Устройство для испытания высоковольтных вентилей Советский патент 1956 года по МПК G01R31/24 

Для испытания высоковольтных вентилей в искусственных условиях существует ряд схем, в частности, схема, в которую входят источник тока низкого напряжения, контур высокого напряжения, содержащий .рабочий конденсатор, разряжающийся на испытуемые вентили, и унравляющее устройство.

Основным недостатком этой известной схемы является наличие в ней высоковольтного трансформатора для зарядки рабочего конденсатора, что значительно усложняет все оборудование.

С целью упрощения схемы, достигаемого путем использования трансформатора сравнительно низкого напряжения для питания высоковольткого контура, предлагается для заряда рабочего конденсатора применить дополнительный контур среднего напряжения с управляемым зарядным вентилем, изменением момента зажигания которого осуществляется плавное регулирование высокого испытательного напряжения.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для испытания высоковольтных вентилей, на фиг. 2 - диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу устройства.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: TI - трансформатор нагрузки тока; Га - зарядный трансформатор; Гз - высоковольтный трансформатор; R - нагрузочное сопротивление; LI, LZ, LZ - индуктивности без стали; Ci - шунтирующий конденсатор, рассчитанный на низкое напряжение; Cz - конденсатор, рассчитанный на полное испытательное напряжение; Сз - конденсатор, рассчитанный на среднее напряжение; BI - высоковольтный вентиль, испытываемый в выпрямительном режиме; Во - высоковольтный вентиль, испытываемый в инверторном режиме; Вз - отсекающий вентиль (низковольтный тиратрон); Bj - вентиль (тиратрон) среднего напряжения; В- - высоковольтный вентиль, в качестве которого может быть использован высоковольтньп тиратрон на полное испытательное напряжение или цепочка тиратронов среднего напряжения, или высоковольтный ртутный выпрямитель; BG - вспомогательный вентиль, в качестве которого может быть использован высоковольтный газотрон на напряжение, равное испытательному, или цепочка газотронов среднего напряжения, или высоковольтный ртутный выпрямитель; В- - высоковольтный кенотрон.

В предлагаемом устройстве источником высокого испытательного напряжения является конденсатор Сч, получающий заряд от контура среднего напряжения, в который входят вентиль В и кондеисатор Сз. Энергия в этот контур среднего напряжения подается через трансформатор Т от сети сравнительно низкого напряжения.

Как видно из схемы, испытуемые вентили 5i и БЗ включены в цепь трансформатора Т, причем вентиль 5i не управляется. Отсекаюнгий вентиль (низковольтный тиратрон) из открывается одновременно с высоковольтиым вентилем В-. Вентиль БЗ, шунтируя испытуемые вентили, принимает на себя нагрузочный ток и обеспечивает тем самым горение испытуемых вентилей в течение 120 эл. Вентиль 5 пропускает зарядиый ток конденсатора Сг через иидуктивности L-i,, LI и вентиль В, )длиняя время горения последнего. Погасание вентиля Вч, обесточенного вентилем 5з, фиксируется тем же зарядным током конденсатора С. При этом наличие индуктивности LI обеспечивает начальное обратное напряжение на вентиль Вч, что приближает условия его испытания к реальным. Сразу же после прохождения пика зарядного тока и погасания вентиля S| восстанавливается обратное напряжение на нем за счет заряда конденсатора Сг. Это напряжение держится весь непроводящий период, т. е. около 240° эл. Одновременно с зарядом конденсатора Cj через вентиль Ss, индуктивность L-i и вентиль бб перезаряжается конденсатор Сз.

Работа схемы более подробно поясняется диаграммами, представленными на фиг. 2.

Пусть вентиль В открывается в момент t. При этом через кондесатор Сз пройдет ток i с, который зарядит конденсатор Сз до напряжения f/cs. Спустя некоторое время, в момент 4, отпирается вентиль В. Конденсатор Сз будет через этот вентиль разряжаться на две параллельные ветви: 1) индуктивнсть LS,, индуктивность LI, горячий вентиль В и конденсатор Со и 2) индуктивность LZ и вентиль BQ.

Емкость конденсатора С- выбрана в 10 раз меньше емкости конденсатора Сз, вследствие чего только небольшая часть энергии конденсатора Сз используется на заряд конденсатора Со до напряжения Uci, которое несколько меньше напряжения , основная же часть энергии идет на перезаряд конденсатора Сз.

В реззльтате перезаряда, на конденсаторе Сз установится напряжение неск:олько меньшее напряжения Uci за счет потерь при перезаряде.

В момент времени з сеточным управлением открывается вентиль В, и конденсатор С получает возможпость перезарядиться по цепи - вентиль BZ, обмотка трансформатора Гь индуктивность LZ, индуктивность Z-2/ вентиль Вб.

В результате перезаряда конденсатора Cv на нем устанавливается напряжение б , несколько меньшее напряжения Vc2 за счет потерь в перезарядном контуре.

В следующий период, в момент .t, снова открывается вентиль В и конденсатор Сз получает возможность перезарядиться по цепи - обмотка трансформатора Го и вентиль В. При этом к напряжению V добавляется напряжение Vt трансформатора Гг. В результате перезаряда, на конденсаторе Сз устанавливается напряжение больше напряжения Uc3- Это повышение напряжения на конденсаторе Сз будет происходить каждый период до тех пор, пока потери напряжения в контуре не станут равными напряжению трансформатора TZ в момент открывания вентиля В.

Таким образом, путем изменения момента зажигания вентиля 4 можно плавно регулировать напряжение Uc3 от О до 3-4 и2, т. е., имея кв. эфф., можно получить на конденсаторе Сз напряжение до 40 кв. В момент 4 снова открывается вентиль БЗ, и конденсатор Cj перезаряжается по цепи - конденсатор Сз, веитиль В, индуктивности L и LI,

вентиль Si - с добавлением напряжения конденсатора Сз.

ПоСоТе перезаряда на конденсаторе Со уетанавливается напряжение большее напряжения , причем это повышение будет тем больше, чем больше отношение .

При напряжении 6 з 40 кв схема без труда позволяет получить испытательное напряжение порядка 3004-400 кв.

Трансформатор Гз через кенотрон Вт накладывает синусоидальное колебание на кривую напряжения конденсатора С2, чем обеспечивается близкое к реальной форме обратное напряжение на испытуем ых вентилях Si и Sg.

Все три трансформатора схемы фиг. 1 питаются синфазным напряжением.

Предмет изобретения

Устройство для испытания высоковольтных вентилей в искусственных условиях, состояшее из источника тока низкого напряжения, контура высокого напряжения и управляюшей схемы, отличающееся тем, что с целью обеспечения возможности использования трансформатора сравнительно низкого напряжения для питания высоковольтного контура, рабочий конденсатор последнего, являющийся источником высокого испытательного напряжения, получает заряд от дополнительного контура среднего напряжения с управляемым зарядным вентилем, изменением момента зажигания которого осуществляется плавная регулировка высокого испытательного напряжения.