DE2031204B2

DE2031204B2 - Prüfeinrichtung fur Hochspannungs wandler

Info

Publication number: DE2031204B2
Application number: DE19702031204
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl.-Ing. Zuerich Brueckel (Schweiz)
Original assignee: TETTEX AG ZUERICH (SCHWEIZ)
Current assignee: TETTEX AG ZUERICH (SCHWEIZ)
Priority date: 1970-06-24
Filing date: 1970-06-24
Publication date: 1973-12-13
Also published as: DE2031204C3; DE2031204A1

Description

C₂ = 10 · (0,1 + 0,01 + 0,001) μ¥ + (0 ... 1000) pF .

Die zunehmenden Schwierigkeiten, welche die Beschaffung geeigneter Kapazitätsdekaden hoher Präzision bereiten, lassen es erwünscht erscheinen, an Stelle der niederspannungsseitigen Kapazitätsdekade des kapazitiven Spannungsteilers eine andere, billigere und leichter beschaffbare Schaltungsanordnung verwenden zu können. Ebenso ist es wünschenswert, den gemäß dem Hauptpatent vorgesehenen, in geringerem Umfang jedoch abhängig von der Einstellungswahl der einstellbaren Kapazität des Spannungsteilers einstellbaren kapazitiven Parallelzweig zu dem Brükkenzweig, wie es das Hauptpatent vorsieht, in Fortfall gelangen zu lassen.

Diese Aufgabenstellung und deren Lösung, verbunden mit dem technischen Fortschritt geringerer Beschaffungsschwierigkeiten und daher eines billigeren Herstellungspreises bilden die Grundlage der Zusatzerfindung.

Eine dem Prüfen von Hochspannungswandlern dienende Prüfeinrichtung zur Ermittlung des Übersetzungsfehlers und des Fehlwinkels eines Hochspannungswandlers mit dekadisch einstellbarer kapazitiver Spannungsteilung, bei der ein Brückenausgangsdiagonalzweig zwischen dem geerdeten Zusammenschlußpunkt der beiden Wicklungen des Hochspannungswandlers und dem Zusammenschlußpunkt der beiden Spannungsteilerimpedanzen einen Nullindikator aufweist und zur Bildung einer Mehrzahl Fehlerbereichstufen unterschiedlicher Fehlergröße die Sekundärwicklung des streuarmen Transformators mit dekadisch abgestuften Anzapfungen versehen ist und für niedrige Fehlerstufen diese Spannungsreduktion der Transformatorsekundärspannung ausgenutzt wird, insbesondere in derartiger Ausbildung nach Hauptpatent 1 960 070, daß von der Niederspannungswicklung des Hochspannungswandlers über einen streuarmen Transformator eine erste Schleifdrahtanordnung und über eine 90° die Phase drehende Stufe (z. B. Lufttransformator) eine zweite Schleifdrahtanordnung gespeist werden, deren Abgriffsspannung zu der Abgriffsspannung der ersten Schleifdrahtanordnung addiert wird, zwecks Bildung einer

in dem Brückenuusgangsdiagonalzweig zur Wirkung gebrachten Kompensationsspannung, kennzeichnet sich gemäß der Zusatzerfindung dadurch, daß der kapazitive Spannungsteiler als niederspannungsseilige Impedanz eine Widerstandsdekade (R₂) aufweist und der Brückenzweig über den Ausgangskreis eines von einer an der Widerstandsdekade (R₂) abgegriffenen Spannung gesteuerten Integrationsverstärkers (IV) geschlossen ist.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

W₁, W₂ ist der zu prüfende Meßwandler, wobei der Zusammenschlußpunkt b der beiden Wandlerimpedanzen W₁, W₂ auf Erdpotential liegt und die andere Klemme der Wandlerimpedanz W₁ auf der Hochspannung U gehalten wird. Der zur Messung des Übersetzungsverhältnisses des Hochspannungswandlers W₁, W₂ vorgesehene dekadisch einstellbare Parallelzweig besteht aus der Hochspannungskapazität Cj und der Widerstandsdekade R₂, wobei der Zusammenschlußpunkt der beiden Spannungsteiler-Impedanzen mit d bezeichnet ist. IV ist ein Integrationsverstärker, dessen Eingangskreis an die Klem\aen der Widerstandsdekade R₂ angeschlossen ist. Der von dem Zusammenschlußpunkt b ausgehende Brückenzweig umfaßt den Ausgangskreis des Integrationsverstärkers IV. Wie bei dem Hauptpatent ist an der niederspannungsseitigen Wandlerimpedanz W₂ ein streuarmer Transformator T₁ angeschlossen, dessen Sekundärwicklung über einen Vorwiderstand eine Schleifdrahtanordnung F und über einen Parallelzweig, mit Phasendrehkreis, einen Lufttransformator M speist. In dem Sekundärkreis des Lufttransformators M sind eine zweite Schleifdrahtanordnung, parallel zu der ein Spannungsteiler vorgesehen ist, und ein weiterer Phasendrehkreis angeordnet. Der Abgriff am erstgenannten Schleifdraht F und der Abgriff an der zweiten Schleifdrahtanordnung sind in Serie geschaltet und führen zu dem Nullinstrument Nl und von dort zu der einen Ausgangsklemme des Integrationsverstärkers / V.

