CH629027A5 - Hochspannungsfeste signaluebertragungseinrichtung mit einem trennuebertrager. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE Schliesslich ist es aus den Siemens-B auteile-Informationen 8

1. Hochspannungsfeste Signalübertragungseinrichtung mit (1970), Seiten 6-8, bekannt, in einen Übertragungsweg eine einem Trennübertrager hoher Spannungsfestgkeit mit zwei gal- Funkentstördrossel zu legen, bei der sich zwei Teilwicklungen vanisch voneinander getrennten Wicklungen, den Trennwick- auf einem Übertragerkern in der Weise befinden, dass die bei-lungen, von denen die erste mit einem auf dem ersten Potential 5 den Teilströme in ihrer Wirkung sich aufhebende Magnetfelder einer Hochspannung liegenden Punkt und die zweite mit einem erzeugen.

auf dem zweiten Potential liegenden Punkt galvanisch verbun- Bei der vorliegenden Erfindung geht es jedoch um andere den ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Trennübertrager (1) Probleme, nämlich um die Schwierigkeiten, zu denen es kom-ein Zusatzübertrager (2) mit zwei galvanisch voneinander ge- men kann, wenn es in dem im Oberbegriff des Patentanspruches trennten Wicklungen, den Zusatzwicklungen (III, IV), in Reihe 10 1 erwähnten Trennübertrager zu Durchschlägen kommt, woraus vorgeschaltet ist, von denen die zweite Zusatzwicklung (IV) an dessen Anschlüssen unzulässig hohe Spannungen resultieren, vom Trennübertrager (1) galvanisch getrennt und an die Aus- Auch wenn auf andere Weise Störspannungen zwischen den oder Eingangsklemmen (6) des Übertragungsweges angeschlos- Wicklungen des Trennübertragers eingekoppelt werden, treten sen ist, während die erste Zusatzwicklung (III) mit der ersten an dessen Anschlüssen unerwünschte Störspannungen auf. Trennwicklung (I) sowie mit dem auf dem ersten Potential lie- is Zwar könnte man durch Spannungsspitzenbegrenzung mit genden Punkt (4) galvanisch derart verbunden und derart in Hilfe von Halbleitern die auftretenden Störspannungen begren-wenigstens zwei Teilwicklungen (Illa, Illb) aufgeteilt ist, dass zen, es bleibt dabei aber immer noch ein Rest von unerwünscht ein zwischen den Trennwicklungen (I und II) auftretender Stör- hohen Störspannungen.

ström, dessen Teilströme über die beiden Wicklungsenden (7a, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Störspan-

7b) der ersten Trennwicklung (I) in die erste Zusatzwicklung 20 nungen zu vermindern.

(III) fliessen, im Zusatzübertrager (2) magnetische Teilflüsse Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Paten erzeugt, die sich gegenseitig in ihrer Wirkung auf die zweite tanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Dabei ergibt sich zu-

Zusatzwicklung (IV) weitgehend kompensieren. sätzlich der Vorteil, dass die kapazitive Verkopplung zwischen

2. Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch den Wicklungen eines Übertragers klein gehalten werden kann, gekennzeichnet, dass die zweite Trennwicklung (H) mit dem auf 25 Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Andern zweiten Potential liegenden Punkt (5) sowie mit der ersten Sprüchen angegeben.

Zusatzwicklung (III') eines weiteren Zusatzübertragers (3) ver- Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der bunden ist, der nach dem gleichen Prinzip wie der zuerst ge- Erfindung beschrieben.

nannte Zusatzübertrager (2) aufgebaut ist. Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel

3. Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 30 und die dadurch gekennzeichnet, dass eine Windung (10) der ersten Fig. 4 ein konstruktives Detail.

Trennwicklung (I) in der Mitte zwischen deren Wicklungsenden Eine Wicklung ist meistens nur durch eine Windung darge-(7a, 7b) den geringsten Abstand hat von der auf einer Windung stellt. In der Mitte der Figuren 1 bis 3 ist jeweils ein Trennüber-(11) der zweiten Trennwicklung (II) liegenden Mitte zwischen trager 1 mit seinen beiden Trennwicklungen I und II dargestellt, deren Wicklungsenden (1 la, 1 lb). 35 Dem Trennübertrager 1 ist jeweils links ein Zusatzübertrager 2

vorgeschaltet mit jeweils einer (zweiten) Zusatzwicklung IV,

welche an die Eingangsklemmen 6 des Übertragungsweges an-Die Erfindung bezieht sich auf eine hochspannungsfeste Si- geschlossen ist. Die erste Zusatzwicklung III des Zusatzübertra-gnalübertragungseinrichtung mit einem Trennübertrager, wie gers 2 ist eine in zwei Teilwicklungen Uta, Elb aufgeteilte, die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben. 40 mit der Trennwicklung I des Trennübertragers 1 galvanisch ver-

Die Signalübertragung von einem Ausgangspunkt zu einem bunden ist. Andererseits ist die erste Zusatzwicklung III aber Empfänger, der auf einem wesentlich höheren Spannungspo- auch mit einem Punkt 4 verbunden, der auf Erdpotential liegt tential liegt, als der Ausgangspunkt, kommt beispielsweise in- und dem gegenüber der Punkt 5 an der zweiten Trennwicklung nerhalb eines Senders vor, wenn das Steuergitter einer Lei- H auf Hochspannungspotential liegt, d.h. die Punkte 4 und 5

stungsröhre auf Hochspannungspotential liegt. Es muss dann 45 liegen auf unterschiedlichen Potentialen einer Hochspannung, auf dem Übertragungsweg zu dem Steuergitter, welches hier Die Wicklungsenden der Trennwicklung I sind mit 7a, 7b be-den Empfänger bildet, eine Trennstelle, beispielsweise ein zeichnet.

