DE615753C - Anordnung zur Erzeugung von Stossspannungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM U.JULI 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 615753 KLASSE 21 e GRUPPE 37o2

Anordnung zur Erzeugung von Stoßspannungen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Februar 1933 ab

Zur Prüfung von Hochspannungsmaterial (insbesondere Isolatoren) durch Stoßbeanspruchung verwendet man Schaltungen, bei denen mehrere Kondensatoren über Widerstände in Parallelschaltung aufgeladen werden. Diese Kondensatoren schalten sich beim Erreichen einer gewissen Spannung durch Ansprechen ^cvon Funkenstrecken! in Reihe und die so vervielfältigte Spannung wird dann als Stoßspannung dem Verbraucher bzw. dem zu prüfenden Isolator zugeführt.

Fig. ι der Zeichnung zeigt eine derartige Anordnung. In dieser bedeutet 1 die speisende Gleichstromquelle mit den vom Transformator 6 gespeisten Gleichrichtern 2 und 3 und den Kondensatoren 4 und 5. Die Kondensatoren 7 bis 10 werden von der Gleichstromquelle über die Serienwiderstände R₁ bis R_n in Parallelschaltung aufgeladen; die Konden-

ao satoren schalten sich dann beim Ansprechen der Funkenstrecken 11 bis 15 in Reihe und ihre Spannung wird dem Verbraucher 16 zugeführt. Die Reihenschaltung der Aufladewiderstände R₁ bis R_n ergibt bei gleicher Größe dieser Widerstände eine günstige Spannungsverteilung an diesen beim Einsetzen der Entladung. Die Anordnung nach Fig. ι hat jedoch den Nachteil, daß die'Zeitkonstante für das Aufladen der einzelnen

3a Kondensatoren sehr stark verschieden ist. Infolgedessen wird der der Gleichstromquelle am nächsten liegende Kondensator 7 bereits auf volle Spannung kommen, wenn der letzte Kondensator 10 erst einen Bruchteil seiner endgültigen Aufladung aufgespeichert hat. Dadurch wird aber das gleichzeitige Ansprechen der Serienfunkenstrecken erschwert bzw. die Aufladezeit verlängert.

Um diesen Nächteil zu beseitigen, ist die Schaltung nach Fig. 2 vorgeschlagen worden, bei der die Aufladung über die parallel geschalteten QuerwiderständeP₁ bisP„ erfolgt. In dieser Anlage sind die Ladezeitkonstanten aller Teilkondensatoren genau gleich. Es tritt aber hier der Nachteil auf, daß im Entladungsmoment an dem Querwiderstand P₁ die Gesamtspannung der hintereinandergeschalteten Kondensatoren liegt. Der Widerstand P₁ ist daher sehr stark gefährdet. Die Anordnung nach Fig. 3 der Zeichnung bedeutet demgegenüber einen Fortschritt. Bei dieser Schaltung sind sowohl Serienwiderstände i?₀ bis R_n als auch Querwiderstände P₀ bis P_n verwendet. Durch richtige Abstufung der Querwiderstände kann man erreichen, daß die Ladezeitkonstanten aller Kondensatoren gleich groß werden. Anderseits ist bei der Entladung die Spannungsverteilung bedeutend günstiger als bei der Schaltung nach Fig. 2. Immerhin sind auch jetzt noch einige Widerstände stark beansprucht, und zwar diejenigen Querwiderstände, die der Gleichstromquelle ι am nächsten liegen (P_n). Es ist dies darauf zurückzuführen, daß man mit

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald und Dipl.-Ing. Andreas Timascheff in Berlin-Wilmersdorf.

Rücksicht auf die Erreichung einer gleichen Ladezeitkonstante bei allen Kondensatoren gezwungen ist, die der Gleichstromquelle benachbarten Ouerwiderstände mit dem höchsten Ohmwerte auszuführen.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an einer Anordnung zur Erzeugung von Stoßspannungen der zuletzt beschriebenen Art, bei der die Ouerwiderstände an denselben Pol der Gleichstromquelle angeschlossen sind wie die Serienwiderstände, die auch den Nachteil der Anordnung nach Fig. 3 vermeidet bzw. auf ein unschädliches Maß reduziert. Erfindungsgemäß werden mit dem Einsetzen der Entladung die der speisenden Gleichstromquelle zunächst liegenden Querwiderstände mit ihren dem Kondensatorbelag abgekehrten Enden mit dem einen Belag des der Gleichstromquelle zunächst liegenden Kondensators verbunden. Um dies zu erreichen, könnte man irgendwelche hochempfindlichen und schnell wirkenden Relais (evtl. Elektronenröhrenrelais) versehen, die diese Verbindung herstellen. Am zweckmäßigsten ist es jedoch, diese Verbindung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung nach der Erfindung durch das Ansprechen von Funkenstrecken, die beim Ansprechen der die Reihenschaltung der Kondensatoren foewirkenden Funkenstrecken ebenfalls mit Ansprechen herzustellen. In der gemäß der Erfindung ausgebildeten Anordnung nach Fig. 4 ist zu diesem Zwecke eine dreifache Funkenstrecke 17 mit vier Kugelelektroden vorgesehen, an der die beiden mittleren Kugeln je mit einem äußeren Ende der Querwiderstände P_n verbunden sind.

Beim Ansprechen der die Kondensatoren in Reihe schaltenden Funkenstrecken werden die äußeren Enden der Ouerwiderstände P_n mit dem linken Belag des ersten Kondensators 7 verbunden. .Um einen Kurzschluß der speisenden Gleichstromquelle 1 durch diese Verbindung zu vermeiden, sind noch die Widerstände R_s vorgesehen. Durch diese Verbindung der Querwiderstände P_n über die Funkenstrecke 17 erzielt man, daß bei der Reihenschaltung der Kondensatoren die auf die Widerstände P₁ bis P_n entfallende Span- S° nung erheblich verringert wird, wobei namentlich die in der Nähe der Gleichstromquelle liegenden Querwiderstände von der Spannung entlastet werden.

Aus den vereinfachten Darstellungen gemaß Fig. 5 und 6 der Zeichnung und aus dem Diagramm der Fig. 7 ist der durch die Anordnung gemäß der Erfindung erzielte Fortschritt bezüglich der Spannungsverteilung der Querwiderstände zu erkennen. Die Fig. 5 entspricht dabei der bekannten Schaltung der Fig. 3; die Fig. 6 zeigt die neue Schaltung, bei der nach dem Einsetzen der Entladung der linke Querwiderstand über den ersten Kondensator geschlossen ist. Die Funkenstrecken sind in den Fig. 5 und 6 weggelassen und die Kondensatoren unmittelbar in Reihe geschaltet gezeichnet. Das Diagramm der Fig. 7 zeigt nun in Abhängigkeit von den Punkten A, B-F der Fig. 5 und 6 die Höhe der an diesen Punkten A-F und an den Punkten b-f der Fig. 5 und 6 herrschenden Spannungen. An den Punkten A-F steigt die Spannung entsprechend der Reihenschaltung der Kondensatoren linear an. Bei der bekannten Schaltung nach Fig. 5 verläuft die Spannung an den Punkten b_i-f₁ gemäß der strichliert eingezeichneten Kurve. Man sieht, daß zwischen den entsprechenden Punkten by-B, C₂-C usw. bis f_t-F verschieden große Spannungen herrschen, d. h. die Querwiderstände sind verschieden stark beansprucht. Die mit den Bezugsbuchstaben b_s-f₂ ausgestattete voll ausgezogene Kurve entspricht der neuen Schaltung nach Fig. 6. Man sieht, daß hier die Spannungsdifferenzen zwischen den entsprechenden Punkten b₂-B usw. bis f₂-F wesentlich kleiner sind als in Fig. 5. Die Querwiderstände sind daher viel geringer beansprucht.

Claims (2)

1. 90 Patentansprüche: ·

   i. Anordnung zur Erzeugung von Stoßspannungen, bei der mehrere Kondensatoren" von einer Gleichstromquelle über Serienwiderstände (R₁ bis R_n) und über Ouerwiderstände (P₁ bis P_n), die an denselben Pol der Gleichstromquelle wie der Serienwiderstände angeschlossen sind, in Parallelschaltung aufgeladen werden und sich infolge des Ansprechens von Funkenstrecken in Reihenschaltung über einen Verbraucher entladen, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Einsetzen der Ent- · ladung die der speisenden Gleichstromquelle zunächst liegenden Querwiderstände mit ihren dem Kondensatorbelag abgekehrten Enden mit dem einen Belag des der Gleichstromquelle zunächst liegenden Kondensators verbunden werden,
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, da- ¹¹Q durch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Querwiderstände mit dem Kondensator über Funkenstrecken, die beim Ansprechen der die einzelnen Kondensatoren in Reihe schaltenden Funkenstrecken ebenfalls mit ansprechen, erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen