Spannung in der Röhre ein Kurzschluß der Leitung gegen Erde sicher durch die Kapazität verhindert wird.Such a circuit is still _go particularly shown in Fig. 2. The designations correspond to those of FIG. 1. 5 is the coil to be protected against overvoltage, with 11 the resistors connected in parallel to the capacitors 1 for absorbing the overvoltage are designated. Of the high vacuum valve tubes the left one is connected to the hot cathode 4, the right one to the anode 3 on the line 10, so their polarity is reversed and each tube lets through currents in the direction that are throttled by the other. The right end of the coil 5 as well as the lower assignments of the capacitors are connected to earth, as indicated by the hatching in the drawing the capacitance a rapid swallowing of the overvoltage takes place, that on the one hand the tube is protected by the capacitance in series with it and on the other hand the capacitance is protected by the valve action of the tube, and that there is also a short circuit if the valve tube breaks or the voltage in the tube flashes over the line to earth is safely prevented by the capacitance.

Claims

P ate nt-An Proverbs:

i. Procedure for measuring overvoltages, characterized in that

a circuit containing a capacitor in series with a valve tube, connected to the overvoltage to be measured, and that after being disconnected from the overvoltage circuit, the charge of the ^; Capacitor measured and from this and from the capacitance of the capacitor, the amount of overvoltage is calculated.

2. Device for performing the method according to claim i, characterized in that the internal resistance of the Capacitor or a resistor connected in parallel to the capacitor is that charged amounts of electricity, while measurements are not being taken, gradually equalize each other can, so that during this time the device as a surge protector works. .

3. Device for performing the method according to claim 1 with avoidance of switching, characterized by a static connected in parallel with the capacitor Voltmeter for displaying and measuring the overvoltage.

4. Device according to claim 3, characterized by using a static Measuring instrument of such a large capacity that a special capacitor is superfluous will. , ·. '

5. Device according to claim 3, characterized by the use of a registering static voltmeter to record the overvoltages!

6. Device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized by the use of two Groups, each consisting of a condenser in series with a valve tube, with both groups at the same points of the circuit can be connected with reversed polarity.

7. Device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized by using one or more high vacuum valve tubes with Hot cathode.

1 sheet of drawings.