Der Integrationsverstärker IV liegt eingangsseitig an dem Widerstand R₂ und führt ausgangsseitig über den Nullindikator NI und die Schleifdrahtabgriffe d und F zu dem Bezugspunkt b. Die Mittelpunkte der zu den beiden Schleifdrähten F und δ parallelgeschalteten Spannungsteiler definieren dabei die Mittelpunkte der beiden Schleifdrähte als deren Nullpunkt.

Wenn die kleinen Spannungen U₂i und U_R2 von je etwa 1 V gegenüber der Hochspannung U₁ , vernachlässigt werden, ergibt sich der die Kapazität C, durchfließende Strom zu

U_n = ΙΟ⁵ V, C₁ = ΙΟ² pF = ΙΟ""¹⁰ F und „, = .τ · ΙΟ² wird beispielsweise
J₁ = U_n j ω C₁ = ΙΟ⁵ -./.τ ΙΟ² · ΙΟ"¹⁰ = jn ΙΟ"³ A .

Ur₂ = JiR₂ = Ui, }«> C₁ · «2 = j* 10"³ · - HV

20

35

40

V.

Schließlich ergibt sich die wieder um 90⁼ zurückgedrehte, also mit der Spannung LZ_n gleichphasige Ausgangsspannung des Integrationsverstärkers IV

it mn = -T · 10²

mit zu Uy₂ = ^ ■ U_R2 = 4^r -i I = IV (reell).

Andererseits wird durch den Wandler W₂ im Zusammenwirken mit der Spannungsaufteilung an dem streuarmen Transformator T₁ zwischen dem Erdungspunkt b und dem als Bezugspunkt für den Integrationsverstärker maßgeblichen Punkt c die Spannung U_n erzeugt, deren Amplitude in Anbetracht des Übersetzungsverhältnisses der zu prüfenden Wandler W₁, W-, und der Spannungsaufteilung an der Primärwicklung des streaiarmen Transformators T₁ ebenfalls 1 V ist. Die Spannung LZ₂₁ liegt dabei in Phase mit der sich an der Sekundärwicklung W₂ des zu prüfenden Wandlers ausbildenden Spannung LZ₁₂.

In Fig. 2 ist das Tür die erfindungsgemäße Schaltung nach Fig. 1 maßgebliche Vektorendiagramm wiedergegeben.

Zwischen dem Punkt b und der Ausgangsklemme a des Integrationsverstärkerr herrscht dann Stromlosigkeit, wenn die Fehlerspannung U_F und die Fehlwinkelspannung U„, an den entsprechenden Schleifdrähten abgegriffen, eingeschleust werden.

Für die interne Prüfung der Schaltung sind eine zweite Sekundärwicklung W₃ sowie die Kapazität C₄ = 0,1 aF und der Schalter S₁₁ bzw. S₁₂ vorgesehen. Durch diesen Schalter wird die Hochspannungskapazität C₁ an Erde gelegt und der Widerstand R₂ an die Kapazität C₄ angeschlossen.

In diesem Fall liegt die Spannung U₂₃ in Phase mit der Spannung U₂₁. Vernachlässigt man auch hier wieder die Spannungen U₂₁ und U_R2 gegenüber der lOOmal größeren Spannung U₂₃.. so wird Tür

45

60 = U₂₂ = ΙΟ² V, C₄ = 0,1 μ¥ und R₂ =

der Strom

J₄ = CZ₂₃WC₄ = ΙΟ² η ΙΟ² · ΙΟ""⁷ = -τ · 10"³A und die an dem Widerstand R₂ erzeugte Spannung

U₂ = J₄ · R₂ = .τ 10

-3 . _l. ₁₀3 ₌ .■7

Ferner ergibt sich

Ig Λ₄ = R_2ioC₄ = - ΙΟ³ · π 10² ■ ΙΟ'⁷ = 10"²

und ,Y = 34,4'.

