DE2031204C3

DE2031204C3 - Prüfeinrichtung für Hochspannungswandler

Info

Publication number: DE2031204C3
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: 1974-07-18
Also published as: DE2031204A1; DE2031204B2

Description

Brückenzweig parallel anschaltbar ist, wobei d.ese anschaltbare Kapazität zu der niederspannungsseu,-ϊ"η Spannungsteilerkapazität im Verhältnis « - 1 steht wenn mit η das Fehlerverhaltn.s der Fehlerstufe

..;

Unter einer Hohle-Brücke versteht man in der 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 Spannungsteilersgebildet 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 stromlosmachenden 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 Fehlerstufen diese Spannungsreduktion der Transformator-Sekundärspannung ausgenutzt wird und nur Tür eine höhere Fehlerstufe eine an sich für diese Zwecke bekannte dekadische einstellbare Kapazität an den DieErfindung des Hauptpatentes bezweckt, unterschiedliche Fehlerbereiche des Übersetzungsverhältnisses mit einer in möglichst geringem Umfang erfolgenden dekadischen Variation der dem Bruckcnzweig parallel zu schaltenden Kapazität zu beherr-^SdImmerhin ergibt sich auch bei der Schaltung «emäß dem Hauptpatent, daß die dekadisch einstellbare Kapazität des kapazitiven Spannungsteilers mn hoher Präzision innerhalb eines großen Dekadenbereiches einstellbar sein muß. Beabsichtigt man beispielsweise, daß der Spannungswandler eine Spannungstransformation von U₁ = 10⁵V auf U₂ = 10; V bewirken soll und die hochspannungsseitige Kapaz.tat des kapazitiven Spannungsteilers C₁ = 10- ph betrasen soll so ergibt sich, daß die niederspannungsseitige dekadisch einstellbare Kapazität des kapazitiven Spannungsteilers im folgenden Umfang einstellbar sein muß:
C₂ = 10 ■ (0,1 + 0,01 + 0,001) μΡ + (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 1960070, 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 Abgrilirsspannung zu der Abgriffsspannung der ersten Schleifdrahtanordnung addiert wird, zwecks Bildung einer

in dem Brückenausgangsdiagonalzweig zur Wirkung gebrachten Kompensationsspannung, kennzeichnet sich gemäß der Zusatzerfindung dadurch, 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.

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

W₁. W₂ ist der zu prüfende Meßwandler, wobei der Zusammenschlußpunkt b der beiden Wandlerimpedanzen W₁, W₁ auf Erdpotential liegt und die andere Klemme der Wandlerimpedanz W, auf der Hochspannung U gehalten wird. Der zur Messung des Übersetzungsverhältnisses des Hochspannungswan.dlers Wi, W₂ vorgesehene dekadisch einsteilbare Parallelzweig besteht aus der Hochspannungskapazität C₁ und der Widerstandsdekade R₂-. wwbei der Zusammenschlußpunkt der beiden Spannungsteiler-Impedanzen mit d bezeichnet ist. IV ist ein Integrationsverstärker, dessen Eingangskreis an die Klemmen 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 streuarmcr Transformator T₁ angeschlossen, dessen Sekundärwicklung über einen Vorwiderstand eine Schleifdrahtanordnung F und über einen Paralklzweig. 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 weilerer Phasendrehkreis angeordnet. Der Abgriff am erstgenannten Schleifdraht F und der Abgriff an der zweiten Schleifdrahtanordnung sind in Serie geschaltet und führen zu dem Nullinstrument NI und von dort zu der einen Ausgangsklemme des Integrationsverstärkers IV.

Der Integrationsverstärker IV liegt eingangsseitig an dem Widerstand R₂ und führt ausgangssei tig über den Nullindikator NI und die Schleifdrahtabgriffe Λ und F zu dem Bezugspunk' b. Die Mittelpunkte der zu den beiden Schleifdrähten F und Λ parallelgeschalteten Spannungsteiler definieren dabei die Mittelpunkte der beiden Schleifdrähte als deren Nullpunkt. Wenn die kleinen Spannungen IZ₂₁ und U_R2 von je etwa 1 V gegenüber der Hochspannung U₁₁ vernachlässigt werden, ergibt sich der die Kapazität C₁ durchfließende Strom zu

^, = J₁

?, = ./.-7 ΙΟ"³ ■ - I»·'

V.

Schließlich ersibt sich die wieder um 90 zuruck-

gedrehte, also mk der Spannung U₁₁ gleichphasige

Ausoangsspunnungdes Integrations Verstärkers IV

1 = 1 V (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 L₂₁ erzeugt, deren Amplitude in Anbetracht des Übersetzungsverhältnisses der zu prüfenden Wandler W₁, W₂ und der Spannungsaufteilung an der Primärwicklung des stromarmen Transformators T₁ ebenfalls 1 V 1st. Die Spannung U₂₁ liegt dabei in Phase mit der sich an der Sekundärwicklung W₂ dts zu prüfenden Wandlers ausbildenden Spannung U₂. In Fig. 2 ist das für die erfindungsgemäße Schaltung nach F i g. 1 maßgebliche Vektorendiagramm

wiedergegeben.
Zwischen dem Punkt b und der Ausgangsklemme a

des Integrationsverstärkers herrscht dann Stromlosigkeit, wenn die Fehlerspannung U, und die Fehlwinkelspannung U,,, an den entsprechenden Schleifdrähten abgegriffen, eingeschleust werden.

Für die inlerne Prüfung der Schaltung sind eine

zweite Sekundärwicklung W₃ sowie die Kapazität C₄ — 0,1 nF und der Schalter S 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 sich an der zweiten Sekundärwicklung W_A ausbildende Spannung U₃ in Phase mit der Spannung U.,_r Vernachlässigt man auch hier wieder die Spannungen U₂₁ und U,_(i gegenüber der lOOmal größeren Spannung U₃, so wird für

U₁ = U₂ = 102 V, C₄ = 0,1 _μΡ und R₂ = der Strom

J₄ = U₂₃,„C₄ = 10² 7, \Qr ■ ΙΟ"⁷ = .-7 · 10"³A und die an dem Widerstand R₂ erzeugte Spannung

40

⁴⁵

J₁ = U₁₁ -

U₂=

= .-, 10"³ · — ■ 10³ = 1 V

Ferner ergibt sich

U_n = 10⁵ V, C₁ = 10² pF = ΙΟ"¹⁰ F und ,., = .-7 ■ wird beispielsweise

J₁ = U_u j,„ C₁ = 10⁵ · j.-i 10² · ΙΟ"¹⁰ = ./.-7 ΙΟ"·' A . Dieser Strom erzeugt an einem Widerstand tg A₄ = R₂^C₄ = ~ ΙΟ³ · .τ 10² ■ ΙΟ'⁷ - 10-

60

_h. ₌ 344'

Dieser S g Diese Werte müssen bei der Prüfung jeweils ein-

R₂ = I IQ³12 den um 90^c voreilenden Spannung*- ^stellt werden und bei einem ordnungsgemäßen

τ ' ^e 65 Arbeiten des Integrationsverstarkers unverändert blei-

abfall ben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Dem Prüfen von Hochspannungswandlern dienende Prüfeinrichtung zur Ermittlung des über-Setzungsfehlers 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 ] 960070, 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 Abgriffsspannung der ersten Schleifdrahtanordnung addiert wird, zwecks Bildung einer in dem Brückenausgangsdiagonalzweig zur Wirkung gebrachten Kompensationsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Spannungsteiler als nicderspannungsseitige 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.

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