DE10111816A1 - Elektronischer Spannungswandler - Google Patents
Elektronischer SpannungswandlerInfo
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
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Abstract
Bei einem elektronischen Spannungswandler mit ohmschen Eingangsspannungsteiler werden zur Kompensation von Störspannungen, die bei fehlendem Neutralleiter (N) auftreten, vorgeschlagen, die Eingangsschaltungsmasse (4) mit einem Hauptleiter (L1) zu verbinden und die beiden übrigen Hauptleiter (L2, L3) mit zwei (2, 3) der drei Eingangsklemmen zu verbinden. DOLLAR A Ein eventuell vorhandener Neutralleiter (N) wird an die dritte Eingangsklemme (1) gelegt. Ist kein Neutralleiter vorhanden, wird diese Eingangsklemme in drei Alternativschaltungen betrieben. In der ersten Alternative wird dieser Eingang (1) kurzgeschlossen und sekundärseitig ein Widerstandssternpunkt (18, 19, 20) gebildet. Gemäß der zweiten Alternative wird ebenfalls der Eingang (1) kurzgeschlossen und sekundärseitig softwaremäßig ein küstlicher Sternpunkt gebildet. Bei der dritten Alternative wird auf der Primärseite ein künstlicher Sternpunkt (21, 22) erzeugt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Span
nungswandler mit ohmschen Spannungsteiler.
Elektronische Spannungswandler mit ohmschen Spannungsteiler,
z. B. nach der DE 195 07 934 C2, haben den Vorteil, dass der
Eingangswiderstand extrem hoch gewählt werden kann z. B. zu
10 MΩ. Verbindet man die Schaltungsmasse mit dem Neutrallei
ter, so kann relativ genau die Spannung der drei Phasen gegen
Null gemessen werden. Ist hingegen kein Neutralleiter vorhan
den, sodass die Schaltungsmasse nicht an diesem angeschlossen
werden kann, führen die stets vorhandenen Störkapazitäten
zwischen der Schaltungsmasse und den Hauptleitern und dem üb
rigen Umfeld zur Beaufschlagung der Schaltungsmasse mit hoch
frequenten und niederfrequenten Störspannungen. Je nach Fre
quenz und Amplitude können diese nicht immer von der nachge
schalteten Elektronik verarbeitet und kompensiert werden.
Nach der eingangs genannten DE 195 07 934 C2 ist es bekannt,
drei getrennte Spannungswandler zwischen den drei Hauptlei
tern zur Messung der verketteten Spannung zu verwenden. Diese
Maßnahme ist sehr aufwändig, da drei unabhängige Primärschal
tungen erforderlich sind. Ferner ist keine Messung gegen ei
nen eventuell vorhandenen Neutralleiter möglich.
Eine andere bekannte Möglichkeit zur Verringerung von Stö
reinflüssen besteht darin, die auf die Schaltungsmasse wir
kenden Störspannungen durch Steuerkapazitäten parallel zu den
Messwiderständen zu reduzieren oder kapazitive Spannungstei
ler zu verwenden (DE 28 16 647 A). Ein Nachteil dieser Maß
nahme liegt in dem hohen Preis der hierfür erforderlichen
großen Kondensatoren.
Schließlich ist es bekannt, die primärseitig entstandene
Störspannung auf der Sekundärseite durch einen künstlichen
Sternpunkt(DE 195 07 934 C2, CH 532 858) oder vektorielle
Kompensation im angeschlossenen Mikroprozessor zu kompensie
ren. Wird jedoch die Elektronik durch einen hohen Hochfre
quenzanteil oder eine zu hohe Amplitude übersteuert, so ent
stehen in den drei Phasen unterschiedliche Störungen, die
dann nicht mehr kompensiert werden können. Genauso verhält es
sich, wenn sich in den drei Übertragungsgliedern Tiefpässe
befinden, die aufgrund ihrer Toleranzen geringfügig unter
schiedliches Frequenzverhalten zeigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
einen elektronischen Spannungswandler mit ohmschen Spannungs
teiler anzugeben, der auch bei nicht vorhandenem Neutrallei
ter genaue und problemlose Spannungsmessungen gestattet und
die genannten Nachteile bekannter Spannungswandler vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elek
tronischen Spannungswandler mit ohmschen Spannungsteiler, bei
dem erfindungsgemäß die Masseeingangsklemme des Spannungs
wandlers mit einem Hauptleiter des Netzes und zwei der drei
Eingangsklemmen mit den beiden weiteren Hauptleitern verbun
den sind, während die dritte Eingangsklemme mit einem eventu
ell vorhandenen Neutralleiter verbunden ist.