Dieser Strom erzeugt an einem Widerstand Diese Werte müssen bei der Prüfung jeweils ein-

1 ,_·, _Λ , _nno -IJC gestellt werden und bei einem ordnungsgemäßen

R₂ = - 10³Q den um 90° voreilenden Spannungs- _{6j Arbe}iten des Integrationsverstärkers unverändert blei-

abfall ben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Dem Prüfen von Hochspannungswandlern dienende Prüfeinrichtung zur Ermittlung des Übersetzungsfehlers und des Fehlwinkels eines Hochspannungswandlers mit dekadisch einstellbarer kapazitiver Spannungsteilung, bei der ein Brückenausgangsdiagonalzweig zwischen dem geerdeten Zusammenschlußpunk t der beiden Wicklungen des Hochspannungswandlers und dem Zusammenschlußpunkt der beiden Spannungsteilerimpedanzen einen Nullindikator aufweist und zur Bildung einer Mehrzahl Fehlerbereichstufen unterschiedlicher Fehlergröße die Sekundärwicklung des struuarmen Transformators mit dekadisch abgestuften Anzapfungen versehen ist und für niedrige Fehlerstufen diese Spannungsreduktion der Transforniatorsekundäispannung ausgenutzt wird, insbesondere in derartiger Ausbildung nach Hauptpatent 1 960 070, daß von der Niederspannungswicklung des Hochspannungsumwandlers über einen streuarmen Transformator eine erste Schleifdrahtanordnung und über eine 90° die Phase drehende Stufe (z. B. Lufttransformator (eine zweite Schleifdrahtanordnung gespeist werden, deren Abgriffsspannung zu der Abgrifiispannung der ersten Schleifdrahtanordnung addiert wird, zwecks Bildung einer in dem Brückenausgangsdiagonalzweig zur Wirkung gebrachten Kompensationsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Spannungsteiler als niederspannungsseitige Impedanz eine Widerstandsdekade (R₂) aufweist und der Brückenzweig Über den Ausgangskreis eines von einer an der Widerstandsdekade (R₂) abgegriffenen Spannung gesteuerten Integrationsverstärkers (IV) geschlossen ist.

Unter einer Hohle-Brücke versteht man in iler Wechselstrommeßtechnik eine dem Prüfen von Hochspannungswandlern dienende Prüfeinrichtung mit einstellbarem kapazitivem Spannungsteiler, bei der ein einen Nullindikator aufweisender Brückenzweig zwischen dem geerdeten Zusammenschlußpunkt der beiden Spannungswandler-Impedanzen und dem Zusammenschlußpunkt der einstellbaren Niederspannungskapazität und der in Serie dazu angeordneten Hochspannungskapazität des kapazitiven Spannungsteilers gebildet ist und von der niederspannungsseitigen Spannungswandler-Impedanz über einen streuarmen Transformator eine erste Schleifdrahtanordnung und über eine 90° die Phase drehende Stufe, z. B. einen Lufttransformator, eine zweite Schleifdrahtanordnung gespeist wird, deren Abgriffsspannung zu der Abgriffsspannung der erstgenannten Schleifdrahtanordnung addiert wird, zwecks Bildung einer den Brückenzweig itromlosmachenden Kompensationsspannung.

Die Erfindung des Hauptpatentes sieht vor, daß Mittel zur dekadischen Reduktion der von dem streuarmen Transformator erzeugten Sekundärspannung vorgesehen sind und für die beiden niedrigen Fehler- »tufen diese Spannungsreduktion der Transformator-Sekundärspannung ausgenutzt wird und nur für eine höhere Fehlerstufe eine an sich für diese Zwecke bekannte dekadische einstellbare Kapazität an den Brückenzweig parallel anschaltbar ist, wobei diese anschaltbare Kapazität zu der niederspannungsseitigen Spannungsteilerkapazität im Verhältnis η - 1 steht, wenn mit η das Fehlerverhältnis der Fehlerstufe bezeichnet ist.

Die Erfindung des Hauptpatentes bezweckt, unterschiedliche Fehlerbereiche des Übersetzungsverhältnisses mit einer in möglichst geringem Umfang erfolgenden dekadischen Variation der dem Brückcn-

zweig parallel zu schaltenden Kapazität zu beherrschen.

Immerhin ergibt sich auch bei der Schaltung gemäß dem Hauptpatent, daß die dekadisch einstellbare Kapazität des kapazitiven Spannungsteilers mit

is hoher Präzision innerhalb eines großen Dekadenbereiches einstellbar sein muß. Beabsichtigt man beispielsweise, daß der Spannungswandler eine Spannungstiansformation von U₁ = 10⁵ V auf U₂ = 10²V bewirken soll und die hochspannungsseitige Kapazität

des kapazitiven Spannungsteilers C₁ = 10² pF betragen soll, so ergibt sich, daß die niederspannungsseitige dekadisch einstellbare Kapazität des kapazitiven Spannungsteilers im folgenden Umfang einstellbar sein muß: