Spitzenspannungsmesser.
Die Erfindung befa#t sich mit einem Spannungsmesser zur Ermittlung des Höchstwertes sehr rasch verlaufender Überspannun- "en, z. B. von Schaltüberspannungen oder auch von atmosphärischen Überspannungen.
Es ist ein Verfahren zum Messen des Höchstwertes von Überspannungen bekannt, bei dem ein Messkondensator von der zu messenden Spannung über ein Gleichrichterventil aufgeladen wird, wobei die Spannung mittels eines parallel zum Messkondensator geschalte- ten elektrostatischen Voltmeters gemessen wird. Mit dieser Messmethode können Span nungen bis zu einer Frequenz von etwa 103 Hz gemessen werden. Sollen dagegen Spannungen mit noeh höheren Frequenzen, wie z.
B. solche mit einer Frequenz von 105 oder 106 Hz, wie sie beispielsweise bei der Überspannungsmes- sung in Netzen und in Laboratorien und Prüffeldern auftreten, gemessen werden, so zeigt sieh bei den bekannten Messanordnungen, dass bei der Bemessung des Messkondensators bzw. deren allgemeinen Auslegung bei hoheren Frequenzen am statischen Voltmeter die Span nung so raseh abklingt, dass das Voltmeter vor Absinken der Spannung nieht einmal den Einschwingvorgang beenden kann. Dies bedeutet, dass der Zeitpunkt der Beendigung des Einschwingvorganges des Voltmeters und der Beginn des Absinkens der Spannung bei einer Ablesung nicht mehr auseinanderzu- halten sind.
Durch die Erfindung wird hier Abhilfe geschaffen, indem die einzelnen Elemente der Messanordnung so ausgelegt werden, dass die am Messkondensator auftretende Spannung während eines Zeitintervalles von mindestens 3 Sekunden nach Beendigung des Einschwin- gens des elektrostatischen Voltmeters praktisch unverändert bestehen bleibt. Eine besonders vorteilhafte derartige Auslegung der Messanordnung besteht z. B. darin, dass das Verhältnis des Ableitwiderstandes des Ventils Ra zu seinem innern Widerstand Ri so gro#
Ra gemacht wird, da# etwa 5000 # ¯ ist, wobei Ri mit f die Frequenz bzw. die Ersatzfrequenz der auszumessenden Überspannungswelle bezeichnet ist.
Nachfolgend wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt die bekannte Schaltung des Spitzenspannungsmessers. Die zu messende e Spannung, an den Klemmen 1 und 2 zugeführt, lädt den Messkondensator 4 über das Gleichriehterventil 3 auf und wird in den parallel zum Messkondensator 4 liegenden elektrostatischen Voltmeter 5 gemessen.
Das Ersatzschaltbild des Spannungsmessers ist in Fig. 2 wiedergegeben. Das elektrische Ventil ist hierbei ersetzt durch einen Umschalter 6, der in der Durchlassrichtung eine solche Stellung einnimmt, da# über den innern Widerstand 7 (Ri) der Kondensator 4 aufgeladen wird. Ist die Aufladung beendet, dann wird der Umschalter 6 nach dem andern Kontakt umgelegt, der mm den Koli- densator 4 über den Ableitwiderstand der Rbhre 8 (Ra) an die Klemmen 1 und 2 legt.
Man muss dabei annehmen, dass der äussere Ableitwiderstand zwischen den Klemmen 1 und 2 vernachlässigbar klein ist in bezug auf den Rohren-Ableitwiderstand, so dass in der Schalterstellung, die der Sperriehtung der Robre entspricht, die Klemmen 1 und 2 vom Kondensator 4 aus gesehen als kurzgeschlos- sen betrachtet werden können. Der noch eingezeichnete Kondensator 9 entspricht der Eigenkapazität des Ventils, man wird sie so klein als irgend möglieh machen, sie kann dann im Verlaufe der weiteren Betrachtung ausser acht gelassen werden.
