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Messkondensator.
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gestattet, jedoch in der Ausführung für hohe Spannungen ziemlich teuer zu stehen kommt und viel Platz erfordert.
Die Erfindung betrifft nun einen Messkondensator mit zwei einander gegenüberstehenden Kugelflächen, von denen die eine mit der Hochspannungsquelle, die andere, gegen Erde isoliert, über ein Messgerät mit dem Gegenpol zu verbinden ist. Eine solche Ausführung besitzt gegenüber der Zylinderaus- führung bezüglich des Preises und des Platzbedarfes erhebliche Vorzüge, insbesondere wenn es sich um Kapazitäten von der Grössenordnung einiger Zentimeter handelt und Spannungen oberhalb 50. 000 Volt in Frage kommen.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht schematisch einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, teils in einem Hochspannungskrfis, dessen einer Pol geerdet ist, teils in nichtgeerdeten Hochspannungskreisen.
Wie Fig. 1 zeigt, sind hier zwei Ganzkugelflächen a und b vorgesehen, von denen die eine a mit der Hoehspannungsquelle, z. B. einem Hochspannungstransformator, verbunden wird, während die andere, gegen Erde isolierte Kugelfläche b über das Messgerät c, z. B. einen elektrodynamischen Strommesser bekannter Art, an den Gegenpol bzw. Erde gelegt wird. Beim Beispiel gemäss Fig. 2 sind zwei Halbkugelflächen a, b vorgesehen.
Die Beeinflussung durch äussere Felder ist bei Abständen der Kugelflächen bis zu ihrem Krümmung- radius in den meisten Fällen vernachlässigbar klein. Sie kann jedoch fast ganz ausgeschaltet werden, wenn die mit dem Messgerät verbundene Kugelfläche b in der beim Beispiel gemäss Fig. 3 angedeuteten Weise einen vom übrigen Teil derselben durch Isolation getrennten Segmcntteil b1 im Messkreis aufweist, dessen Ableitung elektrostatisch geschirmt zu dem Messgerät geführt wird.
Es ist dabei zweckmässig, diesen Messkreis mit dem Segmentteil bl derart anzuordnen, dass letzterer sich gegenüber b verstellen lässt, so dass er um einige Millimeter im Abstand zum übrigen Kugelflächenteil verstellt werden kann.
Die Grosse des Krümmungsradius der Kugelflächen hängt naturgemäss von der zur Verwendung
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beansprucht werden, die einen ungefähren. Abstand gleich ihrem Durchmesser nicht zu überspringen vermag.
Für manche Zwecke wird es zweckmässig sein, die Kugelflächen des Messkondensators nicht in freier
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wie z. B. Transformatorenol, Pressluft usw., unterzubringen. Ein solches Beispiel zeigt Fig. 4. Hiebei lassen sich bei kleinstem Raumbedarf Messkondensatoren für hohe Spannungen herstellen, die praktiseh nicht durch äussere Felder beeinflusst werden.
Soll die Messung in nicht geerdeten Hochspannungskreisen erfolgen, so wird zweckmässig nach dem Vorbild von Fig. 5 für jede Phase des Kreises ein besonderer Messkondensator vorgesehen, dabei aber ein gemeinsames Messgerät c verwendet, an dem der Mittelpunkt der Wicklung geerdet ist. Hier
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Ähnlicher Art ist die Anwendung gemäss Fig. 6, wo die Teilkugelflächen b2 und die Gegenkugel- flächen a der beiden Messkondensatoren in ein und derselben Achsenflucht liegen.
Im nachfolgenden sei beispielsweise die'Verwendung eines solchen Kondensators zur Messung der Spannung in einem Wechselstromkreis erläutert. Es ist bekannt, dass man den Wechselstrom im Kondensator zur Spannungsmessung verwenden'kaiin, u. zw. misst man, wenn der Strom ein Messgerät durchfliesst, welches den Effektivwert des Stromes anzeigt, den Effektivwert der Spannung am Kondensator. Selbstverständlich sind die Werte mit einer Konstante zu multiplizieren, die von der Grösse der Kapazität des Kondensators, der Frequenz des Stromes und der Empfindlichkeit des Messgerätes abhängt.
