DE1058626B

DE1058626B - Procedure for testing a capacitive voltage transformer

Info

Publication number: DE1058626B
Application number: DEK30658A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Otto Erich Noelke
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1956-12-21
Filing date: 1956-12-21
Publication date: 1959-06-04

Description

DEUTSCHESGERMAN

Das Patent 971213 behandelt einen kapazitiven Spannungswandler, bei dem der kapazitive Spannungsteiler und der induktive Zusatzwandler, gegebenenfalls auch die zur Erhöhung der Meßgenauigkeit vorgesehenen Induktivitäten und Kunstschaltungsmittel, in einem gemeinsamen, mit einer Isolierflüssigkeit oder festen Isoliermitteln (z. B. Gießharz) gefüllten Behälter untergebracht sind. Zwischen dem Teilungspunkt des kapazitiven Spannungsteilers und dem Oberspannungspol des Zusatzwandlers ist eine von außerhalb des Behälters zu betätigende lösbare Verbindung vorgesehen. Diese ermöglicht es, den kapazi tiven Spannungsteiler für sich den für Kondensatoren üblichen Prüf bedingungen zu unterwerfen und ebenso den induktiven Zusatzwandler mit seinen zusätzlichen Teilen für sich einer entsprechenden besonderen Prüfung zu unterziehen.The patent 971213 deals with a capacitive voltage converter in which the capacitive voltage divider and the additional inductive converter, if necessary also the inductances and electronic circuit means provided to increase the measuring accuracy, are accommodated in a common container filled with an insulating liquid or solid insulating means (e.g. cast resin) are. Between the division point of the capacitive voltage divider and the high-voltage pole of the additional converter, a detachable connection is provided that can be operated from outside the container. This makes it possible to subject the capacitive voltage divider to the usual test conditions for capacitors and also to subject the additional inductive converter with its additional parts to a corresponding special test.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines solchen kapazitiven Spannungswandlers und ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Zusammenbau des kapazitiven Spannungswandlers mit einem induktiven Stromwandler in einem gemeinsamen, mit einer Isolierflüssigkeit oder festen Isoliermitteln gefüllten Behälter die zwischen dem Teilungspunkt des kapazitiven Spannungsteilers und dem Oberspannungspol seines Zusatzwandlers vorgesehene, von außerhalb des Behälters zu betätigende lösbare Verbindung für die Dauer der Spannungsprüfung geöffnet und der kapazitive Spannungsteiler zusammen mit dem induktiven Stromwandler der Spannungsprüfung, vorzugsweise mit Wechselspannung der Grundfrequenz, unterzogen wird. Den induktiven Zusatz des kapazitiven Spannungswandlers kann man dann ebenfalls für sich der Windungsprobe, vorzugsweise bei gesteigerter Frequenz, unterwerfen.The invention relates to a method for testing such a capacitive voltage converter and is characterized in that when assembling the capacitive voltage converter with an inductive Current transformer in a common, filled with an insulating liquid or solid insulating means Container between the division point of the capacitive voltage divider and the high voltage pole its additional converter provided, to be actuated from outside the container releasable connection for the duration of the voltage test is open and the capacitive voltage divider together with the inductive Current transformer for voltage testing, preferably with AC voltage of the basic frequency, is subjected. The inductive addition of the capacitive voltage converter can then also be used subject to the winding test, preferably at an increased frequency.

Kombinierte Strom- und Spannungswandler, die aus einem kapazitiven Spannungsteiler nebst induktivem Zusatzwandler und einem induktiven Stromwandler bestehen, sind an sich in verschiedenen Ausführungsformen und Konstruktionen bekannt. Durch die Anwendung des Prüfverfahrens gemäß der Erfindung auf einen mit dem kapazitiven Spannungswandler zusammengebauten induktiven Stromwandler werden jedoch besondere Vorteile erzielt. Diese bestehen in erster Linie darin, daß die Prüfungen, denen derartige Wandler nach den geltenden Vorschriften unterworfen werden müssen, in besonders wirtschaftlicher und bequemer Weise durchgeführt werden können. Man darf nämlich den Stromwandlerteil einer Spannungsprüfung mit Wechselspannung der Grundfrequenz unterziehen, während der induktive Zusatz des kapazitiven Spannungswandlers nur mit erhöhter Frequenz geprüft werden kann. Dagegen können zur Prüfung des kapazitiven Spannungs-Verfahren, zum Prüfen
eines kapazitiven SpannungswandlersCombined current and voltage converters, which consist of a capacitive voltage divider together with an additional inductive converter and an inductive current converter, are known per se in various embodiments and designs. However, by applying the test method according to the invention to an inductive current transformer assembled with the capacitive voltage transformer, particular advantages are achieved. These consist primarily in the fact that the tests to which such converters must be subjected according to the applicable regulations can be carried out in a particularly economical and convenient manner. The current transformer part can namely be subjected to a voltage test with alternating voltage of the basic frequency, while the inductive addition of the capacitive voltage transformer can only be tested with increased frequency. On the other hand, for testing the capacitive voltage method, for testing
a capacitive voltage converter