In der letzten Zeit sind elektrostatische Voltmeter bekanntgeworden, die eine Ein stellzeit von etwa 2 Sekunden besitzen. Lä#t man n für den Kondensator 4 eine Entladung mit einer Zeitkonstante von 500 Sekunden zu, dann heisst das, dass der Kondensator in 5 Sekunden nach der Aufladung 1 % in seiner Spannung abfällt. Diese Zeit genügt aber vollständig, um an einem modernen elektrostatisehen Voltmeter eine Ablesung vorzunehmen. Die Zeitkonstante
Te = Ra. Cm = 500 s (a) ist damit also eines der Bestimmungsstücke der Schaltung, falls eine einwandfreie Ablesung erzielt werden soll.
Das andere Bestim- mungsstüek der Schaltung ergibt sich daraus, dass der Spannungsabfall im innern Widerstand der Rohre vernachlässigbar sein soll gegen die Spitzenspannung auf dem Konden- sator. Ein Spannungsverlust der Kondensa torspannung gegen die tatsächlich an den Klemmen 1 und 2 auftretende Spitzenspannung von etwa 2 /o wird aber noch tragbar sein.
Es lässt sich dann zeigen, dass für den Fall, der an die Leistungsfähigkeit des Messgerätes die höchste Anforderung stellt, eine tuber. spannungswelle mit der Form Ito Uo sin # t, beginnend mit t = o, auf des Gerät aufläuft und die Spitzenspannung der ersten Halbwelle schon richtig ausgemessen werden soll, die Spannung am Me#- kondensator 4 sich einfach nach den für den stationären Zustand gültigen Gleichungen für die Kondensator. spannung bestimmen lä#t; der Einschaltvorgang klingt also so rascl ab, dass er auf die Spitzenspannung des Me#- kondensators keinerlei Einflu# ausübt.
Diese Spannung Uem ergibt sich dann aus Uem = Uo#sin 3, (b) wobei der Winkel (, sicli ermittelt aus
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Lässt mau nun, wie oben sehon erwähnt, eine Verkleinerung der Spitzenspannung auf dem Kondensator Uem von 2% gegenüber dem Spitzemvert der an das Gerä. angelegten Spannung Uo zu, also Uem = 0,98#Uo, dann ergibt sich auf Grund der vorstehenden Be ziehungen # = -78 40 und tg # = -5.
Die Formel
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lässt sich mit vorstehendem Wert schreiben in der Form
1 # = (d) 5 Ri#Cm Dieses # bezeichnet jene Kreisfrequenz, die bei vorgegebener Grosse des Alesskondensators C... und vorgegebenem innern Widerstand der Rohre Bj einen solchen Ladestrom für C., ergibt, dass der Spannungsverlust von 2% nicht überschritten wird.
Setzt man den Ausdruck (a) in (d) ein, dann ergibt sich
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und die Grenzfrequenz der Me#einrichtung
1 Ra fgr = # (f)
10##To Ri Diese Grenzfrequenz ¯gr stellt also die grösste Frequenz dar, bei der ein Scheitelwert bei Beginn der Überspannungswelle in einem normalen Nulldurchgang und einer Dauer von mindestens einer Viertelwelle mit einer Genauigkeit von 2% angezeigt wird. Die
Ra Formel (f) nach aufgelöst, ergibt bei
Ra
Tc = 500 s : = 5 000 ##¯.
Ri Wenn im vorliegenden Fall die Ableitung der i'í) rmelil für Uberspannungswellen sehwin genden Verlaufes durchgeführt sind, so gelten die Ergebnisse sinngemäss auch für Uber spannungswellen mit stossartigem Verlauf dann, wenn, wie in solehen Fällen üblich, die mei st nach einem Exponentialgesetz verlau- fende Stirn durch eine sinusförmig verlaufende Viertelschwingwg angenähert ersetzt wird. Für diese Ersatzstirn lässt sieh dann auch eine entsprechende Ersatzfrequenz angeben.
Weiter wurde bei den obigen Formeln ausser aeht gelassen, dass die Uberspa. nnungswellen meist in Form gedämpfter Wellenzüge auftreten ; während die Ableitungen der Formeln für ungedämpfte Weehselspannung durchgeführt ist. Dadureh werden aber die so abgeleiteten Formeln nicht unbrauchbar ; dureh die Dampfung wird die Form des Spannungsverlaufes etwas stumpfer als bei rein sinusförmigem Verlauf der Spannung, clurell die Dämpfung wird also die Grenzfre quenz um ein, meist aber unbedeutendes, Mass erhöht.
