DD249978A1 - CAPACITED HIGH VOLTAGE TESTING SYSTEM - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungsanlagen in geschlossener Bauweise. Ziel ist, die Anwendbarkeit solcher zu erhoehen, wobei die Aufgabe besteht, die Anlage in ihren technischen Parametern veraenderbar auszufuehren, indem ein einfacher Umbau und Erweiterungsmoeglichkeiten gewaehrleistet werden, ohne die Sicherheit und die Ortsunabhaengigkeit zu beeintraechtigen. Die Aufgabe wird geloest, indem erfindungsgemaess die elektrischen Bauteile oder Module innerhalb einer Zelle, die aus einer gleichen Grund- und Deckplatte besteht, welche besonders ausgebildete Befestigungsmittel aufweist, austauschbar angeordnet sind und die Zellen mit abnehmbaren oder als Tueren ausgebildeten Seitenteilen versehen sind, wodurch auch mehrere Zellen miteinander kombiniert werden koennen. Anwendungsgebiet ist die Hochspannungsprueftechnik.The invention relates to high-voltage systems in a closed design. The aim is to increase the applicability of such, whereby the task is to perform the plant veraenderbar in their technical parameters by a simple conversion and extension facilities are ensured, without compromising the security and the location independence. The object is achieved by the invention, the electrical components or modules within a cell, which consists of a same base and cover plate, which has specially designed fastening means are arranged interchangeably and the cells are provided with removable or designed as doors side parts, which also several cells can be combined. Field of application is the high-voltage testing technology.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Hochspannungserzeugung, die in geschlossener Bauweise ausgeführt ist, d. h. allseitig elektrisch abgeschirmt betreibbar ist und für die Hochspannungsprüfung Anwendung finden kann.The invention relates to a system for high voltage generation, which is designed in a closed design, d. H. electrically shielded on all sides and can be used for high voltage testing application.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Hochspannungsanlagen wurden je nach Verwendungszweck in verschiedenen Ausführungsformen gebaut. So werden Anlagen in offener oder gekapselter Bauweise, stationär oder fahrbar ausgeführt. Die Verwendungs- oder Anwendungsmöglichkeiten sind damit weitgehend festgelegt. In Prüffeldern der Hochspannungslaboratorien ist es üblich, Anlagen zur Hochspannungserzeugung, ζ. B. zurTeilentladungsmessung eines Prüflings, selbst aus Einzelbaugruppen zusammenzustellen und mit mehr oder weniger wirkungsvollen Schutz- und Abschirmmitteln zu versehen. Für den Aufbau des Hochspannungskreises werden dabei die Einzelteile nebeneinander aufgestellt, isoliert befestigt und entsprechende Hochspannungsverbindungen klargestellt. Eine Abschirmung gegen ab- und einstrahlende elektromagnetische Störsignale ist kompliziert, bzw. nicht möglich. Der Umbau in eine andere Schaltung ist relativ leicht möglich, jedoch ist ein relativ großer Platzbedarf vorhanden. Des weiteren ist ein Transport der Gesamtanlage in der Regel nicht möglich, nur der nochmalige Aufbau an einem anderen Ort. Für die Zwecke der Kabelprüfung sind Anlagen zur Hochspannungsprüfung bekannt, die in gekapselter Bauart ausgeführt sind (Firmenprospekt, Howaldtswerke — Deutsche Werft, Druck- Nr. 633k — 7,73-500 D/S). Während eine gewisse Variabilität durch die Verwendung einer unterschiedlichen Vervielfacherstufenanzahl bezüglich der Ausgangsspannung und positive oder negative Spannung durch einfaches Umsetzen der Kaskade wählbar ist, da diese in Gießharzisolation ausgeführt ist, kann eine universelle Verwendung der Bauteile, z.B. zum Aufbau einer anderen Spannungsform nicht erfolgen. Infolge der leichten Zerlegbarkeit ist ein Umsetzen der Prüf- und Brennanlage möglich jedoch mit größerem Aufwand als eine fahrbare Anlage. Ein weiterer Nachteil besteht in einer nicht vorhandenen Abschirmung nach außen und gegen außen. Aus der DE-AS 1223946 ist auch eine Anordnung zum Aufbau von Hochspannungs-Schaltungen bekannt, bei der die Erzeugung hoher Wechsel-Gleich- oder Stoßspannungen vorzugsweise für Experimentierzwecke möglich ist. Diese