Kommutiert man hingegen den Wechselstrom des Kondensators auf gleiche Richtung, sei es mittels eines mechanischen oder eines oder mehrerer Gas- oder Vakuumgleichrichter, so kann man auch mit einem Drehspulinstrument den Mittelwert des gleichgerichteten Stromes messen. Da die Ladung des Kondensators bezogen auf eine Viertelperiode, d. h. vom Spannungswert 0 bis zum Maximalwert ganz unabhängig von der Kurvenform des Stromes ist und nur durch das Sidt bestimmt ist, so misst
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Hierin bedeutet :
M (J) den vom Drehspulinstrument gemessenen Mittelwert des kommutierten Ladestromes in Ampere, v die Periodenzahl pro Sekunde und C die Kapazität des Kondensators in Farad.
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Messkondensator für Hochspannungszwecke, bestehend aus zwei einander gegenüberstehenden Kugelflächen , , von denen die eine (a) mit der Hochspannungsquelle, die andere (b), gegen Erde isoliert, über ein Messinstrument elektrisch mit dem Gegenpol zu verbinden ist.
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Measuring capacitor.
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allowed, but is quite expensive to perform for high voltages and requires a lot of space.
The invention now relates to a measuring capacitor with two opposing spherical surfaces, one of which is to be connected to the high-voltage source and the other, isolated from ground, to the opposite pole via a measuring device. Compared to the cylinder design, such a design has considerable advantages in terms of price and space requirements, especially when it comes to capacities of the order of a few centimeters and voltages above 50,000 volts.
The accompanying drawing schematically illustrates some exemplary embodiments of the subject matter of the invention, partly in a high-voltage circuit, one pole of which is grounded, partly in non-grounded high-voltage circuits.
As FIG. 1 shows, two whole spherical surfaces a and b are provided here, one of which is connected to the high voltage source, e.g. B. a high-voltage transformer, while the other, isolated from earth spherical surface b via the measuring device c, z. B. an electrodynamic ammeter of known type, is placed on the opposite pole or earth. In the example according to FIG. 2, two hemispherical surfaces a, b are provided.
In most cases, the influence of external fields is negligibly small for distances between the spherical surfaces up to their radius of curvature. However, it can be almost completely switched off if the spherical surface b connected to the measuring device has, in the manner indicated in the example according to FIG.
It is useful to arrange this measuring circle with the segment part b1 in such a way that the latter can be adjusted with respect to b so that it can be adjusted by a few millimeters at a distance from the rest of the spherical surface part.
The size of the radius of curvature of the spherical surfaces naturally depends on the use
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which are an approximate. Can not jump distance equal to their diameter.
For some purposes it will be advisable not to leave the spherical surfaces of the measuring capacitor in the open
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such as B. transformer oil, compressed air, etc. to accommodate. Such an example is shown in FIG. 4. With the smallest space requirement, measuring capacitors for high voltages can be produced which are practically not influenced by external fields.
If the measurement is to take place in ungrounded high-voltage circuits, a special measuring capacitor is expediently provided for each phase of the circuit, following the example in FIG. Here
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The application according to FIG. 6 is similar, where the partial spherical surfaces b2 and the opposing spherical surfaces a of the two measuring capacitors are in one and the same axial alignment.
For example, the use of such a capacitor for measuring the voltage in an alternating current circuit will be explained below. It is known that the alternating current in the capacitor can be used to measure voltage, u. between, when the current flows through a measuring device that shows the effective value of the current, the effective value of the voltage on the capacitor is measured. Of course, the values must be multiplied by a constant that depends on the size of the capacitance of the capacitor, the frequency of the current and the sensitivity of the measuring device.
If, on the other hand, the alternating current of the capacitor is commutated in the same direction, be it by means of a mechanical or one or more gas or vacuum rectifiers, the mean value of the rectified current can also be measured with a moving coil instrument. Since the charge of the capacitor is based on a quarter period, i.e. H. from the voltage value 0 to the maximum value is completely independent of the curve shape of the current and is only determined by the Sidt, so measures
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Herein means:
M (J) is the mean value of the commutated charging current measured by the moving-coil instrument in amperes, v is the number of periods per second and C is the capacitance of the capacitor in farads.
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PATENT CLAIMS:
1. Measuring capacitor for high-voltage purposes, consisting of two opposing spherical surfaces, of which one (a) is to be connected to the high-voltage source, the other (b), isolated from earth, to be electrically connected to the opposite pole via a measuring instrument.