WIan wird nun solehe Ventile aussuchen, Ra bei denen das Verhältnis so gro# ist, da#
Ri die Grenzfrequenz nach Formel (f) gleich oder grösser wird als die auszumessende Frequenz.
Ventile für den Ultra-Kurzwellenbetrieb oder Mikrowellenbetrieb, sofern sie mit Wolfram-oder Thorium-IIeizfaden ausgerüstet sind, erfüllen diese Bedingung zumindest.
Ebenso sind neuartige Hochspannungsventile mit Thoriumfaden und kleinerem innerem Widerstand geeignet, sobald die Röhren um etwa 90 /o unterheizt wurden. Während hierbei der innere Widerstand sich nur etwa verdoppelt oder verdreifacht gegenüber dem Betrieb mit normaler Heizung, steigt der Ableitwiderstand um etwa eine Grossenordnung an. Insgesamt ergibt sich durch diese Massnahme eine ganz beaehtliehe Steigerung des Verhält- nisses-.
Zu den Massnahmen, den Ableitwiderstand der Ventile möglichst zu erhöhen, gehort auch noch die Vermeidung zusätzlicher Ableitströme, die durch die Erwärmung des Glaskolbens hervorgerufen werden. Man wird aus diesem Grunde für eine besonders gute Kühlung der Glaskolben bzw. der Heizfädenan- schlüsse sorgen.
Um Fehlmessungen infolge Frequenzab hängigkeit der Kapazität Cm zu vermeiden, wird der Kondensator 4 zweehmässig als Luftkondensator ausgeführt und die Elektroden- halterung aus hochwertigem Material, und zwar mit möglichst kleinem Materialaufwand, ausgeführt. Ebenso wird man bei der Wahl des statischen Voltmeters darauf aehten, dass seine Kapazität möglichst klein ist und möglichst wenig festes Isoliermaterial für seinen Aufbau verwendet wird.
Mit Rücksicht auf die unvermeidlichen, doch mit festem Isoliermaterial behafteten Konstruktionskapazitäten von statischem Voltmeter und Messkondensator C. wird man diese Messkapazität nicht unter 10-20 pF machen dürfen, damit der irequenzabhäjigige Anteil mögliehst klein wird.
In Fig. 3, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für Netzanschlu# darstellt, ist die Messung von Überspannungen beider Polaritäten vorgesehen. Es bedeuten darin 1 und 2 die Anschlussklemmen des Spitzenspannungsmessers. Die Klemme 2 liegt an dem Metallgehäuse 34, das das ganze Messgerät aufnimmt und die empfindliehen Teile naeh aussen elektrostatisch abschirmt. Das Ventil 3 ist vorgesehen zur Messung negativer Über- spannungen, es lädt den Kondensator 4 anf, an dessen Klemmen 31 und 32 dann die Spit zenspannung abgelesen werden kann.
Der Trimmerkondensator 4a dient zur Einstellung des. NIe-sskondensators auf einen bestimmten Kapazitätswert. Die Heizung des Ventils 3 erfolgt durch einen von einem beliebigen Wechselstromnetz aus erregten Transformator 12 vermittels der abgeschirmten Heizwicklung 14, der Heizwiderstand 17 gestattet die Regelung der Heizung des Ventils 3. aber den Symmetriewiderstand 18 wird das Ventil 3 an die Hochspannungszuführung an gesehlossen.
Sinngemäss zu der Messschaltung für nega- tive Überspannungswellen ist die für positive Überspannungswellen aufgebaut. 10 ist das Ventil, über das die Kondensatoren 11 und lla aufgeladen werden. An den Klemmen 29 und 30 tritt die zu messende Spitzenspannung auf. Die Heizwicklung 13 muss bei dieser Po larität auf die Gleichspannungsseite gelegt werden, falls, was ausserordentlich wichtig ist, die IIeBkondensatoren fiir beide Polaritäten einpolig verbunden sein sollen. Hierauf ist später noch einzugehen. 18 ist der Symmetrie- widerstand, 17 der Heizwiderstand für das Ventil 10.