Zusatz zum Patent 971 213Addendum to patent 971 213

Anmelder:Applicant:

Koch & Sterzel Kommanditgesellschaft,
Essen, Kruppstr. 92-96Koch & Sterzel limited partnership,
Essen, Kruppstr. 92-96

Dr.-Ing. Otto Erich Nölke, Essen,
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Otto Erich Nölke, Essen,
has been named as the inventor

wandlers wahlweise Gleich- oder Wechselspannungen zugelassen werden. Wenn gemäß dem Hauptpatent die Verbindung zwischen dem Teilungspunkt des kapazitiven Spannungsteilers und dem Oberspannungspol seines Zusatzwandlers für die Dauer der Prüfung gelöst werden kann, ist es möglich, auch für die Spannungsprüfung des kapazitiven Spannungsteilers eine Wechselhochspannung der Grundfrequenz anzuwenden. Man kann daher die Spannungsprüfung des kombinierten Wandlers gemäß der Erfindung in der Weise durchführen, daß die zwischen dem Teilungspunkt des kapazitiven Spannungsteilers und dem Oberspannungspol seines Zusatzwandlers vorgesehene, von außerhalb des Behälters zu betätigende lösbare Verbindung für die Dauer der Spannungsprüfung geöffnet und der kapazitive Spannungsteiler zusammen mit dem induktiven Stromwandler der Spannungsprüfung, vorzugsweise mit Wechselspannung der Grundfrequenz, unterzogen wird. Diese Art der Prüfung bietet den Vorteil, daß zur Lieferung der Prüfspannung nur eine Hochspannungsquelle von der Grundfrequenz benötigt wird. Eine solche Hochspannungsquelle braucht nur einen Bruchteil der Scheinleistung aufzubringen, die beim Prüfen mit erhöhter Frequenz erforderlich wäre, nämlich einen Bruchteil, der dem umgekehrten Verhältnis der Frequenzen entspricht; andererseits stehen Hochspannungsquellen mit Grundfrequenz ausreichender Leistung in vielen Fällen zur Verfügung, zumal zur Erzeugung auf einen Regeltransformator statt auf einen besonderen Maschinensatz zurückgegriffen werden kann.converter, either direct or alternating voltages can be permitted. If according to the main patent the connection between the division point of the capacitive voltage divider and the high voltage pole its additional converter can be solved for the duration of the test, it is also possible for the voltage test of the capacitive voltage divider an alternating high voltage of the basic frequency apply. One can therefore test the voltage of the combined converter according to the invention in perform the way that between the dividing point of the capacitive voltage divider and the High voltage pole of its additional converter provided, releasable to be actuated from outside the container Connection open for the duration of the voltage test and the capacitive voltage divider together with the inductive current transformer of the voltage test, preferably with alternating voltage of the Fundamental frequency, is subjected. This type of test has the advantage that the Test voltage only a high voltage source of the fundamental frequency is required. Such a high voltage source only needs to apply a fraction of the apparent power that is increased when testing Frequency would be required, namely a fraction corresponding to the inverse ratio of the frequencies; on the other hand, there are high voltage sources with a fundamental frequency of sufficient power in many Cases available, especially for generation on a regulating transformer instead of a special one Machine set can be accessed.

Ein weiterer Vorteil des Prüfverfahrens gemäß der Erfindung ist darin zu erblicken, daß mit ihm auch bei der Prüfung eines kombinierten Strom- undAnother advantage of the test method according to the invention is to be seen in the fact that with it too when testing a combined electricity and

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Spannungswandlers die Isolation des Stromwandlerteiles nur mit Wechselspannung der Grundfrequenz beansprucht wird und auch die für Stromwandler wie für Kopplungskondensatoren geltenden erhöhten Prüfspannungen ausgefahren werden können, während bei den bisher bekannten Verfahren man sowohl in der Wahl der Frequenz der Prüfspannung wie ihrer Höhe von den Eigenschaften des induktiven Spannungswandlerzusatzes abhängig ist.Voltage transformer the isolation of the current transformer part only with alternating voltage of the basic frequency is claimed and also the increased applicable to current transformers and coupling capacitors Test voltages can be extended, while in the previously known methods one can use both the choice of the frequency of the test voltage and its level on the properties of the inductive voltage transformer attachment is dependent.

