CH656719A5 - Kapazitaets- und verlustfaktor-messbruecke. - Google Patents

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CH656719A5
CH656719A5 CH265484A CH265484A CH656719A5 CH 656719 A5 CH656719 A5 CH 656719A5 CH 265484 A CH265484 A CH 265484A CH 265484 A CH265484 A CH 265484A CH 656719 A5 CH656719 A5 CH 656719A5
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CH
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measuring bridge
current
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attenuator
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CH265484A
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Peter Dr Osvath
Sebastian Widmer
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Tettex Ag
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/10AC or DC measuring bridges
    • GPHYSICS
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kapazitäts- und Verlustfaktor-Messbrücke mit einem Differenzstromwandler, mit einem ersten Brückenzweig, der eine Reihenschaltung aus der zu messenden Kapazität und einer ersten Primärwicklung des Differenzstromwandlers aufweist, mit einem zweiten Brückenzweig, der eine Reihenschaltung aus einer Vergleichskapazität und einer hinsichtlich der Windungszahl veränderbaren, zweiten Primärwicklung des Diffrenzstromwandlers aufweist, mit einer Testspannungsquelle, die in die Brückendiagonale geschaltet ist, und mit einer sekundärseitigen Indikatorwicklung des Differenzstromwandlers, die an einen Nullindikator angeschlossen ist.
Eine derartige Messbrücke ist aus der CH-PS 518 554 bekannt. Eine sehr ähnliche Messbrücke ist in der US-PS 3 579101 beschrieben.
Bei einer derartigen Messbrücke mit einem Differenzstromwandler induzieren dessen beide Primärwicklungen in den beiden Brückenzweigen im Kern des Differenzstromwandlers entgegengesetzt gerichtete magnetische Flüsse, deren Differenz einen in der Indikatorwicklung induzierten Strom hervorruft. Zu einer Null-Anzeige des Nullindikators kommt es, wenn die von diesen beiden Primärwicklungen hervorgerufenen magnetischen Flüsse gleich gross sind. Dann ist die Messbrücke abgeglichen.
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Mit derartigen Messbrücken lassen sich Kapazitäten verschiedenster Art, beispielsweise Kondensatoren, kapazitätsbehaftete Transformatorwicklungen, Generator- oder Motorwicklungen, kapazitätsbehaftete Leitungen usw. hinsichtlich Kapazitätswert und Verlustfaktor tan ô messen. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet ist die Starkstrom- und Hochspannungstechnik.
Um eine ausreichend hohe Messgenauigkeit zu erhalten,
wäre in demjenigen Brückenzweig, der den Vergleichs- bzw. Normalenkondensator enthält, eine Wicklung mit einer sehr grossen Anzahl von Windungen erforderlich. Um beispielsweise eine Messgenauigkeit in der Grössenordnung von 10"s zu erhalten, wie sie für den genannten Einsatzzweck erwünscht ist, benötigte man in diesem Brückenzweig eine Wicklung mit 100 000 Windungen. Denn die einzelne Windung ist dabei die kleinste Einheit, wenn man diese Wicklung so ausbildet, dass ihre Windungszahl mit der Feinheit einer einzigen Wicklung einstellbar ist.
Bei herkömmlichen Messbrücken wird ein Teil der Windungen durch induktive oder resistive Teiler simuliert, um die Dimensionen der Wicklungen und den Fehlereinfluss bedingt durch den Wicklungswiderstand in vernünftigen Grenzen zu halten.