Trennübertrager zwischen den stark unterschiedlichen Potentia- Die Verbindung der Zusatzwicklung III mit dem Punkt 4 len des Ausgangspunktes und des Empfängers vorgesehen sein. und die Aufteilung der Zusatzwicklung III ist jeweils derart

Einrichtungen zur Signalübertragung von einem Ausgangs- 50 vorgenommen, dass ein zwischen den Trennwicklungen I und II punkt zu einem Empfänger, der auf einem wesentlich höheren des Trennübertragers I auftretender Störstrom (hervorgerufen elektrischen Potential liegt, unter Verwendung mindestens eines beispielsweise durch einen angenommenen Überschlag zwi-Trennübertragers sind bekannt. Beispielsweise ist in der DE-AS sehen den Trennwicklungen 1 und 2), der über Leitungen 7 und 12 04 260 im Zusammenhang mit der Steuerung von Hoch- 8 in Pfeilrichtung zum Punkt 4 abfliesst, infolge seiner Auftei-spannungs-Stromrichtern darauf hingewiesen, dass die Lösung 55 lung in zwei Teilströme im Zusatzübertrager 2 Teilflüsse erder hierbei auftretenden Isolationsprobleme dadurch erleichtert zeugt, die sich in ihrer Wirkung auf die zweite Zusatzwicklung werden kann, dass man zwei Wandler in Reihe schaltet, von IV gegenseitig weitgehend kompensieren. Ein solcher Störstrom denen jeder nur für einen Teil der gesamten Potentialdifferenz erzeugt daher keinen Magnetfluss in dem Magnetkern des Zuisoliert ist. Zur Entmagnetisierung beider Wandler in den Pau- satzübertragers 2 und daher auch keine Spannung an der sen zwischen je zwei Impulsen ist nur die Primärwicklung des 00 Zusatzwicklung IV und den Eingangsklemmen 6.

auf der Eingangsseite liegenden Wandlers durch eine Entma- Entsprechendes gilt für die rechten Hälften der Figuren 1

gnetisierungsschaltung überbrückt. bis 3 mit dem darin jeweils gezeigten weiteren Zusatzübertrager

In der DD-PS 80 468 ist eine Anordnung zur Übertragung 3 mit der ersten Zusatzwicklung III'.

niederfrequenter oder quasi-statischer Signale über eine Poten- Mit einer der gezeigten Anordnungen ist es beispielsweise tialdifferenz beschrieben, bei der zur Vermeidung von Verzöge- 65 möglich, Trägerfrequenzschwingungen vom Potential des Ausrungen bei der Übertragung die Signale zunächst in ihrer Fre- gangspunktes an den Eingangsklemmen 6 zu übertragen, zu ei-quenz geändert und danach einem Trenntransformator zuge- nem Empfänger, der an Ausgangsklemmen 5 ' und 9 auf einem führt werden. anderen Potential liegt. Die zwischen Ein- und Ausgang des

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Übertragungsweges liegende Spannung kann beispielsweise im Störungsfall 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 be-einflusst werden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Zusatzübertrager 2 die Trägerfrequenzquelle galvanisch vom Erdpotential der Trenn wicklung 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, wobei 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 erfindungsgemässen Einrichtungen dann am besten ist, wenn dafür gesorgt ist, dass etwaige angenommene Überschläge zwischen den Trennwicklungen I und II jeweils an deren Mitte erfolgen, ist es bei einwindiger Ausführung dieser Wicklungen gemäss Fig. 4 zweckmässig, diese so auszubilden, dass die Windungen 10 und 11 jeweils in der Mitte zwischen ihren zugehörigen Wicklungsenden 7a, 7b, bzw. 1 la, 1 lb den geringsten Abstand voneinander haben, so dass dort, wo dieser geringste Abstand voneinander vorliegt und wo in der Zeichnung das Zeichen für einen Blitz eingetragen ist, etwaige Überschläge überwiegend stattfinden.

Durch den symmetrischen Aufbau der Wicklungen wird der zusätzliche Vorteil erreicht, dass kapazitive Blindströme sym-5 metrisch werden, was eine Erhöhung der Störsicherheit im Betrieb zur Folge hat. Ausserdem ist die kapazitive Verkoppelung zwischen der Eingangswicklung (IV) und der Ausgangswicklung (IV') gering. Schliesslich werden mit der erfindungsgemässen Einrichtung für die Störbefreiung keine zusätzlichen elektri-lo sehen Bauelemente zur Störspannungsspitzenbegrenzung benötigt. Die Ein- und Ausgangswicklung des Übertragungsweges wird auch nicht zusätzlich durch eine Schutzbeschaltung kapazitiv belastet. Ausserdem treten keine Ansprechverzögerungen einer Schutzbeschaltung auf.

i5 Der Zusatzübertrager 2 ist in Fig. 1 als kompensierter Übertrager mit einem Ringkern, in Fig. 2 als kompensierter Übertrager mit zwei Ringkernen und in Fig. 3 als zweifach kompensierter Übertrager aufgebaut. Es hat sich gezeigt, dass bei diesen drei Möglichkeiten nicht nur der konstruktive Aufwand stark 2c unterschiedlich ist, sondern auch die Störbefreiung je nach dem, ob die Einströmung des Störstromes in Fig. 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 25 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 der Art der Störeinströmungen.

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1 Blatt Zeichnungen