DE1051388B

DE1051388B - Measuring device for high voltages with capacitive voltage division

Info

Publication number: DE1051388B
Application number: DES48799A
Authority: DE
Inventors: Dr Ludwig Merz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-05-23
Filing date: 1956-05-23
Publication date: 1959-02-26

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei kapazitiven Spannungsteilern ist es bekannt, die über den Hochspannungskondensator an einem kapazitiven oder ohmschen Widerstand abgegriffene Niederspannung zu verstärken und in einem Meßgerät anzuzeigen oder Regel- und Signalgeräte zu betätigen. Zur Verstärkung wurden bisher übliche Spannungsverstärker benutzt. Derartige Verstärker verursachen jedoch wegen ihres ohmschen Eingangswiderstandes eine Phasendrehung der zu messenden Spannung. Diese Phasendrehung läßt sich vielfach nicht bestimmen, und es treten daher erhebliche Meßfehler auf, wenn der kapazitive Spannungsteiler in Verbindung mit einem Leistungsmeßgerät benutzt wird.In the case of capacitive voltage dividers, it is known that the high-voltage capacitor on a to amplify capacitive or ohmic resistance tapped low voltage and in a measuring device to display or to operate control and signaling devices. Voltage amplifiers that have been customary up to now have been used for amplification used. However, such amplifiers cause because of their ohmic input resistance a phase shift of the voltage to be measured. This phase shift can often not be determined, and therefore significant measurement errors occur when the capacitive voltage divider is connected is used with a power meter.

Es sind auch kapazitive Spannungsteiler in Verbindung mit Kugelfunkenstrecken bekannt. Der Kugelfunkenstrecke ist dabei ein Hochspannungskondensator vorgeschaltet. Kugelfunkenstrecken sind jedoch in der Spannungsanzeige ungenau, erfordern lange Einstellzeiten und lassen sich nicht als Betriebsmeßgeräte verwenden.Capacitive voltage dividers in connection with spherical spark gaps are also known. The spherical spark gap a high-voltage capacitor is connected upstream. However, spherical spark gaps are in the voltage display is imprecise, requires long setting times and cannot be used as operational measuring devices use.

Gemäß der Erfindung ist mit dem Hochspannungskondensator ein an sich bekannter integrierender Stromverstärker mit rein kapazitiver Gegenkopplung in Reihe geschaltet. Infolge der kapazitiven Gegenkopplung haben solche Verstärker einen rein kapazitiven Eingang, so daß keine Phasendrehungen der zu messenden Spannung und damit auch keine Meßfehler auftreten können. Mit der neuen Meßeinrichtung läßt sich mit wesentlich geringerem Aufwand und daher bei kleineren Herstellungskosten die gleiche Meßgenauigkeit erreichen, die man mit Präzisionsspannungswandlern erhalten kann.According to the invention, the high-voltage capacitor is an integrating capacitor which is known per se Current amplifier with purely capacitive negative feedback connected in series. As a result of the capacitive negative feedback Such amplifiers have a purely capacitive input, so that no phase shifts of the to measuring voltage and thus no measuring errors can occur. With the new measuring device the same measurement accuracy can be achieved with significantly less effort and therefore with lower manufacturing costs that can be obtained with precision voltage converters.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Schaltungsbeispiel für eine gemäß der Erfindung aufgebaute Meßeinrichtung. An die Hochspannungsleitung 1 ist ein kapazitiver Spannungsteiler angeschlossen, der aus dem Hochspannungskondensator 2 und dem kapazitiven Eingang 3 des integrierenden Stromverstärkers 4 besteht. Das andere Ende 6 des Meßzweiges ist mit Erde verbunden. Der über den Spannungsteiler fließende Strom, der gleichzeitig den Eingangsstrom des Verstärkers 4 bildet, wird in diesem Verstärker integriert und in einen entsprechenden Ausgangsstrom am Verstärkerausgang umgesetzt. Der Ausgangsstrom, der das Anzeigeinstrument 5 und z. B. ein Relais 7 durchfließt, ist ein Maß für die Hochspannung in der Leitung 1. Der rein kapazitive Eingang des integrierenden Verstärkers wird durch eine starke Gegenkopplung über einen Kondensator 8 Meßeinrichtung für Hochspannungen
mit kapazitiver SpannungsteilungThe drawing shows a schematic representation of a circuit example for a measuring device constructed according to the invention. A capacitive voltage divider, which consists of the high-voltage capacitor 2 and the capacitive input 3 of the integrating current amplifier 4, is connected to the high-voltage line 1. The other end 6 of the measuring branch is connected to earth. The current flowing through the voltage divider, which at the same time forms the input current of the amplifier 4, is integrated in this amplifier and converted into a corresponding output current at the amplifier output. The output current that the display instrument 5 and z. B. a relay 7 flows through, is a measure of the high voltage in the line 1. The purely capacitive input of the integrating amplifier is a strong negative feedback via a capacitor 8 measuring device for high voltages
with capacitive voltage division

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. Ludwig Merz, Karlsruhe-Rüppurr,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Ludwig Merz, Karlsruhe-Rüppurr,
has been named as the inventor

erzielt. Damit diese Gegenkopplung von Induktivitäten des Meßwerks oder des Relais 7 nicht beeinflußt wird, wird der Gegenkopplungsweg zweckmäßig an einem rein ohmschen Meßwiderstand 9 abgegriffen, der in Reihe mit den Verbrauchern liegt und dessen Widerstandswert vorzugsweise klein im Verhältnis zu den Verbraucherwiderständen ist.achieved. So that this negative feedback is not influenced by inductances of the measuring mechanism or the relay 7 is, the negative feedback path is appropriately tapped at a purely ohmic measuring resistor 9, which is in series with the consumers and whose resistance value is preferably small in relation to the consumer resistances.

Die Meß- und die Steuergeräte im Ausgang des Verstärkers 4 können auch parallel geschaltet werden, so daß der Eingangsstrom des Verstärkers in eine proportionale Ausgangsspannung übersetzt wird.The measuring and control devices in the output of amplifier 4 can also be connected in parallel, so that the input current of the amplifier is translated into a proportional output voltage.

Claims

Patent claims:

1. Measuring device for high voltages with capacitive voltage division, characterized in that that with the high-voltage capacitor a known integrating current amplifier is connected in series with purely capacitive negative feedback.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring, display and Control devices are connected in series at the output of the integration amplifier.

3. Measuring device according to claim 1 and 2, characterized in that the measuring, display and Control devices are connected in parallel to each other at the amplifier output.