Aus der DE-OS 2 508 033 ist eine Kapazitäts- und Verlustfaktormesseinrichtung mit selbsttätiger Abgleichung bekannt, bei der zum Prüfling und zum Vergleichsnormal je ein Stromwandler in Serie geschaltet ist und an jedem dieser Stromwandler sekun-därseitig Bürden angeschlossen sind, mittels welchen die durch den Prüfling bzw. das Vergleichsnormal fliessenden Ströme in proportionale Spannungen umgewandelt werden. Die Bürdenspannungen werden mit Hilfe von Komparatorschaltungen, welche die Übersetzungsverhältnisse von Primärstrom zu Bürdenspannung steuern, mit Hilfe des jeweiligen Bürden-Widerstandsnetzwerks soweit aneinander angenähert, dass die restliche Differenz zwischen der Prüflingsbürden-Spannung und der Ver-gleichsnormal-Bürdenspannung nach Betrag und Phasenlage von einem selbsttätig abgleichenden komplexen Kompensator ermittelt werden kann. Die Ausgangswerte des Komparators werden zusammen mit der Information der zur Annäherung der beiden Bürdenspannungen notwendigen Stellung der Kompara-toren in einer Rechenstufe ausgewertet. Mit deren Hilfe wird dann der Kapazitätswert und der Verlustfaktorwert des Prüflings angezeigt .Diese Messeinrichtung weist j edoch keinen Differenzstromwandler auf und arbeitet nach einem gänzlich anderen Messprinzip als die einleitend beschriebene Messbrücke. Das heisst, die relativ einfache Null-Indikatormöglichkeit besteht nicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messbrücke der eingangs angegebenen Art so zu verbessern, dass sie, unter Ermöglichung eines raschen und zuverlässigen automatischen Abgleichs, eine hohe Messgenauigkeit bei Verwendung einer Spule vergleichsweise kleiner Windungszahl in dem Vergleichs-kondensator-Brückenzweig erlaubt.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei der eingangs angegebenen Kapazitäts- und Verlustfaktor-Messbrücke darin, dass der Differenzstromwandler mit einer dritten Primärwicklung versehen ist, die über ein erstes einstellbares Abschwächglied mit einem Strom gespeist ist, der dem durch die zweite Primärwicklung fliessenden Strom proportional ist und einen einstellbaren Bruchteil dieses Stromes darstellt, und dass der Differenzstromwandler mit einer vierten Primärwicklung versehen ist, die über eine Reihenschaltung aus einem 90°-Phasenschieber und einem zweiten einstellbaren Abschwächglied mit einem Strom gespeist ist, der dem durch die zweite Primärwicklung fliessenden Strom proportional ist und einen um 90° gedrehten, einstellbaren Bruchteil dieses Stroms darstellt.
Bei der erfindungsgemässen Messbrücke reicht im Ver-gleichskondensator-Brückenzweig eine Primärwicklung des Differenzstromwandlers mit relativ kleiner Windungszahl aus, mit der eine Grobabstimmung vorgenommen werden kann. Mit Hilfe der dritten Primärwicklung des Differenzstromwandlers kann nun in den Kern des Differenzstromwandlers ein magnetischer Fluss eingespeist werden, der einen wählbaren Bruchteil 5 desjenigen magnetischen Flusses aufweist, der von der im Ver-gleichskondensator-Brückenzweig liegenden Primärwicklung des Differenzstromwandlers verursacht wird. Je nach dem relativen Wicklungssinn dieser dritten Primärwicklung wird der von ihr erzeugte magnetische Fluss zu dem von der zweiten Primär-10 wicklung erzeugten Fluss addiert oder von diesem subtrahiert. Dabei dimensioniert man die dritte Primärwicklung derart, dass der von ihr erzeugte Magnetfluss je nach Einstellung des Abschwächgliedes die gleiche Wirkung hat, als würde der zweiten Primärwicklung eine Windung oder ein einstellbarer Bruch-15 teil einer solchen Windung hinzugefügt bzw. davon weggenommen.
Gleiches gilt für die vierte Primärwicklung des Differenzstromwandlers, mittels welcher ebenfalls ein Magnetfluss in dem Kern des Differenzstromwandlers erzeugbar ist, der dem von 20 einer Windung oder nur einem Bruchteil einer Windung der zweiten Primärwicklung erzeugten Magnetfluss entspricht. Da mit dieser vierten Primärwicklung der Verlustwinkel der Kapazität gemessen werden soll, ist dem dieser vierten Primärwicklung ,5 zugeordneten Abschwächglied ein 90°-Phasenschieber vorgeschaltet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Messbrücke wird ein Strom, der zu dem durch die zweite Primärwicklung fliessenden Strom proportional ist, mit Hilfe eines Übertragers ausgekoppelt, der in Reihe zur zweiten Primärwicklung in den Vergleichskondensator-Brückenzweig geschaltet ist. Die Hauptfunktion dieses Übertragers ist die galvanische Trennung zwischen der Hochspannungsseite, zu der die Messbrücke gehört, und dem Mess-, Steuer- und Einstellteil der Brückenschaltung. Für den Fall, dass der Übertrager nur diesem Zweck der galvanischen Trennung dienen soll, bestimmt man sein Übersetzungsverhältnis vorzugsweise zu 1:1.
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Allerdings kann man mit einem anderen Übersetzungsverhältnis gleichzeitig Einfluss auf den Bruchteil des auszukoppeln-40 den Stromes nehmen.
Die beiden Abschwächglieder sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Messbrücke als einstellbare Spannungs-dämpfungsglieder ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist dem Übertrager daher ein Strom/Spannung-Wandler nachge-43 schaltet und werden die Ausgangsspannungen der beiden Abschwächglieder auf je einen Spannung/Strom-Wandler gegeben, so dass in die dritte bzw. vierte Primärwicklung des Differenzstromwandlers ein Strom gelangt, der einen Bruchteil des durch die zweite Primärwicklung fliessenden Stroms darstellt. 50 Um die Messbrücke für einen grossen Messbereich geeignet zu machen, ist bevorzugterweise die im Prüfkondensator-Brük-kenzweig enthaltene Primärwicklung des Differenzstromwandlers ebenfalls hinsichtlich ihrer Windungszahl einstellbar. Durch Einstellung der wirksamen Windungszahl dieser ersten Primär-55 wicklung lässt sich der Messbereich der Messbrücke wählen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Messbrücke wird von einem Computer gesteuert und ausgewertet. Dabei sind die einstellbaren Komponenten der Messbrücke als elektrisch einstellbare Komponenten ausgebildet. So wird 60 beispielsweise die Einstellbarkeit der Windungszahlen der ersten und der zweiten Primärwicklung durch Zu- oder Abschaltung einzelner Windungen oder Windungsgruppen mittels einer entsprechenden Anzahl elektrischer Relais oder genügend leistungsfähiger Halbleiterschalter erreicht. Die Abschwächglieder 65 können als digitalansteuerbare Spannungsdämpfungsglieder ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Steuerleitungen zum Steuern der einzelnen einstellbaren Komponenten über einen Steuerbus mit einem Steuerausgang des Computers verbunden. Über
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diesen Ausgang werden die Einstellungen dann im Zeitmultiplex vorgenommen.
Durch Anwendung eines geeigneten Iterationsverfahrens kann man erreichen, dass die Messbrücke vom Computer vollautomatisch auf Abgleich gebracht und somit die Messung der zu 5 messenden Kapazität vollautomatisch durchgeführt wird. Das bevorzugte Iterationsverfahren setzt jedoch eine möglichst lineare Abhängigkeit des von der Indikatorwicklung abgegebenen Stroms von den Brückenströmen voraus. Aus diesem Grund weist der Differenzstromwandler einer bevorzugten Ausfüh- 10 rungsform der erfindungsgemässen Messbrücke die sonst übliche magnetische Abschirmung zwischen der Indikatorwicklung und den Primärwicklungen nicht auf. Ausserdem wird bei dieser Ausführungsform dafür gesorgt, dass die Indikatorspule mit einer möglichst niedrigen Impedanz belastet wird, vorzugsweise 15 dadurch, dass die Indikatorspule über einen Strom/Spannung-Wandler, besonders bevorzugt in Form eines entsprechend rückgekoppelten Operationsverstärkers, dessen Eingang für die Indikatorspule eine Lastimpedanz von praktisch 0 Ohm darstellt, an den Nullindikator angeschlossen ist. 20
Insbesondere zu dem Zweck, bei einem Ausfall oder Fehlverhalten des Computers oder bei Überstrom auf der Primärseite des Differenzstromwandlers eine Überlastung von Komponenten der Messbrücke zu vermeiden, sind zwei Schutzschütze oder ein Schutzschütz mit zwei Kontakten vorgesehen. Mit einem dieser Schutzschütze ist diejenige Primärwicklung des Differenzstromwandlers überbrückt, die sich in dem Brückenzweig mit dem zu messenden Kondensator befindet. Mit dem zweiten Schutzschütz ist die im anderen Brückenzweig befindliche Primärwicklung des Differenzstromwandlers überbrückt bzw. die 30 Reihenschaltung aus dieser Primärwicklung und der Primärspule des Übertragers. Die beiden Schutzschütze sind in Ruhestellung leitend geschaltet. Während des Messbetriebes erhalten sie von einem im Computer vorgesehenen oder vom Computer gesteuerten Zeitgeber in bestimmten Zeitabständen von vorzugsweise 10 35 ms Offenhalteimpulse. Solange diese Offenhalteimpulse regelmässig eintreten, werden die Schütze offengehalten, so dass die Messbrücke normal funktionieren kann. Im Ausschaltzustand, bei einem Ausfall des Computers oder bei Fehlverhalten des Computers erhalten die Schutzschütze diese Offenhalteimpulse 40 nicht mehr, so dass sie leitend schalten und die genannten Wicklungen kurzschliessen. Sowohl der Hochspannungs- als auch der Niederspannungsbereich der Messbrückenschaltung kann dann nicht mehr mit schädlichen oder gar zerstörerischen Spannungen und/oder Strömen beaufschlagt werden. 45
Die Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Die in der Figur dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Messbrücke weist einen Hochspannungsteil und einen Niederspannungsteil auf. Die Grenze zwischen beiden 50 verläuft an einem Differenzstromwandler D W, der auf einem Kern eine erste Primärwicklung Nl, eine zweite Primärwicklung N2, eine dritte Primärwicklung N3 und eine vierte Primärwicklung N4 und eine sekundärseitige Indikatorwicklung Ni aufweist.
Die erste Primärwicklung Nl bildet in Reihenschaltung mit 55 der zu prüfenden Kapazität Cx einen ersten Brückenzweig einer Brückenschaltung. Die zweite Primärwicklung N2 bildet in Reihenschaltung mit einem als Standard dienenden Vergleichskondensator CN und der Primärwicklung eines Übertragers CT einen zweiten Brückenzweig der Brückenschaltung. In der Brücken- 60 diagonalen befindet sich ein Testspannungsgenerator Utest, der eine Wechselspannung beispielsweise der Frequenz 50 Hz, 60 Hz oder auch höher abgibt.
Die erste Primärwicklung Nl und die zweite Primärwicklung N2 sind hinsichtlich ihrer wirksamen Windungszahl variabel 65 einstellbar.
An die Indikatorspule Ni ist ein Nullindikator NI angeschlossen, der einen Strom/Spannung-Wandler in Form eines rückgekoppelten Operationsverstärkers mit einem Eingangswiderstand von nahezu 0 Ohm umfasst. Der Ausgang des Nullindikators ist auf einen Eingangeines Analog/Digital-Wandlers geführt, der Teil eines Computers uC ist oder einem Messdateneingang dieses Computers uC vorgeschaltet ist.
Der Differenzstromwandler DW weist die bei solchen Messbrücken sonst übliche magnetische Abschirmung zwischen der sekundärseitigen Indikatorwicklung Nj und den Primärwicklungen Nl, N2, N3 und N4 nicht auf.
An die Sekundärwicklung des Übertragers CT ist ein Strom/ Spannung-Wandler angeschlossen, an dessen Ausgang einerseits der Eingang eines ersten digital einstellbaren Spannungsdämp-fungsgliedes a und andererseits der Eingang eines 90°-Phasen-schiebers PS angeschlossen ist. An den Ausgang des Phasenschiebers PS ist der Eingang eines zweiten digitalsteuerbaren Spannungsdämpfungsgliedes ß angeschlossen. Sowohl dem ersten als auch dem zweiten Spannungsdämpfungsglied a bzw. ß ist ein Spannung/Strom-Wandler zugeordnet. Die Ausgänge dieser beiden Spannung/Strom-Wandler sind an die dritte Primärwicklung N4 bzw. die vierte Primärwicklung N3 des Diffe-renzstromwandlers DW angeschlossen.
Der Ausgang des Phasenschiebers PS ist ausserdem auf einen Referenzspannungseingang des Analog/Digital-Wandlers A/D geführt.
