DD142924A1

DD142924A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MEASURING THE SUM LOADING OF PARTIAL DISCHARGES

Info

Publication number: DD142924A1
Application number: DD21218079A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Lemke
Original assignee: Eberhard Lemke
Priority date: 1979-04-12
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1980-07-16

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für die Beurteilung der Intensität von Teilentladungen in elektrischen Isolierungen. Das Ziel besteht, in der Verbesserung der Meßgenauigkeit, wobei die Aufgabe gelöst werden soll, die exakte Einstellung des Schwellwertes und damit die möglichen Fehler zu beseitigen. Die Lösung besteht darin, daß mittels Speicherkondensatoren und Konstantstromquelle ein in der Länge der Ladung eines Teilentladungsimpulses proportionaler Dreieckimpuls erzeugt wird, welcher seinerseits zur Erzeugung eines Rechteckimpulses zur Steuerung einer weiteren Konstantstromquelle dient. Ein mit diesem Strom geladener Kondensator entspricht dann mit seinem Ladungszustand der Summenladung von, Teilentladungen in einem Zeitintervall. Das Anwendungsgebiet ist die Teilentladung-Meßtechnik in der Hochspannungstechnik. Fig.1 -The invention relates to a circuit arrangement for the assessment of the intensity of partial discharges in electrical Insulations. The goal is to improve in the Measuring accuracy, the task to be solved, the exact setting of the threshold and thus the possible Eliminate errors. The solution is that by means of Storage capacitors and constant current source in length the charge of a partial discharge pulse proportional Triangular pulse is generated, which in turn to generate a rectangular pulse to control another Constant current source is used. A charged with this current Capacitor then corresponds with its charge state of Total charge of, partial discharges in a time interval. The Field of application is the partial discharge measuring technique in the High Voltage Engineering. Fig.1 -

Description

Schaltungsanordnung zur Messung der Summenladung von Te ilentladungenCircuit arrangement for measuring the total charge of partial discharges

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist für die Beurteilung der Intensität von Teilentladungen (TE) in elektrischen Isolierungen anwendbar» Der 'besondere Vorteil besteht in der Möglichkeit der Erfassung der Summemladung beispielsweise bei.Langzeitmessungen, jedoch ist es mit der Schaltungsanordnung nach dieser Erfindung auch möglich, während der Dauer eines kurzzeitigen PrüfIntervalls, z. B. während einer Periode der Prüfwechselspannung, die Summenladung zu messen«The invention is applicable to the evaluation of the intensity of partial discharges (TE) in electrical insulations. The particular advantage resides in the possibility of detecting the total charge, for example during long-time measurements, but with the circuit arrangement according to this invention it is also possible during the duration a short-term inspection interval, z. Eg during a period of the test alternating voltage to measure the sum charge «

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei bekannten Schaltungsanordnungen (DD-PS 100 811, 123 238) ist es üblich die' einzelnen TE-Stromimpulse mittels eines Kondensators zu integrieren. Indem über ein Halbleiterbauelement eine ^ntladuhg des Kondensators erfolgt, kann ein den TE-Stromimpulsen proportionaler Entladestrom entnommen werden» Als Nachteil erweist sich dabei, daß die Einsteilung der Ansprechschwelle des Integrators sehr kritisch ist ο Im Hinblick auf einen möglichst geringen Meßfehler muß diese Ansprechschweile so gering wie möglich eingestellt 'sein» Damit sollen auch bereits sehr kleine TE—Ströme die Entladung des Kondensators herbeiführen. Durch unvermeidliche Drifterscheinungen innerhalb der Vorverstärker kann aber bei einer geringen Ansprechschwelle bereits ein ständiger Fehlstrom den Kondensator während der gesamten DauerCharacteristic of the Known Technical Solutions In known circuit arrangements (DD-PS 100 811, 123 238), it is customary to integrate the individual TE current pulses by means of a capacitor. By a ntladuhg of the capacitor takes place via a semiconductor device, a discharge current proportional to the TE current pulses can be taken out. The disadvantage here is that the setting of the threshold of the integrator is very critical. With regard to the smallest possible measuring error, this response must be so be set as low as possible "This should cause very small TE currents to discharge the capacitor. Due to unavoidable drift phenomena within the preamplifier but at a low threshold already a constant fault current can cause the capacitor during the entire duration