Einen besonders geringen Aufwand erfordert die Spannungsprüfung, wenn man sie gemäß der weiteren Erfindungderart durchführt, daß zur Spannungsprüfung eine Reihenresonanzschaltung verwendet wird, welche aus den zu prüfenden kapazitiven Teilen (kapazitiver Teiler und parallel geschaltete Kapazität des Stromwandlers) und einer oder mehreren in Reihe geschalteten Induktivitäten besteht, wobei der ganze Kreis auf Grundfrequenzresonanz abgestimmt ist.The voltage test requires a particularly low effort if it is carried out according to the other Invention in such a way that a series resonance circuit is used for voltage testing, which from the capacitive parts to be tested (capacitive divider and capacitance of the current transformer connected in parallel) and one or more series-connected inductors, the whole circuit is tuned to fundamental frequency resonance.

In der Zeichnung ist schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Prüfverfahrens gemäß der Erfindung für einen mit einem Stromwandler kombinierten kapazitiven Spannungswandler dargestellt. Wie in der Abb. 1 des Hauptpatentes ist in einem zweckmäßig mit Schirmen versehenen, mit Isolierflüssigkeit gefüllten Isoliermantel 11 mit metallenem Boden 12 und metallenem Deckel 13 der von der Kondensatorensäule 14 und dem Kondensator 15 gebildete kapazitive Spannungsteiler und ein induktiver Zusatzspaimungswandler untergebracht, dessen Oberspannungswicklung mit 16, dessen Eisenkern mit 17 und dessen Unterspannungswicklung mit 18 bezeichnet ist. In dem Behälter befinden sich ferner die zur Erhöhung der Meßgenauigkeit des kapazitiven Spannungswandlers dienenden zusätzlichen Teile, die wie in dem Ausführungsbeispiel des Hauptpatentes durch eine im Zuge der Unterspannungswicklung 18 liegende Drossel 19 mit einem einen Luftspalt aufweisenden EiSenkern angedeutet sind. Der kapazitive Spannungsteiler 14, 15 ist einerseits an den als Hochspannungsanschluß ausgebildeten Metalldeckel 13, andererseits an den auf Erdpotential liegenden Metallboden 12 angeschlossen. Der Teilungspunkt 20 des kapazitiven Spannungsteilers ist über eine lösbare Verbindung 21, 22, 23 mit dem Oberspaimungspol der Oberspannungswicklung 16 verbunden, deren anderer Pol an den auf Erdpotential befindlichen Metallboden 12 angeschlossen ist. Die Ausbildung dieser lösbaren Verbindung im einzelnen und ihr Zweck sind in dem Hauptpatent näher erläutert. Die durch einen Stopfen 30 verschließbare Öffnung 28 im Isoliermantel ermöglicht die Zugänglichkeit zu der federnden Anschlußklemme 26, wie im Hauptpatent beschrieben ist. Die entsprechende Öffnung des Isoliermantels, durch weiche die mit dem Teilungspunkt 20 verbundene federnde Anschlußklemme 25 von außen zugänglich ist, ist in dem in der Zeichnung dargestellten Schnitt nicht sichtbar. Ihre Ausbildung ist die gleiche wie in dem Ausfiihrungsbeispiel des Hauptpatentes. In dem von dem Isoliermantel 11 und dem Boden 12 sowie dem Deckel 13 gebildeten Behälter befindet sich ferner ein beispielsweise in Kreuzringbauweise ausgeführter induktiver Stromwandler, der schematisch in Ansicht dargestellt ist.The drawing shows, schematically, an arrangement for carrying out the test method according to FIG Invention shown for a capacitive voltage converter combined with a current converter. As in Fig. 1 of the main patent is in an expediently provided with screens, with insulating liquid filled insulating jacket 11 with metal bottom 12 and metal cover 13 of the capacitor column 14 and the capacitor 15 formed capacitive voltage divider and an inductive additional voltage converter housed, whose high-voltage winding is denoted by 16, whose iron core is denoted by 17 and whose low-voltage winding is denoted by 18. In the container there are also those for increasing the measuring accuracy of the capacitive voltage converter Serving additional parts, which as in the embodiment of the main patent by an im In the course of the low voltage winding 18 lying choke 19 with an air gap having EiSenkern are indicated. The capacitive voltage divider 14, 15 is on the one hand on the metal cover 13 designed as a high-voltage connection, on the other hand connected to the metal base 12 which is at ground potential. The division point 20 of the capacitive The voltage divider is via a detachable connection 21, 22, 23 with the upper voltage pole of the high voltage winding 16, the other pole of which is connected to the metal base 12, which is at ground potential connected. The formation of this releasable connection in detail and its purpose are in the Main patent explained in more detail. The opening 28 in the insulating jacket, which can be closed by a plug 30, is made possible the accessibility to the resilient connection terminal 26, as described in the main patent. the corresponding opening of the insulating jacket through which the one connected to the dividing point 20 is connected resilient terminal 25 is accessible from the outside, is in the section shown in the drawing not visible. Their training is the same as in the exemplary embodiment of the main patent. By doing The container formed by the insulating jacket 11 and the bottom 12 and the lid 13 is also located an inductive current transformer executed, for example, in a cross-ring design, which is shown schematically in view is shown.

