DE102018010118B3

DE102018010118B3 - Verfahren zur direkten Messung von leitungsgeführten Störsignalen am Leitungsnetz

Info

Publication number: DE102018010118B3
Application number: DE102018010118.6A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2038-12-22

Abstract

Verfahren zur direkten Messung von leitungsgeführten Störsignalen am Leitungsnetz.Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur exakten Messung von leitungsgeführten Störsignalen. Das Störvermögen eines Gerätes / EuTs (Equipment under test) kann mit dem Verfahren direkt und effizient am Leitungsnetz ermittelt werden.Gegenüber dem aktuellen Verfahren wird die Qualität der Störspannungsmessung am Leitungsnetz verbessert und der Aufwand zur Durchführung reduziert. Die Erfindung betrifft weiterhin Vorrichtungen zur automatisierten Durchführung der Messung.Messungen im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit von Geräten und Anlagen.

Description

Bereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur exakten Messung von leitungsgebundenen Störsignalen. Das Störvermögen eines Gerätes / EuTs (Equipment under test) kann mit dem Verfahren direkt und effizient am Leitungsnetz ermittelt werden.
Stand der Technik mit Fundstellen

1. SANDMAIR; Gerald: Die Messgenauigkeit verbessern.18.10.2012. 4 S. URL: https://www.industr.com/de/die-messenauigkeit-verbessern-233577
2. CN 108 287 283 A
3. US 2015 / 0 006 941 A1
4. DE 195 07 809 C2

Hintergrund der Erfindung
Bestimmte Elektro- oder Elektronikprodukte dürfen nur in Verkehr gebracht werden, wenn die elektromagnetische Verträglichkeit der Geräte nachgewiesen wurde. Die Spezifikation der Gerätetypen und die grundsätzlichen Anforderungen sind in der Richtlinie 2004/108/EG beschrieben. Der Nachweis muss für verschiedene Arten von Störungen erbracht werden, wobei sowohl die Grenzwerte als auch die Messverfahren in den zugehörigen Normen (CISPR 16, DIN EN 55016-1-2) definiert sind.
Zur Ermittlung der leitungsgebundenen (leitungsgeführten) Störaussendungen eines Gerätes muss die Störspannung oder der Störstrom bei einer vorgegebenen frequenzabhängigen Netzimpedanz bestimmt werden. In den relevanten Normen (CISPR 16, DIN EN 55016-1-2) sind geräte- bzw. anlagenspezifische Impedanzverläufe (nach Betrag und Phase) und Toleranzen definiert. Für Messungen am Versorgungsnetz liegen bspw. die erlaubten Werte bei 50 Ohm (+/- 20 %). Diese Bedingungen werden bei einer direkten Messung am Leitungsnetz nicht immer erfüllt. Die Netzimpedanz wird sowohl von der Geometrie des Leitungsnetzes als auch von den angebundenen Verbrauchern beeinflusst und ist damit zeit-, frequenz- und ortsabhängig. In realen Leitungsnetzen sind große, frequenzspezifische Abweichungen von den Norm-Impedanzverläufen möglich.
In den aufgeführten Normen sind entsprechende Konzepte zur Messung der Störsignale beschrieben, wobei bevorzugt die Störspannung ermittelt wird.
Die bevorzugte Methode ist die Störspannungsmessung an einer Netznachbildung. Durch die Verwendung einer Netznachbildung wird das Prüfobjekt vom Leitungsnetz entkoppelt und sieht nur die definierte Impedanz der Nachbildung. Der Impedanzverlauf bildet die Vorgaben der relevanten Norm ab und die Messergebnissen können direkt mit den Grenzwerten abgeglichen werden. Die Kosten und der Aufwand für die Messungen sind hoch. Zudem können mit dieser Methode nicht alle Produkte oder Anlagen vermessen werden.
Eine Alternative stellt die direkte Messung am Leitungsnetz dar. Um den Einfluss der frequenz-, orts- und zeitabhängigen Netzimpedanz zu berücksichtigen werden gemäß der Norm zwei Spannungsmessungen, einmal mit und einmal ohne Vorsteckteiler durchgeführt. Aus dem Anzeigerückgang wird ein Korrekturfaktor für die Störspannung ermittelt, der die Abweichung der Netzimpedanz vom Normwert berücksichtigt. Dieses Verfahren zeigt, wie in dem Fachartikel „Die Messgenauigkeit verbessern“ (Gerald Sandmair, E&E Kompendium 2014) beschrieben, jedoch große Defizite hinsichtlich Genauigkeit und Durchführbarkeit. Zudem wird die Abhängigkeit von der Zeit nicht in ausreichendem Maße berücksichtigt.
Zweck der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Qualität der Störspannungsmessung am Leitungsnetz zu verbessern und den Aufwand zur Durchführung zu reduzieren. Die Erfindung betrifft weiterhin Vorrichtungen zur automatisierten Durchführung der Messung.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen sind zur Veranschaulichung der Offenbarung und haben keinen einschränkenden Charakter.

1 zeigt das Blockschaltbild für einen Aufbau zur Ermittlung der leitungsgebundenen Störungen. Zur Messung der Störung wird ein Mess- und Trennadapter verwendet, der zwischen Prüfling und Leitungsnetz geschaltet ist.
2 ist das Ablaufdiagramm für die Detailmessung der Störspannung an einem Messpunkt.
3 zeigt das Ablaufdiagramm für eine Übersichtsmessung zur Festlegung der Messpunkte für die Detailmessung.
4 zeigt eine Ausprägung eines neuartigen Tastkopfes, der zur Messung der Störspannung erforderlich ist.
5 zeigt eine weitere Ausprägung des Tastkopfes.

Beschreibung der Erfindung
Ein Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Ermittlung der frequenzabhängigen Störspannung direkt am Leitungsnetz.

Claims

Verfahren zur exakten Messung von leitungsgeführten Störsignalen an Versorgungsnetzen mit den beiden Schritten • Übersichtsmessung und • Detailmessung dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Schritten neben der Störspannung zeitlich korreliert die frequenz- und zeitabhängigen Impedanzwerte zur Berechnung eines Korrekturfaktors ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Übersichtsmessung eine frequenzspezifische Korrektur der Störspannungswerte abhängig von den Impedanzwerten erfolgt und die Auswahl der Messpunkte auf dem korrigierten Spannungsverlauf erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Detailmessung • die frequenzabhängige Impedanz vor und nach der Störspannungsmessung gemessen wird, • die einzelnen Messwerte der Störspannung in Abhängigkeit der Impedanz korrigiert werden, • die Bewertung der Störspannungsmessung auf Basis der Stabilität der Impedanzwerte erfolgt.
Tastkopf, ausgebildet zur Messung der leitungsgebundenen Störspannung mit dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Messspitze • ein Trackingsignal in den Prüfaufbau eingekoppelt werden kann und • die beiden physikalischen Größen Strom und Spannung gemessen werden können.
Tastkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der beiden Größen Strom und Spannung zeitgleich erfolgen kann und die Signale über zwei unterschiedliche Messleitungen nach außen geführt werden.
Tastkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale Strom und Spannung nur über eine umschaltbare Messleitung nach außen geführt werden.
Tastkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung zwischen den beiden Sensorleitungen für Strom und Spannung auf die Messleitung mittels einer externen Schaltleitung erfolgt.
Trenn- und Messadapter zur automatisierten Durchführung der Messung gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • über eine elektronische Schaltvorrichtung das EuT vom Leitungsnetz getrennt werden kann, die Schaltvorrichtung trennt entweder nur die Versorgungsleitung oder beide Leitungsanschlüsse, • ein Steueranschluss für die Schaltvorrichtung vorhanden ist, • eine Anbindung für den Tastkopf gemäß Anspruch 4 vorgesehen ist oder der Tastkopf gemäß Anspruch 4 direkt in den Adapter integriert ist.