Zwischen den Verbindungspunkt A zwischen der zu messenden Kapazität CX und der ersten Primärwicklung Nl und den unteren Verbindungspunkt V zwischen der Brückendiagonale und den beiden Brückenzweigen ist ein erstes Schutzschütz S1 geschaltet. Ein zweites Schutzschütz S2 befindet sich zwischen diesem Verbindungspunkt V und einem Verbindungspunkt B zwischen dem Vergleichskondensator CN und der zweiten Primärwicklung N2. Beide Schütze S1 und S2 oder alternativ ein Schütz mit zwei Kontakten sind in Ruhestellung leitend geschaltet, d. h. überbrücken die erste Primärwicklung Nl bzw. die Reihenschaltung aus der zweiten Primärwicklung N2 und der Primärspule des Übertragers CT. Beide Schutzschütze S1 und S2 können dadurch offen, d. h. in nicht-leitendem Zustand gehalten werden, dass ihnen in bestimmten Zeitintervallen von vorzugsweise 10 ms Offenhalteimpulse zugeführt werden.
Die vier Steuerleitungen für die Einstellung der Windungszahl der ersten Primärwicklung Nl, die Einstellung der Windungszahl der zweiten Primärwicklung N2 und die Einstellung der beiden Spannungsdämpfungsglieder a und ß sind mit einem Steuerbus SB verbunden, der zu einem Steuerausgang STA des Computers [xC führt.
An den Computer jxC sind ausserdem ein Tastenfeld TF, ein Anzeigeterminal AT und beispielsweise ein Drucker oder eine Datenverarbeitungsanlage angeschlossen.
Ein Messvorgang mit der beschriebenen Messbrücke läuft folgendermassen ab:
Durch das Einschalten der Messanlage veranlasst der Computer ixC einen Zeitgeber zur Abgabe der Offenhalteimpulse an die beiden Schutzschütze S1 und S2. Diese öffnen daraufhin in den nicht-leitenden Zustand, so dass die Messbrückenschaltung messbereit ist. Dann wird anhand einer ersten Messung festgestellt, ob die Windungszahl der Primärwicklung N1 auf einen für die jeweilige Messung geeigneten Messbereich eingestellt ist. Nach der Auswahl eines geeigneten Messbereichs wird dann nach einem vorgegebenen Programm ein bestimmtes Iterationsverfahren zur Nullpunktbestimmung, d.h. zum Abgleich der Brücke, durchgeführt. Die Messbrücke ist dann abgestimmt, wenn das Ausgangssignal des Nullindikators NI auf null gebracht worden ist.
Ist
$cx der von der ersten Primärwicklung Nl erzeugte Magnetfluss,
lex der durch die Primärwicklung Nl einfliessende Strom,
5
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nl die jeweils wirksame Windungszahl der Primärspule Nl,
<&cn der von den restlichen Primärwindungen N2, N3 und
N4 erzeugte Magnetfluss,
ICN- der durch die zweite Primärspule N2 fliessende Strom, 5 K eine Kopplungskonstante a der D ämpfungsf aktor des Abschwächungsgliedes bzw.
Spannungsdämpfungsgliedes a ß der Dämpfungsfaktor des Spannungsdämpfungsglie des bzw. Abschwächgliedes ß, 10
R<t, magnetischer Widerstand dann erzeugt der Strom Icx durch die unbekannte Kapazität Cx mit dem Verlustfaktor tan ò den Magnetfluss
15
1
®CX — lex ■ 1^1 —— (1)
K<j>
Der Strom ICN durch den Vergleichskondensator CN erzeugt einen Magnetfluss 20
1
®cn = ~— [Icn ' IÏ2 + Icn • K (a. n4 + j ß • n3)] (2)
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In den an die Indikatorwicklung Nj angeschlossenen Strom/ Spannung-Wandler fliesst ein Strom
A<E> • R<j, Rtj,
Ii= = (®cx-<£CN) (3)
n; nj 30
Dabei ist nj die Windungszahl der Indikatorwicklung Nj. Die diesem Strom analoge Ausgangsspannung des Strom/ Spannung-Wandlers wird vom Computer jjlC ausgewertet, der dann auf der Grundlage des gemessenen Wertes die Windungszahl der zweiten Primärwicklung N2 und die Dämpfungsfaktoren a und ß solange variiert, bis I, mindestens annähernd 0 ist. Die Windungszahlvariation der zweiten Primärwicklung N2 und die Einstellung von a entsprechen dem Ausgleich des imaginären Teils von <J>CX und die Einstellung ß entspricht dem reellen Anteil von «Sex-
Damit die gewünschte Genauigkeit des Messgeräts erreicht werden kann, muss die Auflösung, die man mit der zweiten Primärwicklung N2 erreichen kann, mindestens fünf Dekaden sein. Wäre die kleinste Einheit eine Windung, so wäre eine Windungszahl von 100 000 erforderlich, was aus praktischen Gründen nicht realisierbar ist. Auch die bei älteren Messbrücken gewählte Realisierung dieser Auflösung durch Widerstandsteiler weist erhebliche Nachteile auf.
