DE2724920C2

DE2724920C2 - Hochspannungsfeste Signalübertragungseinrichtung mit einem Trennübertrager

Info

Publication number: DE2724920C2
Application number: DE2724920A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Ing.(grad.) 1000 Berlin Zeis
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1977-06-02
Publication date: 1982-08-05
Also published as: FR2393411A1; CH629027A5; US4172244A; DE2724920A1; FR2393411B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hochspannungsfeste Signalübertragungseinrichtung mit einem Trennübertrager, wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben.

Die Signalübertragung von einem Ausgangspunkt zu einem Empfänger, der auf einem wesentlich höheren Spannungspotential liegt, als der Ausgangspunkt, kommt beispielsweise innerhalb eines Senders vor, wenn das Steuergitter einer Leistungsröhre auf Hochspannungspotential liegt. Es muß dann auf dem Übertragungsweg zu dem Steuergitter, welches hier den Empfänger bildet, eine Trennstelle, beispielsweise ein Trennübertrager zwischen den stark unterschiedlichen Potentialen des Ausgangspunktes und des Empfängers vorgesehen sein.

Einrichtungen zur Signalübertragung von einem Ausgangspunkt zu einem Empfänger, der auf einem wesentlich höheren elektrischen Potential liegt, unter Verwendung mindestens eines Trennübertragers sind bekannt. Beispielsweise ist in der DE-AS 12 04 260 im Zusammenhang mit der Steuerung von Hochspannungs-Stromrichtern darauf hingewiesen, daß die Lösung der hierbei auftretenden Isolationsprobleme dadurch erleichtert werden kann, daß man zwei Wandler in Reihe schaltet, von denen jeder nur für einen Teil der gesamten Potentialdifferenz isoliert ist Zur Entmagnetisierung beider Wandler in den Pausen zwischen je zwei Impulsen ist nur die Primärwicklung des auf der Eingangsseite liegenden Wandlers durch eine Entmagnetisierungsschaltung überbrückt
_ In der DD-PS 80 468 ist eine Anordnung zur

Übertragung niederfrequenter oder quasi-statischer Signale über eine Potentialdifferenz beschrieben, bei der zur Vermeidung von Verzögerungen bei der Übertragung die Signale zunächst in ihrer Frequenz geändert und danach einem Trenntransformator zugeis führt werden.

Schließlich ist es aus den Siemens-Bauteile-Informationsn 8 (1970), Seiten 6 bis 8, bekannt, in einen Übertragungsweg eine Funkentstördrossel zu legen, bei der sich zwei Teilwicklungen auf einem Übertragerkern in der Weise befinden, daß die beiden Teilströme in ihrer Wirkung sich aufhebende Magnetfelder erzeugen.

Bei der vorliegenden Erfindung geht es jedoch um andere Probleme, nämlich um die Schwierigkeiten, zu denen es kommen kann, wenn es in dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erwähnten Trennübertrager zu Durchschlägen kommt, woraus an dessen Anschlüssen unzulässig hohe Spannungen resultieren. Auch wenn auf andere Weise Störspannungen zwischen den Wicklungen des Trennübertragers eingekoppelt werden, treten an dessen Anschlüssen unerwünschte Störspannungen auf.

Zwar könnte man durch Spannungsspitzenbegrenzung mit Hilfe von Halbleitern die auftretenden Störspannungen begrenzen, es bleibt dabei aber immer noch ein Rest von unerwünscht hohen Störspannungen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Störspannungen zu vermindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Dabei ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß die kapazitive Verkopplung zwischen den Wicklungen eines Übertragers klein gehalten werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele beschrieben. Die

F i g. 1 bis 3 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel und die

F i g. 4 ein konstruktives Detail.