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des Meßintervalls entladen. Daraus ergeben sich gewisse Kompromisse die zwischen Empfindlichkeit und Genauigkeit bezüglich der Einstellung des Schwellwertes gemacht werden müssen.discharged the measuring interval. This results in certain compromises that must be made between sensitivity and accuracy with respect to the setting of the threshold value.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Dieses besteht in der Verbesserung der Meßgenauigkeit, •insbesondere bei der Messung der Summenirnpulsladung von TE die der Spannung an einem Kondensator proportional ist, bei gleichzeitiger Beseitigung der Abhängigkeit des Langzeitverhaltens von der Ansprechschwelle.This consists in the improvement of the measuring accuracy, • especially in the measurement of the cumulative charge of TE which is proportional to the voltage across a capacitor, while eliminating the dependence of the long-term behavior of the threshold.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen mit der die Wandlung der Meßgröße Einzelimpulsladung in ein Meßsignal möglich ist, welches keine exakte Einstellung des Schwellwertes erfordert.DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention has for its object to provide a circuit arrangement with which the conversion of the measured variable single-pulse charge is possible in a measurement signal, which does not require an exact adjustment of the threshold.

Die Aufgabe wird erfindungsgernäß dadurch gelöst, daß einem Speichsrkondensator, dessen jeweiliger Spannungszustand der Ladungsmenge eines einzelnen TE-Impulses proportional ist, eine Konstantstromquelle so nachgeschaltet ist, daß mit Hilfe dieser eine gleichförmige Entladung und damit die Erzeugung eines dreieckförmigen Ausgangsspannungsimpulses, dessen Länge der Ladungsmenge proportional ist, erreicht werden kann; Dieser Impuls liegt an einer Diskriminatorschaltung, die vorzugsweise durch einen-Komparator gebildet wird. Am Ausgang ist demzufolge ein Rechteckimpuls abnehmbar, welcher durch den Einsatz des empfindlichen und schnell schal tuenden Komparators, der die zeitsignifikanten Punkte "B'eginn der Aufladung und Ende der Entladung" ermittelt und dadurch die Dauer des Rechteckimpulses festlegt. Damit ist die Dauer dem jeweiligen Ladungsinhalt des TE-Impulses proportional. Eür die Dauer des Rechteckimpulses wird eine weitere Konstantstromquelle angesteuert, welche auf den Kondensator arbeitet« DieThe object is erfindungsgernäß solved in that a Speichsrkondensators whose respective voltage state of the charge amount of a single TE pulse is proportional, a constant current source is connected so that with the aid of this a uniform discharge and thus the generation of a triangular output voltage pulse whose length of the amount of charge proportional is, can be achieved; This pulse is due to a discriminator circuit, which is preferably formed by a comparator. Consequently, a rectangular pulse can be removed at the output, which determines the duration of the rectangular pulse by the use of the sensitive and quickly scarf comparator, which determines the time-significant points "B 'start charging and end of the discharge". Thus, the duration is proportional to the respective charge content of the TE pulse. For the duration of the rectangular pulse, another constant current source is activated which operates on the capacitor

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Spannung am Kondensator ändert sich damit zeitlinear während der Dauer des Rechteckimpulses, d. h. sie ist eben-, falls der Ladung des jeweiligen TE-Stromimpulses proportional. Bei einer Impulsfolge entsteht somit im Integrationskondensator die TE-Kenngröße Summenimpulsladung.The voltage across the capacitor changes with time during the duration of the rectangular pulse, ie. H. it is also proportional to the charge of the respective TE current pulse. In the case of a pulse train, therefore, the TE parameter sum pulse charge arises in the integration capacitor.