Schaltung benötigt Bauelemente, die nach dem Baukastenprinzip gestaltet, also z. B. stabförmig, sind und an den Enden gleiche Anschlußarmaturen aufweisen. Die Verbindung der Enden erfolgt mechanisch und elektrisch mittels Kupplungsstücken, eine Verbindungsmöglichkeit besteht nur entsprechend der Ausbildung der Aussparungen in den Kupplungsstücken im Winkel von 90° oder 180°. Eine Umbauung zum Zwecke der elektromagnetischen Abschirmung oder aus Sicherheitsgründen ist nicht Bestandteil der Anlage, diese wird je nach Anwendungsfall aus Standgittern o.a. gebildet, was z.B. TE-Messungen erschwert. Auch eine Transportmöglichkeit der Anlage ist nicht vorgesehen, der Auf bau müßte erneut an dem entsprechenden anderen Ort vorgenommen werden. Es ist jedoch auch bekannt, eine Hochspannungsanlage mit Meßteiler, Verdoppler-Kondensatoren, Gleichrichtereinheiten und anderen Bauteilen in einem Fahrzeugraum anzuordnen. Die Anlage dient der Kabelprüfung, ist in ihrer Zusammenstellung nicht veränderbar und bestimmungsgemäß nurfür die Spannungen, die für die Kabelprüfung benötigt werden, ausgelegt. Zur Verringerung des Platzbedarfes und der Transportbeanspruchungen sind die Bauelemente außer am Fahrzeugraumboden auch an seiner Decke befestigt. Schließlich ist eine Spannungsvervielfacherschaltung bekannt, die auf einem Fahrgestell aufgebaut ist (DE-Pa 535380). Damit ist sie nun zwar innerhalb eines Raumes gut beweglich, jedoch nur in der festgelegten Schaltung betreibbar. Bezüglich der Abschirmungen und der Sicherheitsmaßnahmen gegen Berührung trifft dasselbe wie für übliche freistehende Anlagen zu.High voltage systems were built according to the intended use in various embodiments. Thus, systems in open or encapsulated design, stationary or mobile running. The uses or applications are thus largely defined. In testing laboratories of high-voltage laboratories, it is customary to use systems for high-voltage generation, ζ. B. for Teilentladungsmessung a test object to assemble itself from individual modules and to provide with more or less effective protection and shielding. For the construction of the high voltage circuit while the items are placed next to each other, fastened isolated and clarified appropriate high-voltage connections. A shield against radiation and incoming electromagnetic interference is complicated, or not possible. The conversion to another circuit is relatively easy, but a relatively large amount of space is available. Furthermore, a transport of the entire system is usually not possible, only the rebuild at another location. For the purposes of the cable test systems for high voltage testing are known, which are designed in encapsulated design (company brochure, Howaldtswerke - German shipyard, print no. 633k - 7.73-500 D / S). While some variability can be selected by using a different multiplier stage number of output voltage and positive or negative voltage by simply reacting the cascade since it is implemented in cast resin isolation, universal use of the components, e.g. not to build another voltage form done. Due to the easy dismantling a conversion of the testing and firing system is possible but with greater effort than a mobile plant. Another disadvantage is a lack of shielding to the outside and against the outside. From DE-AS 1223946 an arrangement for the construction of high-voltage circuits is known in which the generation of high alternating direct or surge voltages is preferably possible for experimental purposes. This circuit requires components that designed according to the modular principle, ie z. B. rod-shaped, and have the same connection fittings at the ends. The connection of the ends is mechanically and electrically by means of coupling pieces, a connection possibility exists only in accordance with the formation of the recesses in the coupling pieces at an angle of 90 ° or 180 °. A conversion for the purpose of electromagnetic shielding or security reasons is not part of the system, this is depending on the application of grids o.a. formed, which is e.g. TE measurements difficult. A possibility of transporting the system is not provided on the construction should be made again at the corresponding other place. However, it is also known to arrange a high-voltage system with measuring divider, doubler capacitors, rectifier units and other components in a vehicle compartment. The system is used for cable testing, is not changeable in its composition and intended only for the voltages required for the cable test designed. To reduce the space requirement and the transport stresses, the components are attached except on the vehicle compartment floor on his ceiling. Finally, a Spannungsvervielfacherschaltung is known, which is constructed on a chassis (DE-PA 535380). Thus, it is now within a room well movable, but only operable in the specified circuit. With regard to the shields and the security measures against contact, the same applies as for conventional freestanding systems.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Dieses besteht darin, eine Hochspannungsprüfanlage universell und damit auch ökonomischer einsetzbar und mit günstigen technischen Parametern zu gestalten sowie sie einfach in der Handhabung und sicher beim Gebrauch auszuführen.This is to make a high-voltage test system universal and therefore more economical to use and with favorable technical parameters as well as easy to use and safe to use.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungsprüfanlage zu schaffen, die im Normalfall elektromagnetisch abgeschirmt ist, als fahrbare oder stationäre Anlage aufgebaut werden kann und durch Module und/oder standardisierte Bauelemente erweiterungsfähig oder durch Veränderung der Schaltung zur Erzeugung unterschiedlicher Spannungsformen geeignet ist. Die Aufgabe wird entsprechenden Merkmalen des Patentanspruches erfinderisch gelöst.The invention has for its object to provide a high-voltage test system, which is normally shielded electromagnetically, can be constructed as a mobile or stationary system and by modules and / or standardized components expandable or suitable by changing the circuit for generating different voltage forms. The problem is solved according to the features of the claim inventive.

Ausführungsbeispielembodiment

Anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung soll die Erfindung nachstehend erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:Reference to an embodiment and a drawing, the invention will be explained below. In the drawing show:

Fig. 1: eine Hochspannungsprüfanlage in Einpulsgleichrichterschaltung Fig.2: die Hochspannungsprüfanlage erweitert als Impulsspannungsanlage1: a Hochspannungsprüfanlage in Einpulsgleichrichterschaltung Fig.2: the Hochspannungsprüfanlage extended as a pulse voltage system

Eine Hochspannungsprüfanlage ist als mechanisch stabiles Gebilde aufgebaut. Dazu ist eine Grundplatte 1, die in ihrer Ausführung einer Deckplatte 2 entspricht, an einem Rahmen 3 befestigt. Dieser wird an seinen vier Seiten von lösbaren Seitenteilen 4 umgeben, wodurch eine Kapselung entsteht, die den Anforderungen der elektrischen Sicherheit bezüglich der Berührung und den Anforderungen bezüglich der elektromagnetischen Abschirmung, beispielsweise bei der Teilentladungsmessung entspricht. Die Seitenteile 4 sind austauschbar, wodurch entweder eine völlig geschlossene Anlage, eine teilweise offene Anlage, z. B. zur seitlichen Erweiterung oder Spannungsherausführung oder eine Anlage mit gelochten Seitenteilen für die Belüftung oder Sichtkontrolle geschaffen werden kann. Es ist auch vorgesehen, ein Seitenteil 4 als Tür auszubilden und mit Türkontakt zu versehen. Diese Varianten sind in der Fig. nicht dargestellt. Die Grund- und Deckplatten 1; 2 sind mit Schlitzen 5 versehen, die zur Aufnahme eines Gegenstückes 6 dienen, an das die elektrischen Bauteile angeschraubt werden. Dieses System garantiert neben einer einfachen Montage eine gute Verschiebbarkeit der Bauteile an den gewünschten Ort. DerTransport der gesamten Hochspannungsanlage erfolgt entweder mit Hilfe eines Hebezeuges, wozu Kranhaken vorgesehen sind oder mit an der Grundplatte 1 angebrachten Lenkrädern 8, denen Fußfeststeller zugeordnet sind. Auf der Grundplatte 1 ist ein Hochspannungstransformator 9 in Gießharzisolation befestigt. Der Hochspannungsausgang ist mit einem Gleichrichter 10 verbunden. Auf diesen sogenannten unteren Bauelementen, die im oberen Bereich Hochspannung führen, ist als sogenanntes oberes Bauelement ein Meßteiler 11 derart aufgesetzt, daß das erdpotentialseitige Ende der Deckplatte 2 zugewandt ist. Ein Glättungskondensator 1 ist mit dem doppelseitigen Ende über das Gegenstück 6 ebenfalls in . einem der Schlitze 5 an der Deckplatte 2 befestigt und das hochspannungsseitige Ende über eine horizontal angeordnete leitende Verbindung 13 mit dem hochspannungsseitigen Ende des Meßteilers 11 verbunden. Die Verbindung mit den elektrischen Bauteilen erfolgt durch ein Knotenpunktelement 14 welches leichte Montierbarkeit und ausreichende Teilentladungsfestigkeit gewährleistet. Auf der Grundplatte 1 ist neben dem Hochspannungstransformator 9 ein Prüfling 15 untergebracht, der ebenfalls in einem Schlitz 5 befestigt werden kann. Durch die gute Zugriffsmöglichkeit bei Abnahme der Seitenteile 4, die Variationsmöglichkeiten der Befestigung in den Schlitzen 5 der Grund- und Deckplatte 1; 2 ist ein relativ problemloser Umbau der Schaltung innerhalb des durch den Rahmen 3 und die beiden Platten begrenzten Rumes möglich. Infolge der Anordnung entweder am Boden oder der Decke wird eine optimale Platzausnutzung möglich. Wird für die Erzeugung einer anderen Spannungsform ein größeres umbautes Volumen benötigt, so ist auch eine Erweiterung möglich. Diese Variante ist in der Figur 2 dargestellt.A high-voltage test system is constructed as a mechanically stable structure. For this purpose, a base plate 1, which corresponds in its execution a cover plate 2, attached to a frame 3. This is surrounded on its four sides by releasable side parts 4, whereby an encapsulation arises, which meets the requirements of electrical safety with respect to the touch and the requirements with respect to the electromagnetic shield, for example in the partial discharge measurement. The side panels 4 are interchangeable, creating either a completely closed system, a partially open system, eg. B. for lateral expansion or voltage deriving or a system with perforated side panels for ventilation or visual inspection can be created. It is also intended to form a side part 4 as a door and to provide door contact. These variants are not shown in the figure. The base and cover plates 1; 2 are provided with slots 5, which serve to receive a counterpart 6, to which the electrical components are screwed. This system guarantees a simple assembly and a good mobility of the components to the desired location. The transport of the entire high-voltage system is carried out either with the aid of a hoist, including crane hooks are provided or attached to the base plate 1 steering wheels 8, which Fußfeststeller are assigned. On the base plate 1, a high voltage transformer 9 is fixed in Gießharzisolation. The high voltage output is connected to a rectifier 10. On these so-called lower components, which carry high voltage in the upper region, a measuring divider 11 is placed as a so-called upper component such that the earth potential-side end of the cover plate 2 faces. A smoothing capacitor 1 is with the double-sided end on the counterpart 6 also in. one of the slots 5 attached to the cover plate 2 and the high-voltage side end connected via a horizontally disposed conductive connection 13 with the high-voltage side end of the measuring divider 11. The connection to the electrical components is made by a node element 14 which ensures easy mounting and sufficient partial discharge resistance. On the base plate 1, a DUT 15 is housed in addition to the high voltage transformer 9, which can also be mounted in a slot 5. Due to the good accessibility when removing the side panels 4, the possible variations of the attachment in the slots 5 of the base and cover plate 1; 2 is a relatively easy conversion of the circuit within the limited by the frame 3 and the two plates Rumes possible. As a result of the arrangement either on the floor or the ceiling optimum space utilization is possible. If a larger converted volume is required for the generation of another form of tension, an extension is also possible. This variant is shown in FIG.

