DE3702009C2 - Einrichtung zur Überwachung des Vakuums einer Vakuumschaltröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung des Vakuums im Inneren einer Vakuumschaltröhre, bei der eine Auswertungsschaltung mit einer von außen zugänglichen Anschlußstelle eines im Inneren der Vakuumschaltröhre befindlichen Dampfschirmes verbunden ist und die Auswertungsschaltung mit dem Potential des Dampfschirmes oder mit einer hiervon abgeleiteten Größe beaufschlagt ist.

Eine Einrichtung dieser Art ist durch die DE 27 43 755 C2 bekannt geworden. Diese hat die Eigenschaft, daß eine Fehlermeldung sowohl im geschlossenen als auch im geöffneten Zustand der Schaltkontakte des Vakuumschalters erfolgt. Erforderlich ist jedoch ein sorgfältiger Abgleich einer Brückenschaltung, die einen Kondensator und einen Widerstand entsprechend dem Leckwiderstand und der Streukapazität enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Potential des Dampfschirmes einer zu überwachenden Vakuumschaltröhre durch den Bedarf der Auswertungsschaltung an Steuerenergie möglichst gering zu belasten und dadurch die Empfindlichkeit der Überwachung zu steigern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein von dem Potential des Dampfschirmes mittels eines Koppelkondensators abgeleitetes Signal und ein von der Betriebsspannung der Vakuumschaltröhre gleichfalls mittels eines Kondensators abgeleitetes und über eine Einstellvorrichtung geführtes Hilfssignal an eine Subtraktionsschaltung angelegt sind, deren Ausgang mit der Auswertungsschaltung verbunden ist. Auf diese Weise läßt sich am Eingang der Auswertungsschaltung das Signal im ungestörten Zustand auf ein Minimum einstellen. Jede Abweichung hiervon ist als Anzeichen eines verschlechterten Vakuums leicht zu erkennen.

Die vorstehend erläuterte Einrichtung kann auch in der Weise modifiziert sein, daß zwischen den Koppelkondensator und die Subtraktionsschaltung ein Ladungsverstärker geschaltet ist und daß der Kondensator für das Hilfssignal als kapazitiver Spannungsteiler ausgebildet ist. Ladungsverstärker sind handelsübliche Geräte, die beispielsweise zur Messung von Potentialänderungen an piezoelektrischen Meßwertumformern eingesetzt werden. Sie verfügen über die Voraussetzungen zur unmittelbaren Messung des Dampfschirmpotentials. Da somit am Ausgang der Subtraktionsschaltung bereits ein verstärktes Differenzsignal vorliegt, werden an die nachfolgende Auswertungsschaltung geringere Anforderungen als in den anderen erwähnten Ausführungsformen der Erfindung gestellt.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist für jeden Pol eines mehrpoligen Vakuumschaltgerätes gesondert anwendbar, wobei die einzelnen Auswertungsschaltungen keiner gegenseitigen Beeinflussung unterliegen. Dies ist von Vorteil gegenüber einer Vakuumüberwachung etwa gemäß der EP-B-0 079 181, bei der von dem Umladungsvorgang eines Dampfschirmes herrührende elektromagnetische Wellen durch eine Antenne aufgenommen und dann ausgewertet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine Vakuumschaltröhre mit einer Einrichtung zur Überwachung des Vakuums mittels einer Subtraktionsschaltung, der ein von dem Dampfschirm der Vakuumschaltröhre abgeleitetes Signal zugeführt wird,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung unter zusätzlicher Verwendung eines Ladungsverstärkers.