Für den Fall des fehlenden Neutralleiters gibt die Erfindung
drei alternative Schaltungsmöglichkeiten an.
Gemäß der ersten und zweiten Schaltungsalternative wird der
dritte Eingang des Spannungswandlers kurzgeschlossen und auf
der Sekundärseite ein künstlicher Sternpunkt erzeugt. Nach
der ersten Alternative wird dieser Sternpunkt durch einen Wi
derstandsternpunkt gebildet. Gemäß der zweiten Alternative
wird der Sternpunkt softwaremäßig erzeugt.
Nach der dritten Alternative wird bei Netzen ohne Neutrallei
ter auf der Primärseite ein künstlicher Sternpunkt gebildet.
Durch die vorliegende Erfindung werden nicht nur alle Nach
teile der eingangs genannten bekannten Spannungswandler ver
mieden, sondern darüber hinaus erreicht, dass auf der Sekun
därseite sämtliche primärseitig vorhandenen Werte direkt er
fasst oder als Differenz gebildet werden. Auf keinen Fall ge
hen hierbei Informationen verloren.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an
Hand der Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
für Netze mit einem Neutralleiter;
Fig. 2-Fig. 4 zeigen drei Ausführungsbeispiele der Erfin
dung für Netze ohne Neutralleiter.
Der in den Figuren dargestellte Spannungswandler weist drei
Eingänge 1, 2 und 3 auf mit aus den Widerständen 5, 6 sowie
7, 8 und 9, 10 gebildeten ohmschen Spannungsteilern. Bei
spielsweise können die Widerstände 5, 7 und 9 einen Wider
standswert von 8 MΩ aufweisen, während die Widerstände 6, 8
und 10 einen Widerstandswert von 80 kΩ besitzen. Am Eingang
der drei Operationsverstärker 11, 12 und 13 liegt somit eine
Spannung an, die gegenüber der Netzspannung im Verhältnis
1 : 100 geteilt ist. Die Ausgänge der drei Operationsverstärker
sind über je ein Trennelement 14, 15 und 16 mit dem Mikropro
zessor 17 verbunden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfin
dung liegt neben den drei Hauptleitern L1, L2 und L3 ein Neu
tralleiter N vor. Dieser ist mit der Eingangsklemme 1 des
elektronischen Spannungswandlers verbunden, während der
Hauptleiter L3 mit der Eingangsklemme 2 und der Hauptleiter
L2 mit der Eingangsklemme 3 verbunden ist. Der verbleibende
Hauptleiter L1 ist schließlich mit der Masseklemme 4 des
Spannungswandlers verbunden.
Bei dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 2 dargestellt ist,
fehlt der Neutralleiter. Die Eingangsklemme 1 des Spannungs
wandlers liegt an Masse, sodass dieser Eingang kurzgeschlos
sen ist. Auf der Sekundärseite bilden die Widerstände 18, 19
und 20 einen künstlichen Sternpunkt. Das Bezugspotential die
ses künstlichen Sternpunktes ist aufgrund der Trennelemente
14, 15 und 16 von dem eingangsseitigen Bezugspotential ver
schieden, wie durch ein abweichend gewähltes Erdungssymbol
veranschaulicht ist. Die übrigen Bestandteile des Spannungs
wandlers stimmen mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs
beispiel überein.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel fehlt
ebenfalls der Neutralleiter. Auch hier liegt die Eingangs
klemme 1 des Spannungswandlers an Masse, die Bildung eines
künstlichen Sternpunkts erfolgt hier jedoch nicht wie in
Fig. 2 aus drei Widerständen sondern softwaremäßig. In dem
sonstigen Aufbau entspricht der Spannungswandler der Darstel
lung in Fig. 1.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird auf der Pri
märseite ein künstlicher Sternpunkt aus den Widerständen 21
und 22 gebildet, wobei der Widerstand 21 zwischen die Eingän
ge 1 und 3 und der Widerstand 22 zwischen die Eingänge 1 und
2 des elektronischen Spannungswandlers gelegt sind. Hinsicht
lich der übrigen Einzelheiten der Schaltung des Spannungs
wandlers sei auf die Beschreibung zu Fig. 1 Bezug genommen.