In der Mitte der F i g. 1 bis 3 ist jeweils ein Trennübertrager 1 mit seinen beiden Trennwicklungen I und II dargestellt Dem Trennübertrager 1 ist jeweils links ein Zusatzübertrager 2 vorgeschaltet mit jeweils einer (zweiten) Zusatzwicklung IV, welche an die

Eingangsklemmen 6 des Übertragungsweges angeschlossen ist. Die erste Zusatzwicklung HI des Zusatzübertragers 2 ist eine geteilte, die mit der Trennwicklung I des Trennübertragers 1 galvanisch verbunden ist Andererseits ist die erste Zusatzwicklung III aber auch mit einem Punkt 4 verbunden, der auf Erdpotential liegt und dem gegenüber der Punkt 5 an der zweiten Trennwicklung II auf Hochspannungspotential liegt, d.h. die Punkte 4 und 5 liegen auf unterschiedlichen Potentialen einer Hochspannung.

Die Verbindung der Zusatzwicklung III mit dem Punkt 4 und die Aufteilung der Zusatzwicklung III ist jeweils derart vorgenommen, daß ein zwischen den Trennwicklungen I und II des Trennübertragers I

auftretender Störstrom (hervorgerufen beispielsweise durch einen angenommenen Überschlag zwischen den Trennwicklungen 1 und 2), der über Leitungen 7 und 8 in Pfeilrichtung zum Punkt 4 abfließt, infolge seiner Aufteilung in zwei Teilströme im Zusatzübertrager 2 Teilflüsse erzeugt, die sich in ihrer Wirkung auf die zweite Zusatzwicklung IV gegenseitig weitgehend kompensieren. Ein solcher Störstrc·;.! erzeugt daher keinen Magnetfluß in dem Magnetkern des Zusatzübertragers 2 und daher auch keine Spannung an der Zusatzwicklung IV und den Eingangsklemmen 6.

Entsprechendes gilt für die rechten Hälften der F i g. 1 bis 3 mit dem darin jeweils gezeigten weiteren Zusatzübertrager 3 mit der ersten Zusatzwicklung III*.

Mit einer der gezeigten Anordnungen ist es beispielsweise möglich, Trägerfrequenzschwingungen vom Potential des Ausgangspunktes an den Eingangsklemmen 6 zu einem Empfänger zu übertragen, der an Ausgangsklemmen 5' und 9 auf einem anderen Potential liegt Die zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Übertragungsweges liegende Spannung kann beispielsweise im Störungsfad kurzzeitig 60 Kilovolt betragen, während der normale Gleichspannungswert ca. 12 Kilovolt beträgt Dennoch soll im angenommenen Überschlagsfall die Trägerfrequenzspannungsquelle an den Eingangsklemmen 6 nicht störend beeinflußt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der Zusatzübertrager 2 die Trägerfrequenzquelle galvanisch vom Erdpotential der Trennwicklung I und der Zusatzwicklung III und des Punktes 4 trennt. An die Trennwicklung II kann entweder direkt der Empfänger angeschlossen werden (unter Wegfall des weiteren Zusatzübertragers 3, ν obei dann der Trennübertrager 1 allein die Potentialtrennung übernimmt) oder der Empfänger wird an die Klemmen 9 und 5' angeschlossen, wobei die Potentialtrennung dann allein von dem Übertrager 1 übernommen wird, wenn die Klemmen 5 und 5' miteinander verbunden werden, während anderenfalls, nämlich wenn die Klemmen 5 und 5' auf unterschiedlichem Potential liegen, die Potentialtrennung auf den Trennübertrager 1 und den weiteren Zusatzübertrager 3 aufgeteilt ist.

Weil die störbefreiende Wirkung der erfindungsgemaßen Einrichtungen dann am besten ist, wenn dafür gesorgt ist daß etwaige angenommene Überschläge zwischen den Trennwicklungen I und Il jeweils an deren Mitte erfolgen, ist es zweckmäßig, diese einwindigen Wicklungen gemäß Fig.4 so auszubilden, daß die Windungen 10 und 11 jeweils in der Mitte zwischen ihren zugehörigen Anschlüssen den geringsten Abstand voneinander haben, so daß dort wo dieser geringste Abstand voneinander vorliegt und wo in der Zeichnung das

ig Überschläge überwiegend stattfinden.