Um eine einstufige Impulsanlage in gekapselter Ausführung zu realisieren, ist das Volumen des umbaubaren Raumes durch Aneinanderfügen eines zweiten gleichartig gestalteten Grund-Deckplatten-Rahmen-Systems erweiterbar. Dazu sind mit der in Fig.2 nicht dargestellten lösbaren Verbindungsgliedern, nach Entfernung der sich unmittelbar gegenüberliegenden Seitenteile 4, die beiden Rahmen 3 miteinander verbindbar. Damit wird die Schaltung in beiden Räumen miteinander kombinierbar. So ist beispielsweise auf der linken Grundplatte 1 der Hochspannungstransformator 9 und darüber der Hochspannungsgleichrichter 10 über das Knotenpunktelement 14 mit dem Meßteiler 11 verbunden undander Deckplatte 2 befestigt. Vom Knotenpunktelement 14 besteht eine Verbindung durch einen Ladewiderstand 16 über ein weiteres Knotenpunkteiement 14zu einem Stoßkondensator 17. Dieser ist ebenfalls in dem in der Fig. nicht ersichtlichen Schlitz (5) mittels eines der bereits genannten Gegenstücke 6 an der Deckplatte 2 angeschraubt. Die Hochspannungsüberleitung von der linken Zelle in die rechte erfolgt hier über eine horizontal angeordnete Funkenstrecke 18, die am hochspannungsseitigen Ende des Stoßkondensators 17-, eines Entladewiderstandes 19 und an einem Anschluß eines Dämpfungswiderstandes 20 unter Zuhilfenahme eines Knotenpunktelementes 14, liegt. An der Deckplatte 2 der rechten Zelle ist mit Hilfe von Gegenstücken nicht nur der Entladewiderstand 19, sondern auch eine Belastungskapazität 21 befestigt. An der hochspannungsseitigen Verbindungsstelle zwischen der Belastungskapazität 21 und dem Dämpfungswiderstand 20 befindet sich wiederum ein Knotenpunktelement 14 an dem auch der Prüfling 15 angeschlossen ist. Durch die wahlweise Anordnung der elektrischen Bauelemente, die zum Betreiben der jeweiligen Schaltungsanordnung nötig sind, auf der Grundplatte 1 oder der Deckplatte 2, wird eine günstige Raumausnutzung erreicht, so daß bei dieser Anordnung, z. B. die gesamte Bodenfläche der Grundplatte 1 für die Unterbringung von Prüflingen zur Verfügung steht. Andererseits ist eine Schaltungserweiterung durch frontales oder seitliches Dazustellen von weiteren Zellen möglich, wobei die jeweiligen Seitenteile 4 entfernt werden. Letztlich ist natürlich auch der Betrieb in vollkommen offener Bauweise und ein traditioneller Schaltungsaufbau nur auf Grundplatten 1 möglich.In order to realize a single-stage pulse system in encapsulated design, the volume of the convertible space can be expanded by joining a second similarly designed basic cover plate frame system. For this purpose, with the not shown in Figure 2 releasable connecting members, after removal of the immediately opposite side parts 4, the two frames 3 connected to one another. Thus, the circuit in both rooms can be combined. Thus, for example, on the left base plate 1 of the high voltage transformer 9 and above the high voltage rectifier 10 is connected via the node element 14 with the measuring divider 11 and the cover plate 2 attached. From the node element 14 is a connection through a charging resistor 16 via another Knotenpunktiement 14 to a surge capacitor 17. This is also in the not shown in FIG. Slot (5) by means of one of the aforementioned counterparts 6 screwed to the cover plate 2. The high voltage transition from the left cell to the right takes place here via a horizontally arranged spark gap 18, which is at the high voltage end of the surge capacitor 17-, a discharge resistor 19 and at a terminal of a damping resistor 20 with the aid of a node