Zur Kompensation des Anlaufstromes der beiden Ventile müsste eine besondere Kompen sationseinricht. ung vorgesehen werden, die eine entsprechend grosse, aber entgegengesetzt gerichtete Gleichspannung gegen die Aus- trittsspannung der Elektronen in den Ventilen in die Schaltung einfügt. Diese Kompen sationsspannungen werden im vorliegenden Fall am Spannungspol 1 des Spitzenspan nungsmessers eingefügt. Durch eine abgeschirmte Wicklung 15 auf dem Transformator 12 wird über ein Potentiometer 21 dem Trockengleichrichter in Graetzschaltung 22 eine einstellbare Weehselspannung zugeführt, die über dem Glättungskondensator 23 als Gleichspannung zur Verfügung steht.
Die Kondensatoren 25 dienen als Überbrückungs kapazität. für die Symmetrierungswiderstände 24. Die ganze Kompensationseinriehtung ist in einem elektriseh mit dem Punkt 1 verbun- denen Gehäuse 33 untergebracht.
Der Einbau der Kompensationseinrichtung am Spannungspol bietet grouse Vorteile, wenn die Me#kondensatoren für beide Polaritäten einpolig unmittelbar miteinander verbunden sind. Man kann dann z. B. bei Verwendung von Elektrometern mit Fremderregung zur Messung der Spitzenspannungen für beide Elektrometer die gleiche Erreger-Gleichspan- nungsquelle benützen.
In dem Schaltbild nach Fig. 3 sind an beiden Messkondensatoren 4 und 11 noch Er dungstasten 20 vorgesehen, bei deren Niederdrücken diese Kondensatoren über Entlade- widerstände 19, die gro# sind gegen die innern Widerstände Ri der Ventile, entladen werden. Drückt man diese Taste in bestimm- ten Zeitintervallen, dann entspricht die Span- nung der Messkondensatoren 4 und 11 den jeweils in diesen Zeitintervallen aufgetrete- nen Spitzenspannungen.
Die Erregung des Transformators 12 er- folgt durch eine abgeschirmte Wieklung 16, die durch ein beliebiges Weehselspannungs- netz 37 gespeist wird. Das ganze Alessgerät ist noch in ein zweites Absehirmgehäuse 35 eingebaut, um undefinierte Kapazitäten zwischen dem Gehäuse 34 und Erde zn vermeiden.
Der in Fig. 3 dargestellte Zweiweg-Spit- zenspannungsmesser ist in diesem Bild an einen kapazitiven Spannungsteiler angesehlos- sen. 26 ist dabei die spannungsführende Leitung, 26a die geerdete Seite des Spannungsteilers, 27 der Hochspannungskondensator, 28 der Teilerkondensator.
Um die Frequenzabhängigkeit der zu seinem Aufbau benutzten Kondensatoren zu beseitigen, wäre es am besten, sowohl für 27 als auch 28 Luft-oder Glimmerkondensatoren zu nehmen. Es genügt aber auch, beide Kon densatoren mit frequenzabhängigem Dielek trikum, aber aus gleiehem Material, aufzubauen, z. B. beide Male Hartpapier-Konden- satoren zu verwenden, oder auch solche mit ölgetränktem Papier als Dielektrikum. Wenn hier auch die Kapazitäten frequenzabhängig sind, so ändert sich doch wenigstens das über- setzungsverhältnis des Spannungsteilers nicht. auf das es hier einzig und allein ankommt.
In bezug auf die Grösse des Teilerkonden- sators 28 ist zu sagen, dass er etwa 2 bis 3 (rrössenordnungen grösser sein soll als die AIesskondensatoren, da sonst durch diesen Alesskondensator eine Fälschung des Überset- zungsverhältnisses eintreten könnte, je nachdem, oh der Messkondensator aufgeladen war oder nieht.