Die Durchführung 34, durch welche die beiden Enden 35α und 356 der Primärwicklung des Stromwandlers nach oben durch den Deckel 13 geführt sind, geht in den Primärwicklungsring über, der mit einer leitenden Schicht 36<z überzogen ist. Der den Primärwicklungsring durchsetzende Ringwickel enthält den Eisenkern mit der Sekundärwicklung und weist ebenfalls einen leitenden Belag 36 6 auf, der mit dem leitenden Belag 36 a verbunden ist. Der den Eisenkern mit der Sekundärwicklung enthaltende Ringwickel geht in eine Durchführung 37 über, durch welche die Enden 38 und 39 der Sekundärwicklung nach unten durch den Boden 12 herausgeführt sind. Die Primärwicklung des Stromwandlers befindet sich auf Hochspannungspotential, während der Eisenkern mit der Sekundärwicklung (bzw. bei einem Mehrkernwandler die Eisenkerne mit ihren Sekundärwicklungen) sich auf erdnahem Potential befinden. Dementsprechend ist die Primärwicklung einerseits und der Eisenkern mit der Sekundärwicklung andererseits isoliert. Die beiden leitenden Beläge 36 α und 36 b befinden sich auf einem mittleren Potential; ihre Potentialsteuerung erfolgt entweder auf Grund der Kapazitäten des Belages 36a zur Primärwicklung bzw. des Belages 36 & zur Sekundärwicklung oder zwangläufig durch eine Verbindung der leitenden Beläge 36α und 36 & mit einem entsprechenden Punkt des kapazitiven Spannungsteilers. In der Zeichnung ist eine solche Potentialsteuerleitung zu der Mitte der Kondensatorenkette 14, 15 gestrichelt eingezeichnet. Welche Art der Potentialsteuerung bevorzugt wird, hängt letzten Endes von meßtechnischen Erwägungen ab. Die beiden Durchführungen 34 und 37 des Stromwandlers sind auch mit Steuerbelägen 40 bis 45 versehen. Diese steuern sich entweder gegenseitig selbständig, indem sie ähnlich wie die Beläge von Kondensatordurchführungen angeordnet sind, oder sie werden, wie in der Zeichnung durch gestrichelte Linien angedeutet ist, mit entsprechenden Punkten der Kondensatorenkette des kapazitiven Spannungswandlers verbunden. Im letzteren Falle können die Steuerbeläge auch einfach durch leitende Ringe gebildet werden, die auf den Durchführungen angeordnet und zweckmäßig mit einer Isolierschicht versehen sind, die zur Isolierung zweier axial auf der Durchführung nebeneinanderliegender Ringe ausreicht. Welche Art der Potentialsteuerung (Fremd- oder Eigensteuerung) gewählt wird, hängt auch hier letzten Endes von meßtechnischen Erwägungen ab.The bushing 34, through which the two ends 35 α and 356 of the primary winding of the current transformer are passed up through the cover 13, merges into the primary winding ring, which is covered with a conductive layer 36 <z. The ring winding penetrating the primary winding ring contains the iron core with the secondary winding and also has a conductive coating 36 6, which is connected to the conductive coating 36 a. The ring coil containing the iron core with the secondary winding passes into a bushing 37 through which the ends 38 and 39 of the secondary winding are led down through the base 12. The primary winding of the current transformer is at high voltage potential, while the iron core with the secondary winding (or, in the case of a multi-core transformer, the iron cores with their secondary windings) are at ground potential. Accordingly, the primary winding on the one hand and the iron core with the secondary winding on the other hand are insulated. The two conductive coatings 36 α and 36 b are at a medium potential; their potential control takes place either on the basis of the capacities of the coating 36a for the primary winding or the coating 36 & for the secondary winding or necessarily by connecting the conductive coatings 36α and 36 & to a corresponding point of the capacitive voltage divider. Such a potential control line to the center of the capacitor chain 14, 15 is shown in dashed lines in the drawing. Which type of potential control is preferred ultimately depends on metrological considerations. The two bushings 34 and 37 of the current transformer are also provided with control linings 40 to 45. These either control each other independently, in that they are arranged similarly to the coverings of capacitor bushings, or, as indicated by dashed lines in the drawing, they are connected to corresponding points on the capacitor chain of the capacitive voltage converter. In the latter case, the control linings can also be formed simply by conductive rings which are arranged on the bushings and are expediently provided with an insulating layer which is sufficient to isolate two rings axially adjacent to one another on the bushing. Which type of potential control (external or in-house control) is chosen ultimately depends on metrological considerations.

Aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, daß zur Durchführung der Prüfung des kombinierten Wandlers die lösbare Verbindung 21, 22, 23 in der im Hauptpatent beschriebenen Art und Weise nach Entfernung des imFrom the embodiment shown in the drawing it can be seen that for implementation the examination of the combined transducer, the releasable connection 21, 22, 23 described in the main patent Way after removal of the im

. Deckel 13 \>Orgesehenen Stopfens 33 geöffnet und danach der kapazitive Spannungsteiler 14, 15 zusammen mit dem induktiven Stromwandler der Spannungsprüfung, vorzugsweise mit Wechselspannung der Grundfrequenz, unterzogen werden kann.. Lid 13 open and open plug 33 then the capacitive voltage divider 14, 15 together with the inductive current transformer of the voltage test, preferably with alternating voltage the fundamental frequency, can be subjected.

In der Zeichnung sind außerhalb des den kombinierten Wandler enthaltenden Behälters 11, 12, 13 eine Reihe von Induktivitäten 46 bis 50 schematisch dargestellt. Sie bestehen beispielsweise aus Drosselspulen, deren Eisenkern einen Luftspalt aufweist. Jeder Eisenkern ist mit einem Pol seiner Drossel-Spulenwicklung verbunden. Die Drosselspulen mit ihren Eisenkernen sind räumlich übereinander, aber gegeneinander entsprechend elektrisch isoliert angeordnet. Die in Reihe geschalteten Induktivitäten 46 bis 50 sind so bemessen, daß bei der Prüfung des kapazitiven Spannungswandlers und des induktiven Stromwandlers bei der Prüffrequenz, vorzugsweise Grundfrequenz, die Summe der Induktivitäten 46 bis 50 auf Resonanz zur Summe der Kapazitäten des kapazitiven Spannungswandlers und der Stromwandlerkapazität abgestimmt ist. Wenn man zur Spannungsprüfung des kombinierten Wandlers alsoIn the drawing are outside the container 11, 12, 13 containing the combined transducer a number of inductors 46 to 50 are shown schematically. They consist, for example, of inductors, whose iron core has an air gap. Each iron core has one pole of its choke-coil winding tied together. The choke coils with their iron cores are spatially one above the other, but arranged electrically insulated from each other accordingly. The series-connected inductors 46 to 50 are dimensioned so that when testing the capacitive voltage converter and the inductive Current transformer at the test frequency, preferably the base frequency, the sum of the inductances 46 to 50 on resonance to the sum of the capacities of the capacitive voltage transformer and the current transformer capacity is matched. So if you want to test the voltage of the combined converter

Claims

If a series resonance circuit is used, as can be seen from the drawing, the voltage test requires particularly little effort, since only the correspondingly dimensioned and mutually isolated inductances 46 to 50 are required for testing. Patent claims:

1. Method for testing a capacitive voltage converter according to patent 971 213, thereby characterized in that when assembling the capacitive voltage converter with an inductive Current transformer in a common, filled with an insulating liquid or solid insulating means Container between the division point of the capacitive voltage divider and the high voltage pole its additional converter provided, releasable to be actuated from outside the container Connection open for the duration of the voltage test and the capacitive voltage divider together with the inductive current transformer of the voltage test, preferably with alternating voltage the fundamental frequency.

2. The method according to claim 1, characterized in that a series resonance circuit for voltage testing which is made up of the capacitive parts to be tested (capacitive divider and capacitance of the Current transformer) and one or more series-connected inductors, the whole circle is tuned to fundamental frequency resonance.

Considered publications:
German patent specification No. 756 295.

1 sheet of drawings