element 14. Not only the discharge resistor 19, but also a load capacitance 21 are fastened to the cover plate 2 of the right cell with the aid of counterparts. At the high-voltage side connection point between the load capacitance 21 and the damping resistor 20 is again a node element 14 to which the DUT 15 is connected. Due to the optional arrangement of the electrical components, which are necessary for operating the respective circuit arrangement, on the base plate 1 or the cover plate 2, a favorable space utilization is achieved, so that in this arrangement, for. B. is the entire bottom surface of the base plate 1 for the accommodation of specimens available. On the other hand, a circuit extension by frontal or lateral Dazstellungs of other cells is possible, with the respective side panels 4 are removed. Ultimately, of course, the operation in completely open design and a traditional circuit design only on base plates 1 is possible.

Claims (4)

1. Gekapselte Hochspannungsprüfanlage, bestehend aus Einzelbauteilen und/oder Modulen, die im Inneren der Kapselung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbauteile und/oder Module austauschbar sind und dazu ein Rahmen (3) mit einer gleich ausgeführten Grund- (1) und Deckplatte (2) versehen ist, die Befestigungsmittel in Form von Schlitzen (5) und/oder Führungsschienen aufweist, in die arretierbare Gegenstücke (6) mit den daran befestigbaren Einzelbauteilen, Modulen und/oder Lagerungs- bzw. Befestigungselemente für den oder die Prüflinge (15) eingreifen und die Kapselung aus einzelnen Seitenteilen (4) besteht, die durch Verwendung lösbarer Befestigungselemente abnehmbar und/oder austauschbar sind.1. Encapsulated Hochspannungsprüfanlage, consisting of individual components and / or modules, which are arranged inside the enclosure, characterized in that the individual components and / or modules are interchangeable and to a frame (3) with an equal base (1) and Cover plate (2) is provided, the fastening means in the form of slots (5) and / or guide rails, in the lockable counterparts (6) with the attachable individual components, modules and / or storage or fastening elements for the one or more candidates ( 15) engage and the enclosure consists of individual side parts (4) which are removable and / or replaceable by using releasable fasteners. 2. Gekapselte Hochspannungsprüfanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichartige Rahmen mit Grund- (1) und Deckplatten (2) unter Wegiassung der beiden Räume trennenden Seitenteile durch lösbare Verbindungselemente miteinander koppelbar sind.2. Encapsulated Hochspannungsprüfanlage according to claim 1, characterized in that a plurality of similar frame with basic (1) and cover plates (2) are separated by Wegiassung the two rooms separating side parts by releasable connecting elements with each other. 3. Gekapselte Hochspannungsprüfanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Seitenteil mit Scharnieren schwenkbar ausgeführt ist und mit Kontakten für Sicherheitseinrichtungen in Eingriff steht.3. Encapsulated Hochspannungsprüfanlage according to claim 1 or 2, characterized in that at least one side part with hinges is designed to be pivotable and is in contact with contacts for safety devices. 4. Gekapselte Hochspannungsprüfanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seitenteil (4) als Schiebetür ausgebildet ist.4. Encapsulated Hochspannungsprüfanlage according to claim 1 or 2, characterized in that a side part (4) is designed as a sliding door.