Zum Erhalt dieser Auflösung sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung drei Dekaden direkt mit der zweiten Primärwicklung N2 einstellbar (1.. .999). Die beiden anderen Dekaden sind dadurch realisiert, dass der dem Strom ICN betrags- und phasengetreue Strom mit Hilfe des Dämpfungsgliedes a und ein dem Strom ICN betragsgetreuer, aber um 90°-phasenverschobener Strom mit Hilfe des Dämpfungsgliedes ß variiert wird und diese Ströme der dritten bzw. vierten Primärwicklung N4 bzw. N3 des Differenzstromwandlers DW zugeführt werden. Dies entspricht einer Einstellung von Bruchteilen von einer Windung von N2 mit einer Einstellauflösung von = l°/00.
B
1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

  1. 656 719
    25
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Kapazitäts- und Verlustfaktor-Messbrücke, mit einem Differenzstromwandler (DW), mit einem ersten Brückenzweig, der eine Reihenschaltung aus der zu messenden Kapazität (Cs) 5 und einer ersten Primärwicklung (Nl) des Differenzstromwandlers (DW) aufweist, mit einem zweiten Brückenzweig, der eine Reihenschaltung aus einer Vergleichskapazität (CN) und einer hinsichtlich der Windungszahl veränderbaren, zweiten Primärwicklung (N2) des Differenzstromwandlers (DW) aufweist, mit 10 einer Testspannungsquelle (UTest) j die in die Brückendiagonale geschaltet ist, und mit einer sekundärseitigen Indikatorwicklung (Ni) des Differenzstromwandlers (DW), die an einen Nullindikator (NI) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzstromwandler (DW) mit einer dritten Primärwicklung 15 (N4) versehen ist, die über ein erstes einstellbares Abschwächglied (a) mit einem Strom gespeist ist, der dem durch die zweite Primärwicklung (N2) fliessenden Strom (ICN) proportional ist und einen einstellbaren Bruchteil dieses Stromes (ICN) darstellt, und dass der Differenzstromwandler (D W) mit einer vierten 20 Primärwicklung (N3) versehen ist, die über eine Reihenschaltung aus einem 90°-Phasenschieber (PS) und einem zweiten, einstellbaren Abschwächglied (ß) mit einem Strom gespeist ist, der dem durch die zweite Primärwicklung (N2) fliessenden Strom (ICn) proportional ist und einen um 90° gedrehten, einstellbaren Bruchteil dieses Stroms (ICn) darstellt.
  2. 2. Messbrückenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass in den zweiten Brückenzweig in Reihe zu der zweiten Primärwicklung (N2) die Primärspule eines Übertragers (CT) geschaltet ist, dessen Sekundärwicklung den Eingang des ersten Abschwächgliedes (a) und den Eingang des dem zweiten Abschwächglied (ß) vorgeschalteten Phasenschiebers (PS)
    speist.
  3. 3. Messbrücke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass der Übertrager (CT) ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 aufweist.
  4. 4. Messbrücke nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (a) und das zweite (ß) Abschwächglied als Spannungsdämpfungsglieder ausgebildet sind, denen je ein Spannungs/Stromwandler nachgeschaltet ist, und dass dem Übertrager (CT) ein Strom/Spannungswandler (CV) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit dem Eingang des ersten Abschwächgliedes (a) und auch mit dem Eingang des dem zweiten Abschwächglied (ß) vorgeschalteten Phasenschiebers (PS) verbunden ist.