Ausführungsbeispielembodiment

In der I?ig₀ 1 ist ein Prinzipschaltbild für die Gewinnung der TE-Kenngröße Summenimpulsladung. gezeigt. An eine Speicherschaltung 1 gelangt ein in nicht dargestellten Vorverstärker- und Impulsformerstufen aufbereitetes Signalgemisch. Die Speicherschaltung 1 enthält einen Speicherkondensator 2 und eine Konstantstromquelle 3. Der Speicherkondensator 2 wird zunächst auf einen Spannungswert geladen, der der Impulsladung proportional ist. Anschließend erfolgt die Entladung des Speicherkondensators 2 über die Konstantstromquelle 3· Ein parallel zum Speicherkondensator 2 arbeitender empfindlicher und schnell schaltender Komparator 4 ermittelt die Punkte "Beginn der Aufladung',' und "Ende der Entladung" und leitet daraus einen Rechteckimpuls ab, dessen Dauer, durch die zeitsignifikanten Punkte vorgegeben ist. Durch Ansteuerung einer weiteren Konstantstromquelle in einer Integratorschaltung 6 wird erreicht, daß sich ein Kondensator 7 zeitlinear während der Dauer des Rechteckimpulses auflädt. Dieser Vorgang wiederholt sich analog bei jedem TE-Stromimpuls, so daß am Kondensator 7 die TE-Kenngröße Summenimpulsladung anliegt. Diese Kenngröße wird nach einem .vorgegebenen Meßintervall übei¹ eine Steuerstufe oder beim Erreichen eines vorgebbaren Maximalwertes zu Zählschaltungen gegeben und gelöscht. Die Spannungsverlaufe a bis d werden durch die folgende Eeschreibung und durch die Eig« 2 näher erläutert. In der 3?ig« 2 sind die typischen Meßsignale in ihrer zeitlichen Anordnung dargestellt» Am Eingang der Speicherschaltung 1 (j?igo1) liegt ein TE-Signal, welches im Kurvenverlauf a dargestellt ist. Durch kurzzeitige Aufladung desIn the current ₀ 1 is a schematic diagram for the recovery of the TE parameter sum pulse charge. shown. To a memory circuit 1 enters a not shown in preamplifier and pulse shaper processed signal mixture. The memory circuit 1 includes a storage capacitor 2 and a constant current source 3. The storage capacitor 2 is first charged to a voltage value proportional to the pulse charge. The discharge of the storage capacitor 2 via the constant current source 3 takes place. A sensitive and fast-switching comparator 4 operating in parallel with the storage capacitor 2 determines the points "start of charge ','and" end of discharge "and derives therefrom a square pulse whose duration, By driving a further constant current source in an integrator circuit 6, it is achieved that a capacitor 7 is charged in a linear manner during the duration of the rectangular pulse This process is repeated analogously for each TE current pulse, so that the TE at the capacitor 7 -Kenngröße sum impulse load is applied. This parameter is added and after a .vorgegebenen measurement interval · when ^1, a control stage, or upon reaching a predetermined maximum value to counter circuits deleted. the voltage course of a to d will be explained in more detail 2 by the following Eeschreibung and the prop. "In The typical measuring signals are shown in their temporal arrangement. "At the input of the memory circuit 1 (j? Igo1) there is a TE signal, which is shown in the curve a. By short-term charging of the

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Speicherkondensators und nachfolgende Entladung mit konstantem Strom ergibt sich ein dreieckfÖrmiger Sp ennungsverlauf, dargestellt am Kurve bo Daraus.wird mittels Komparator eine Rechteckspannung abgeleitet," siehe Kurve c, welche ihrerseits die KonstantStromladung des Kondensators stufenweise, bewirkt. Dieser Spannungsverlauf ist in Kurve d gezeigt.The capacitor and subsequent discharge with constant current results in a triangular waveform, shown at the curve ohm. From this, a square wave voltage is derived by means of a comparator, see curve c, which in turn causes the constant current charge of the capacitor in steps.

Claims

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Erfindungsansprueh

Circuit arrangement for measuring the total charge of partial discharges by changing the state of charge of a capacitor according to the charge amount of a Teilentiadungsimpulses, characterized in that a storage capacitor (2) whose respective voltage state of the amount of charge of a single partial discharge pulse is proportional, a first constant current source (3) is connected downstream, in that for each partial discharge pulse a triangular output voltage pulse whose duration in turn is in fixed relation to the charge quantity is removable and the output voltage pulse is at a discriminator circuit advantageously realized with a comparator (4), in which the conversion into a rectangular voltage pulse takes place, and this in turn for the control is at a second constant current source (5), such that the current flow, the voltage of the capacitor (7) in proportion to the duration of the rectangular pulse changes and this voltage and / or voltage change to r Display and / or evaluation arrives.

For this 1 sheet drawing