Wenn, wie in Fig. 3, der Spitzenspan nung'smesser für die Messung von Überspan- nungen zwischen Erde und Leiter vorgesehen ist, so ist seine Anwendung jedoch nicht hierauf beschränkt, sobald die elektrostatischen Voltmeter in dem Absehirmungsgehäuse 35 untergebracht werden und der Netzanschluss 37 über einen Isolierwandler gespeist wird, lässt sieh der Spitzenspannungsmesser in der dargestellten Form auch zur Differenz-Span nungsmessung zwischen beliebigen Potentialen benützen.
Der Spitzenspannungsmesser in der be schriebenen Form ist auch zur Ermittlung des Spitzenwertes bei andern als elektrischen Vordann verwendbar, wenn deren Grössen in elektrischen Spannungen umgewandelt werden können I1'ür diese Zwecke stehen heute aber eine grosse Anzahl von Wandlern zur Verfügung, die mechanisehe Schwingungen, ljieht-lmd Tonschwankungen usw. in elektrische Spannungen oder auch Ströme, die an n elektrischen Widerständen als elektrische Spannung a. bgreifbar sind, umwandeln. Auf diese Weise lassen sich also auch Spitzenwerte niehtelektriseher Vorgänge ermitteln.
Peak voltmeter.
The invention is concerned with a voltmeter for determining the maximum value of very rapidly running overvoltages, for example switching overvoltages or also atmospheric overvoltages.
A method for measuring the maximum value of overvoltages is known in which a measuring capacitor is charged by the voltage to be measured via a rectifier valve, the voltage being measured by means of an electrostatic voltmeter connected in parallel to the measuring capacitor. With this measuring method, voltages up to a frequency of around 103 Hz can be measured. Should, however, voltages with even higher frequencies, such as
B. those with a frequency of 105 or 106 Hz, as they occur, for example, when measuring overvoltage in networks and in laboratories and test fields, are measured, so see with the known measurement arrangements that when measuring the measuring capacitor or their general Design at higher frequencies on the static voltmeter, the voltage decays so rapidly that the voltmeter cannot even end the transient process before the voltage drops. This means that the time at which the voltmeter transitions and the beginning of the voltage drop can no longer be distinguished from one another in a reading.
The invention provides a remedy here by designing the individual elements of the measuring arrangement in such a way that the voltage occurring on the measuring capacitor remains practically unchanged for a time interval of at least 3 seconds after the electrostatic voltmeter has finished oscillating. A particularly advantageous such design of the measuring arrangement consists, for. B. in the fact that the ratio of the leakage resistance of the valve Ra to its internal resistance Ri is so great #
Ra is made because # is about 5000 # ¯, where Ri with f is the frequency or the equivalent frequency of the overvoltage wave to be measured.
An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing.
Fig. 1 shows the known circuit of the peak voltmeter. The voltage to be measured, supplied to terminals 1 and 2, charges the measuring capacitor 4 via the synchronizing valve 3 and is measured in the electrostatic voltmeter 5 lying parallel to the measuring capacitor 4.
The equivalent circuit diagram of the voltmeter is shown in FIG. The electric valve is replaced by a changeover switch 6, which assumes such a position in the flow direction that the capacitor 4 is charged via the internal resistor 7 (Ri). When the charging is finished, the changeover switch 6 is turned over after the other contact, which connects the capacitor 4 to the terminals 1 and 2 via the leakage resistance of the tube 8 (Ra).
One must assume that the external leakage resistance between terminals 1 and 2 is negligibly small in relation to the pipe leakage resistance, so that in the switch position that corresponds to the blocking of the Robre, terminals 1 and 2 are seen from capacitor 4 as can be viewed short-circuited. The capacitor 9 still shown corresponds to the self-capacitance of the valve, it will be made as small as possible, it can then be disregarded in the course of further consideration.
Recently, electrostatic voltmeters have become known that have a setting time of about 2 seconds. If one allows a discharge with a time constant of 500 seconds for the capacitor 4, then this means that the voltage of the capacitor drops 1% in 5 seconds after charging. However, this time is completely sufficient to take a reading on a modern electrostatic voltmeter. The time constant
Te = Ra. Cm = 500 s (a) is therefore one of the determining factors of the circuit if a perfect reading is to be achieved.
The other determinant of the circuit results from the fact that the voltage drop in the internal resistance of the tubes should be negligible compared to the peak voltage on the capacitor. A voltage loss of the capacitor voltage compared to the peak voltage actually occurring at terminals 1 and 2 of about 2 / o will still be acceptable.
It can then be shown that for the case that places the highest demands on the performance of the measuring device, a tuber. voltage wave with the form Ito Uo sin # t, starting with t = o, runs onto the device and the peak voltage of the first half-wave should already be measured correctly, the voltage at the measuring capacitor 4 is simply based on the equations valid for the steady state for the condenser. voltage can be determined; The switch-on process therefore dies away so quickly that it has no influence whatsoever on the peak voltage of the measuring capacitor.
This voltage Uem then results from Uem = Uo # sin 3, (b) where the angle (, sicli is determined from
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As mentioned above, this leaves a reduction in the peak voltage on the capacitor Uem of 2% compared to the peak value on the device. applied voltage Uo, i.e. Uem = 0.98 # Uo, then based on the above relationships # = -78 40 and tg # = -5.
The formula
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can be written with the above value in the form
1 # = (d) 5 Ri # Cm This # designates the angular frequency which, with a given size of the Aless capacitor C ... and a given internal resistance of the tubes Bj, results in such a charging current for C. that the voltage loss does not exceed 2% becomes.
If one puts the expression (a) in (d), then one gets
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and the cutoff frequency of the measuring device
1 Ra fgr = # (f)
10 ## To Ri This cut-off frequency ¯gr therefore represents the highest frequency at which a peak value at the start of the surge wave is displayed in a normal zero crossing and a duration of at least a quarter wave with an accuracy of 2%. The
Ra formula (f) after resolved, gives at
Ra
Tc = 500 s: = 5 000 ## ¯.
If in the present case the derivation of the i'í) rmelil for overvoltage waves with a fluctuating course has been carried out, the results apply analogously to overvoltage waves with a sudden course if, as is usual in such cases, most of them follow an exponential law - The fend forehead is replaced approximately by a sinusoidal quarter oscillation. A corresponding substitute frequency can then also be specified for this substitute forehead.
Furthermore, the above formulas omitted that the Uberspa. Nominal waves usually occur in the form of damped wave trains; while the derivation of the formulas for undamped alternating voltage is carried out. But then the formulas derived in this way do not become unusable; Due to the damping, the shape of the voltage curve becomes somewhat more blunt than in the case of a purely sinusoidal curve of the voltage.
WIan will now select such valves, Ra where the ratio is so large that #
Ri the cut-off frequency according to formula (f) becomes equal to or greater than the frequency to be measured.
Valves for ultra-short-wave operation or microwave operation, provided they are equipped with tungsten or thorium-II filaments, at least meet this condition.
New types of high-voltage valves with thorium thread and a smaller internal resistance are also suitable as soon as the tubes have been underheated by about 90%. While the internal resistance only doubles or triples compared to operation with normal heating, the leakage resistance increases by about an order of magnitude. Overall, this measure results in a quite reasonable increase in the ratio.
The measures to increase the leakage resistance of the valves as much as possible also include avoiding additional leakage currents that are caused by the heating of the glass bulb. For this reason, particularly good cooling of the glass bulbs or the filament connections will be ensured.
In order to avoid incorrect measurements as a result of the frequency dependence of the capacitance Cm, the capacitor 4 is designed as an air capacitor and the electrode holder is made of high-quality material, with the least possible amount of material. When choosing a static voltmeter, you should also ensure that its capacity is as small as possible and that as little solid insulating material as possible is used for its construction.
With regard to the inevitable construction capacities of the static voltmeter and measuring capacitor C, which are afflicted with solid insulating material, this measuring capacitance should not be made below 10-20 pF, so that the irequency-dependent portion is as small as possible.
In Fig. 3, which represents an embodiment of the invention for Netzanschlu #, the measurement of overvoltages of both polarities is provided. 1 and 2 are the terminals of the peak voltmeter. The clamp 2 lies on the metal housing 34, which holds the entire measuring device and electrostatically shields the sensitive parts near the outside. The valve 3 is provided for measuring negative overvoltages; it charges the capacitor 4, at whose terminals 31 and 32 the peak voltage can then be read.