  5. 5. Messbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Primärwicklung (Nl) des Differenzstromwandlers (DW) hinsichtlich der Windungszahl einstellbar ist.
  6. 6. Messbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 50 gekennzeichnet, dass die zweite Primärwicklung (N2) und gegebenenfalls auch die erste Primärwicklung (Nl) sowie das erste (a) und das zweite (ß) Abschwächglied durch elektrische Steuerung veränderbar sind.
  7. 7. Messbrücke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, 55 dass bei Zuordnung eines Spannungs/Stromwandlers zum ersten (a) und/oder zum zweiten (ß) Abschwächglied auch dieser Spannungs/Stromwandler durch elektrische Steuerung veränderbar ist.
  8. 8. Messbrücke nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich-60 net, dass die Einstellung der durch elektrische Steuerung veränderbaren Komponenten von einem Computer (liC) steuerbar ist, dem über einen Analog/Digital-Wandler (A/D) das Ausgangssignal des Nuilindikators (NI) und vom Ausgang des Phasenschiebers (PS) eine Bezugsspannung (UREF) zuführbar sind und mit dem über ein Iterationsverfahren ein automatischer Brückenab-gleich und damit eine automatische Messung der zu messenden Kapazität durchführbar ist.
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  9. 9. Messbrücke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitungen zur elektrischen Steuerung der zweiten (N2) und der ersten (Nl) Primärwicklung und des ersten (a) und des zweiten (ß) Abschwächgliedes zum Zweck des Multiplexbetriebes über einen Steuerbus (SB) mit einem Steuerausgang des Computers ([.iC) verbunden sind.
  10. 10. Messbrücke nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Primärwicklung (Nl) durch ein erstes Schutzschütz (Sl) und die zweite Primärwicklung (N2) bzw. die Reihenschaltung aus der zweiten Primärwicklung (N2) und der Primärspule des Übertragers (CT) durch ein zweites Schutzschütz (S2) überbrückt sind und dass ein im Computer (uC) vorgesehener oder von diesem gesteuerter Zeitgeber in kurzen Zeitabständen von vorzugsweise 10 ms Offenhalteimpulse an die Schutzschütze (SI, S2) liefert, die beim Ausbleiben dieser Offenhalteimpulse in den kurzschliessenden Schaltzustand übergehen.
  11. 11. Messbrücke nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Primärwicklung (Nl) durch einen ersten Kontakt und die zweite Primärwicklung (N2) bzw. die Reihenschaltung aus der zweiten Primärwicklung (N2) und-der Primärspule des Übertragers (CT) durch einen zweiten Kontakt eines Schutzschützes überbrückt sind und dass ein im Computer ([iC) vorgesehener oder von diesem gesteuerter Zeitgeber in kurzen Zeitabständen von vorzugsweise 10 ms Offenhalteimpulse an das Schutzschütz liefert, dessen beide Kontakte beim Ausbleiben dieser Offenhalteimpulse in den kurzschliessenden Schaltzustand übergehen.
  12. 12. Messbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzstromwandler (D W) ohne magnetische Abschirmung zwischen Indikatorwicklung (N,) und den Primärwicklungen (Nl, N2, N3, N4) ausgebildet ist.
  13. 13. Messbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Ausgang der Indikatorwicklung (Ni) angeschlossene Nullindikator (NI) eine Eingangsimpedanz von nahezu null Ohm aufweist.
  14. 14. Messbrücke nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Nullindikator (NI) zugeordneter Strom/Spannungswandler eine Eingangsimpedanz von nahezu null Ohm aufweist.
  15. 15. Messbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgang der Indikatorwicklung (Ni) ein Nullindikator mit Betrag- und Phasenverschiebungsauswertung gegenüber einer Referenzspannung (Uref) angeschlossen ist und das Auswertungsergebnis anzeigbar ist.
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    65
CH265484A 1983-08-17 1984-05-29 Kapazitaets- und verlustfaktor-messbruecke. CH656719A5 (de)

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