Eine Vakuumschaltröhre 1 gemäß der Fig. 1 besitzt einen oberen Anschlußbolzen 2 sowie einen unteren Anschlußbolzen 3. Mit jedem dieser Anschlußbolzen ist ein gestrichelt angedeuteter Schaltkontakt verbunden, wobei der eine dieser Schaltkontakte mittels des zugehörigen Anschlußbolzens und einer geeigneten vakuumdichten Durchführung relativ zu dem anderen Schaltkontakt bewegbar ist. Das Gehäuse 4 der Vakuumschaltröhre 1 besteht aus zwei über einen Zwischenflansch 5 miteinander verbundenen isolierenden Gehäuseteilen und enthält einen Dampfschirm 6, der mittels des Zwischenflansches 5 konzentrisch zu der Längsachse der Kontaktanordnung befestigt und leitend mit dem Zwischenflansch 5 verbunden ist. Somit besteht die Möglichkeit, das elektrische Potential des Dampfschirmes 6 meßtechnisch zu erfassen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 ist eine Subtraktionsschaltung in Gestalt eines Differenzverstärkers 13 vorgesehen, dem ein von dem Dampfschirm 6 mittels des Koppelkondensators 7 abgeleitetes Signal sowie ein weiteres Signal zugeführt wird, das von dem oberen Anschlußbolzen 2 der Vakuumschaltröhre 1 gleichfalls mittels eines Koppelkondensators 11 und einer Einstellvorrichtung 12 gewonnen wird. Auf diese Weise wird der betriebsfrequente Anteil des mittels des Koppelkondensators 7 abgegriffenen Signals kompensiert, so daß am Eingang einer Auswertungsschaltung 10 bei richtig abgeglichener Einstellvorrichtung 12 ein minimales Signal ansteht, wenn die Vakuumschaltröhre 1 ein ordnungsgemäßes Vakuum aufweist. Ein zum Eingang der Auswertungsschaltung 10 gelangendes Signal stellt somit einen Hinweis darauf dar, daß sich das Potential des Dampfschirmes 6 aufgrund von Umladungsvorgängen sprunghaft ändert, weil sich das Vakuum im Inneren des Gehäuses 4 verschlechtert hat. Um eine geeignete Veranlassung zu bewirken, kann die Auswertungsschaltung 10 mit einem oder mehreren Schaltkontakten für Hilfsstromkreise ausgestattet sein, um beispielsweise ein Warnsignal abzugeben oder eine Betätigung der Vakuumschaltröhre 1 durch Sperrung ihres Antriebes zu verhindern. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Vakuumschaltröhre 1 Bestandteil eines Schaltgerätes, beispielsweise eines 3-poligen Leistungsschalters oder Schützes ist.

Bei einem der Fig. 1 prinzipiell ähnlichem Aufbau ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 2 zwischen den Koppelkondensator 7 und den Differenzverstärker 13 ein Ladungsverstärker 15 geschaltet. Es handelt sich dabei um ein handelsübliches Meßgerät, wie es beispielsweise zur Auswertung der Signale piezoelektrischer Meßwertumformer eingesetzt wird. Ein solcher Verstärker besitzt einen außerordentlich hohen Eingangswiderstand und belastet daher den Dampfschirm 6 in besonders geringem Maß. Das dem Differenzverstärker 13 zuzuführende Vergleichssignal wird mit Hilfe eines kapazitiven Teilers 14 gewonnen. Zwischen diesen Teiler und den zugehörigen Eingang des Differenzverstärkers 13 kann eine Einstellvorrichtung bzw. ein einstellbares Filter geschaltet sein, wie durch das gestrichelt gezeigte Gerät 16 angedeutet ist. Die Ausgangsgröße des Differenzverstärkers 13 wird in der schon beschriebenen Weise ausgewertet.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Überwachung des Vakuums im Inneren einer Vakuumschaltröhre (1), bei der eine Auswertungsschaltung (10) mit einer von außen zugänglichen Anschlußstelle (5) eines im Inneren der Vakuumschaltröhre (1) befindlichen Dampfschirmes (6) verbunden ist und die Auswertungsschaltung (10) mit dem Potential des Dampfschirmes (6) oder mit einer hiervon abgeleiteten Größe beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Potential des Dampfschirmes (6) mittels eines Koppelkondensators (7) abgeleitetes Signal und ein von der Betriebsspannung der Vakuumschaltröhre (1) gleichfalls mittels eines Kondensators (11) abgeleitetes und über eine Einstellvorrichtung (12) geführtes Hilfssignal an eine Subtraktionsschaltung (13) angelegt sind, deren Ausgang mit der Auswertungsschaltung (10) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Koppelkondensator (7) und die Subtraktionsschaltung (13) ein Ladungsverstärker (15) geschaltet ist und daß der Kondensator für das Hilfssignal als kapazitiver Spannungsteiler (14) ausgebildet ist.