The trimmer capacitor 4a is used to set the NIe-sskondensators to a certain capacitance value. The valve 3 is heated by a transformer 12 excited by any alternating current network by means of the shielded heating coil 14, the heating resistor 17 allows the heating of the valve 3 to be controlled, but the symmetry resistor 18 is connected to the valve 3 to the high-voltage supply.
The circuit for positive overvoltage waves is set up analogously to the measuring circuit for negative overvoltage waves. 10 is the valve through which the capacitors 11 and 11a are charged. The peak voltage to be measured occurs at terminals 29 and 30. With this polarity, the heating winding 13 must be placed on the DC voltage side if, which is extremely important, the IIeBcondensers for both polarities are to be connected with one pole. This will be discussed later. 18 is the symmetry resistor, 17 the heating resistor for the valve 10.
A special compensation device would have to be used to compensate for the starting current of the two valves. ung are provided, which inserts a correspondingly large but oppositely directed DC voltage against the exit voltage of the electrons in the valves in the circuit. In the present case, these compensating voltages are inserted at voltage pole 1 of the peak voltage meter. An adjustable alternating voltage is fed to the dry rectifier in Graetz circuit 22 through a shielded winding 15 on the transformer 12 via a potentiometer 21 and is available as direct voltage via the smoothing capacitor 23.
The capacitors 25 serve as a bridging capacity. for the balancing resistors 24. The entire compensation device is accommodated in a housing 33 which is electrically connected to point 1.
The installation of the compensation device at the voltage pole offers great advantages if the measuring capacitors for both polarities are directly connected to one another with one pole. You can then z. B. when using electrometers with external excitation to measure the peak voltages, use the same exciter DC voltage source for both electrometers.
In the circuit diagram according to FIG. 3, grounding buttons 20 are also provided on both measuring capacitors 4 and 11, when these capacitors are depressed, these capacitors are discharged via discharge resistors 19, which are large compared to the internal resistances Ri of the valves. If this key is pressed at certain time intervals, then the voltage of the measuring capacitors 4 and 11 corresponds to the peak voltages that occurred in these time intervals.
The excitation of the transformer 12 takes place through a shielded cradle 16, which is fed by any alternating voltage network 37. The entire device is built into a second shield housing 35 in order to avoid undefined capacitances between housing 34 and earth.
The two-way peak voltmeter shown in FIG. 3 is connected to a capacitive voltage divider in this picture. 26 is the live line, 26a is the earthed side of the voltage divider, 27 is the high-voltage capacitor, 28 is the divider capacitor.
In order to eliminate the frequency dependence of the capacitors used in its construction, it would be best to use air or mica capacitors for both 27 and 28. But it is also sufficient, both Kon capacitors with frequency-dependent Dielek trikum, but from the same material to build, z. B. to use hard paper capacitors both times, or those with oil-soaked paper as the dielectric. Even if the capacitances are frequency-dependent here, at least the transmission ratio of the voltage divider does not change. that is the only thing that matters here.
With regard to the size of the divider capacitor 28, it should be said that it should be about 2 to 3 orders of magnitude larger than the measuring capacitors, since otherwise this measuring capacitor could falsify the transmission ratio, depending on whether the measuring capacitor is charged was or not.
If, as in FIG. 3, the peak voltmeter is provided for measuring overvoltages between earth and conductor, its use is not limited to this as soon as the electrostatic voltmeter is accommodated in the shielding housing 35 and the mains connection 37 is fed via an isolation transformer, the peak voltmeter in the form shown can also be used to measure the difference in voltage between any potentials.
The peak voltmeter in the form described can also be used to determine the peak value for anything other than electrical before, if their values can be converted into electrical voltages. For these purposes, however, there are now a large number of converters available that can produce mechanical vibrations -lmd sound fluctuations etc. in electrical voltages or currents, which at n electrical resistors as electrical voltage a. are tangible, transform. In this way, peak values of non-electrical processes can also be determined.