Durch den symmetrischen Aufbau der Wicklungen wird der zusätzliche Vorteil erreicht daß kapazitive Blindströme symmetrisch werden, was eine Erhöhung der Störsicherheit im Betrieb zur Folge hat Außerdem ist die kapazitive Verkopplung zwischen der Eingangswicklung (IV) und der Ausgangswicklung (IV) gering. Schließlich werden mit der erfindungsgemäßen Einrichtung für die Störbefreiung keine zusätzlichen elektrischen Bauelemente zur Störspannungsspitzenbegren-

zung benötigt Die Eingangs- und die Ausgangswicklung des Übertragungsweges wird auch nicht zusätzlich durch eine Schutzbeschaltung kapazitiv belastet. Außerdem treten keine Ansprechverzögerungen einer Schutzbeschaltung auf.

Der Zusatzübertrager 2 ist in F i g. 1 als kompensierter Übertrager mit einem Ringkern, in F i g. 2 als kompensierter Übertrager mit zwei Ringkernen und in F i g. 3 als zweifach kompensierter Übertrager aufgebaut. Es hat sich gezeigt, daß bei diesen drei Möglichkeiten nicht nur der konstruktive Aufwand stark unterschiedlich ist, sondern auch die Störbefreiung, je nachdem, ob die Einströmung des Störstromes in F i g. 4 in der horizontalen Symmetrielinie, dort wo der Abstand zwischen den Windungen 10 und 11 am geringsten ist, erfolgt, oder mehr oder weniger über oder unter dieser Symmetrielinie. Die Auswahl einer der drei Möglichkeiten (oder einer anderen mit den Merkmalen der Erfindung) hängt daher von dem konstruktiven Aufwand ab, der in Kauf genommen werden kann und vom gewünschten Grad der Störbefreiung sowie von der Art der Störeinströmungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochspannungsfeste Signalübertragungseinrichtung mit einem Trennübertrager (1) hoher Spannungsfestigkeit mit zwei galvanisch voneinander getrennten Wicklungen (Trennwicklungen) (I₁ II), von denen die erste (1) mit einem auf dem ersten Potential einer Hochspannung liegenden Punkt (4) und die zweite (II) mit einem auf dem zweiten Potential liegenden Punkt (5) galvanisch verbunden ist,· dadurch gekennzeichnet, daß dem Trennübertrager (1) ein Zusatzübertrager (2) mit zwei galvanisch voneinander getrennten Wicklungen (Zusatzwicklungen) (III, IV) in Reihe vorgeschaltet ist, von denen die zweite Zusatzwicklung (IV) vom Trennübertrager (1) galvanisch getrennt und an die Eingangsklemmen (6) des Übertragungsweges angeschlossen ist, während die erste Zusatzwicklung (IiI) mit der ersten Trennwicklung (1) sowie mit dem auf dem ersten Potential liegenden Punkt (4) galvanisch derart verbunden und derart aufgeteilt ist, daß ein zwischen den Trennwicklungen (I und II) auftretender Störstrom, dessen Teilströme über die beiden Wicklungsenden der ersten Trennwicklung (I) in die erste Zusatzwicklung (III) fließen, im Zusatzübertrager (2) magnetische Teilflüsse erzeugt, die sich gegenseitig in ihrer Wirkung auf die zweite Zusatzwicklung (IV) weitgehend kompensieren.

2. Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trennwicklung (II) mit dem auf dem zweiten Potential liegenden Punkt (5) sowie mit der ersten Zusatzwicklung (HI') eines weiteren Zusatzübertragers (3) verbunden ist, der nach dem gleichen Prinzip wie der zuerst genannte Zusatzübertrager (2) aufgebaut ist.

3. Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Windung (10) der ersten Trennwicklung (I) in der Mitte zwischen deren Anschlüssen den geringsten Abstand hat von der auf einer Windung (11) der zweiten Trennwicklung (II) liegenden Mitte zwischen deren Anschlüssen.