1
Eingangsklemme des Spannungswandlers,
2
Eingangsklemme des Spannungswandlers,
3
Eingangsklemme des Spannungswandlers,
4
Masseklemme des Spannungswandlers,
5
Spannungsteilerwiderstand,
6
Spannungsteilerwiderstand,
7
Spannungsteilerwiderstand,
8
Spannungsteilerwiderstand,
9
Spannungsteilerwiderstand,
10
Spannungsteilerwiderstan,
11
Operationsverstärker,
12
Operationsverstärker,
13
Operationsverstärker,
14
Trennelement,
15
Trennelement,
16
Trennelement,
17
Mikroprozessor,
18
Widerstand,
19
Widerstand,
20
Widerstand,
21
Widerstand,
22
Widerstand,
L1, L2, L3 Hauptleiter,
N Neutralleiter
L1, L2, L3 Hauptleiter,
N Neutralleiter
Claims (5)
1. Elektronischer Spannungswandler mit einem ohmschen Ein
gangsspannungsteiler,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Masseeingangsklemme (4) des Spannungswandlers mit
einem Hauptleiter (L1) des Netzes und zwei (2, 3) der drei
Eingangsklemmen mit den beiden weiteren Hauptleitern (L2, L3)
verbunden sind, während die dritte Eingangsklemme (1) mit ei
nem eventuell vorhandenen Neutralleiter (N) verbunden ist.
2. Elektronischer Spannungswandler nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Netzen ohne Neutralleiter der dritte Eingang (1) des
elektronischen Spannungswandlers kurzgeschlossen ist und auf
der Sekundärseite ein künstlicher Sternpunkt gebildet ist.
3. Elektronischer Spannungswandler nach Patentanspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der künstliche Sternpunkt durch einen Widerstandsstern
punkt (18, 19 20) gebildet ist. (Fig. 2)
4. Elektronischer Spannungswandler nach Patentanspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der künstliche Sternpunkt softwaremäßig gebildet
ist. (Fig. 3)
5. Elektronischer Spannungswandler nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Netzen ohne Neutralleiter auf der Primärseite des
Spannungswandlers ein künstlicher Sternpunkt gebildet
ist. (Fig. 4)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001111816 DE10111816A1 (de) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | Elektronischer Spannungswandler |
PCT/DE2002/000736 WO2002071080A1 (de) | 2001-03-02 | 2002-02-26 | Elektronischer spannungswandler |
EP02719650A EP1364218A1 (de) | 2001-03-02 | 2002-02-26 | Elektronischer spannungswandler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001111816 DE10111816A1 (de) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | Elektronischer Spannungswandler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10111816A1 true DE10111816A1 (de) | 2002-12-12 |
Family
ID=7677142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001111816 Withdrawn DE10111816A1 (de) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | Elektronischer Spannungswandler |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
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DE (1) | DE10111816A1 (de) |
WO (1) | WO2002071080A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015207456B3 (de) * | 2015-04-23 | 2016-09-22 | Bender Gmbh & Co. Kg | Isolationsüberwachungsgerät mit Spannungsüberwachung und zugrunde liegendes Verfahren |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-03-02 DE DE2001111816 patent/DE10111816A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-02-26 EP EP02719650A patent/EP1364218A1/de not_active Withdrawn
- 2002-02-26 WO PCT/DE2002/000736 patent/WO2002071080A1/de not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
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DE102015207456B3 (de) * | 2015-04-23 | 2016-09-22 | Bender Gmbh & Co. Kg | Isolationsüberwachungsgerät mit Spannungsüberwachung und zugrunde liegendes Verfahren |
US10396545B2 (en) | 2015-04-23 | 2019-08-27 | Bender Gmbh & Co. Kg | Insulation monitoring device having voltage monitoring and underlying method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1364218A1 (de) | 2003-11-26 |
WO2002071080A1 (de) | 2002-09-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |