DE2037828A1 - Spannungsteiler besonders für hohe Spannungen - Google Patents

Spannungsteiler besonders für hohe Spannungen

Info

Publication number
DE2037828A1
DE2037828A1 DE19702037828 DE2037828A DE2037828A1 DE 2037828 A1 DE2037828 A1 DE 2037828A1 DE 19702037828 DE19702037828 DE 19702037828 DE 2037828 A DE2037828 A DE 2037828A DE 2037828 A1 DE2037828 A1 DE 2037828A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage divider
housing
voltage
ohmic
metal body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702037828
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Jürgen Dipl Ing 7751 Litzel stetten Labudda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DE19702037828 priority Critical patent/DE2037828A1/de
Publication of DE2037828A1 publication Critical patent/DE2037828A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

  • Spannungsteiler besonders für hohe Spannungen Zur Reduktion von mit der Kontakt spitze .eines sogenannten Tastkopfes abtastbaren hohen Spannungen auf wesentlich niedrigere Werte, die z.B. zur Steuerung eines Oszillografen dienen, sind Spannungsteiler bekannt, bestehend aus einem .an die Kont akt spitze angeschlossenen hochohmigen im gasgefüllten Hohlraum eines geerdeten Schutzgehäuses liegenden ersten Widerstand sowie einem zwischen diesem und Erde liegenden entsprechend dem Teilerverhältnis kleineren zweiten Widerstand, der zusammen mit Kompensationsgliedern in einem gesonderten Gehäuse untergebracht ist. Der Spannungsteilerpunkt liegt zwischen diesen beiden Widerständen. Die zwischen dem ersten Widerstand und seinem geerdeten Schutzgehäuse bestehenden Kapazitätswerte haben zur Folge, daß schnelle, insbesondere sprungweise Änderungen der abgetasteten hohen Spannung nicht ohne weiteres am SpannunGsteilerpunkt in reduzierter Skala abgebildet werden, sondern die geteilte Spannung ein verzögerndes und störendes Einschwingverhalten zeigt, solange nicht eine Kompensation vorgenommen wird mit den vorgenannten Kompensationsgliedern, die aus zu dem zweiten Widerstand parallel geschalteten Serienschaltungen von regelbaren Widerständen und Kapazitäten bestehen.
  • Die Einstellung der Kompensation ist hierbei jedoch nicht ganz einfach, im Verlauf der Einstellung mehrerer RegelSlieder müssen meist Korrekturen der vorher vorgenommenen Einstellungen vorgenommen werden.
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungsteiler mit einem ersten, zusammen mit einem in seiner Nähe liegenden Metallkörper eine Impedanz mit kapazitivem Anteil ergebenden ohmschen Widerstand und einem zweiten, mit einstellbaren Kompensationsgliedern versehenen ohmschen Widerstand.
  • Durch die Erfindung wird eine Reihe wesentlicher Vorteile gegenüber dem Bekannten erzielt bzw. erzielbar: eine Vereinfachung der Kompensationseinstellung, geringerer Raumbedarf und geringerer Leistungsbedarf des Teilers, geringere Temperaturabhängigkeit und geringerer Wartungsbedarf.
  • Bei einem Spannungsteiler der vorgenannten Art ist erfindunsgemäß vorgesehen,idaß die Impedanz des ersten ohmschen Widerstands nebst Metallkörper in einem den zweiten ohmschen iderstand und die einstellbaren Glieder enthaltenden Kompensationsnetzwerk teilabschnittsweise mit Bezug auf aufeinanderfolgende Teilabschnitte des ersten Widerstands nachgebildet it. Insbesondere ist vorgesehen, daß das Kompensationsn<.tzerk durch eine zwischen dem Spannungsteilerpunkt und einem festen, insbesondere Erd- bzw. Massepotential liegende den zweiten ohmschen Widerstand bildende Kette von Teilwiderständen sowie durch Kapazitäten gebildet ist, die zwischen Abgriffspunkten der Kette und dem festen Potential liegen, und daß die oder ein Teil der Teilwiderstände oder/ und Eapazitaten regelbar sind.
  • Die Erfindung sieht dabei weiter vor, daß der in der Nähe des ersten ohmschen Widerstands liegende Metallkörper mit dem Spannungsteilerpunkt leitend verbunden ist.
  • Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Spannungsteilers besteht darin, daß der Metallkörper ein den ersten ohmschen Widerstand mit Abstand umschließendes erstes Gehäuse oder Teil eines solchen Gehäuses ist, und dies erste Gehäuse mit Abstand von einem zweiten, an festes, insbesondere Erd- oder Massepotential angeschlossenen Gehäuse umschlossen ist.
  • Weitere erfindungsgemäße Maßnahmen bestehen dabei darin, daß die Kapazität des zweiten Gehäuses gegen das erste in einem Nachbildungsglied des Kompensationsnetzwerks berücksichtigt ist, sowie daß die inneren Abstandsräume des ersten und vorzugsweise auch des zweiten Gehäuses mit einer hochspannungsfesten aushärtenden Masse vergossen sind.
  • Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
  • Figur 1 zeigt einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Spannungsteiler für hohe Spannungen, wobei der den ersten Widerstand enthaltende Teilerzweig detailliert ist.
  • Figur 2 zeigt ein Ersatzschaltbild für den ersten Widerstand nebst dem ihn umgebenden Metallgehäuse, Figur 3 zeigt eine Ausführungsform und Figur 4 eine weitere Ausführungsform des Kompensationsnetzwerks, Figur 5 verdeutlicht den Zusammenhang zwischen der räumlichen Anordnung der Einstellungsglieder des Kompensationsnetzwerks und ihrem Einflußbereich im Verlauf der geteilten Spannung über der Zeitachse.
  • Gemäß Fig.1 liegt zwischen einem Punkt A, an den eine variable hohe Spannung Uh anlegbar ist, und einem Spannungsteilerpunkt B, von dem eine zu Uh proportionale stark reduzierte Spannung abgenommen werden soll, ein ohmscher Widerstand R1 von z.B. 200 Megohm. Er wird mit Abstand umschlossen von einem zylindrischen Gehäuse G1, von dem mindestens der Zylindermantel, der gegebenenfalls gitterartig durchbrochen sein kann, aus Metall besteht. Das Gehäuse bzw. sein metallischer Teil ist leitend mit dem Spannungsteilerpunkt B verbunden. Das Gehäuse Gl ist mit Abstand von einem zylindrischen Metallgehause G2 umschlossen, das mit Masse verbunden ist. Der Anschluß nach A ist von beiden Gehäusen und der Anschluß nach B vom Gehäuse G2 isoliert. Die Abstandsräume zwischen' den Gehäusen Gl und G2 sowie zwischen dem Gehäuse G1 und dem Widerstand Rl sind mit einer hochspannungsfesten aushartenden Masse 5, z.B. aus Silikonkautschuk,durch Vergießen ausgefüllt. Zwischen Punkt B und Punkt M (Masse) liegt ein Kompensationsnetzwerk K, dessen Ausbildung weiter unten beschrieben wird. Das Teilerverhältnis zwischen den Spannungsteilerzweigen A - B und iMsei N : 1, beispielsweise 1000 : 1.
  • Die Anordnung des Widerstands Ri mit dem an der Seite des Spannungsteilerpunkts an ihn angeschlossenen Gehäuse G1 bildet einen Zweipol zwischen den Punkten A und B, dessen Impedanz = frequenzabhängiger Widerstand, wenn man den Punkt B an Masse legt, gemessen werden kann und näherungsweise der der in Figur 2 dargestellten Ersatzschaltung entspricht.
  • Bei dieser ist der Widerstand Rl durch zwischen A und B in Serie liegende gleichgroße Teilabschnitte AR1 des Gesamtwiderstands ersetzt, der kapazitive Anteil jedes Abschnitts AR1 gegenüber dem Gehäuse ist jeweils durch eine Kapazität AC1 dargestellt.
  • Die Impedanzfunktion des Netzwerkes nach Figur 2 lautet 31(p) = #R1 .
  • wobei die Frequenzfunktion G(p) Glieder mit p.T= p.#R1.#C1 enthalt, deren Exponent von Null bis n ansteigt, wenn n die Anzahl der gewählten Teilungen in Figur 2 ist.
  • Fügt man zwischen B und Masse nun ein gleich aufgebautes Netzwerk ein, dessen #R2 = (1/N).#R1 und dessen #C2 = N.#C1 ist, so folgt dessen Impedanz der Funktion g2(p) = #R2 . G(p).
  • Die Frequenzfunktion G(p) ist unverändert geblieben, daT und die Stufenzahl n beibehalten wurden.
  • Das Teilungsverhältnis zwischen A und B bezüglich Masse ist damit frequenzunabhängig geworden, da es sich als ergibt.
  • Natürlich ist die Nachbildung der Impedanzfunktion der Anordnung 21,G1 in dem Netzwerk der Figur 2 nur eine naherungsweise entsprechend der Anzahl der gewählten Teilabschnitte, die zudem infolge mechanischer und anderer Ungenauigkeiten nicht völlig homogen sind.
  • Das Kompensationsnetzwerk K in Figur 1 ist nun in seiner Konfiguration dem Netzwerk der Figur 2 entsprechend aufge-AR2 AC2 baut, wobei seine Teilwiderstände/und Teilkapazitäten/sich zu denen der Anordnung R1,G1 entsprechend dem Spannungsteilverhltnis so verhalten, wie weiter oben für das zwischen B und Masse eingefügte Netzwerk angegeben, und wobei ferner mindestens ein Glied jeder Stufe oder der Mehrzahl der Stufen um den genannten Wert herum regelbar ist. Nach Figur 3 sind die Kapazitäten, nach Figur 4 sind die Teiliderstnde regelbar, es kann auch vorgesehen werden, daß sowohl die Widerstands- als auch die Kapazitätswerte regelbar sind.
  • Die in Figur 4 unmittelbar zwischen B und M liegende Kapazität ist in ihrer Größe so gewählt, daß die Kapazität des Gehäuses G 2 gegen das Gehäuse Gl in ihr mit beriicksichtigt ist, ebenso wie gegebenenfalls die Kapazität eines abgeschirmten Kabels zwecks Verbi.ndung zwischen einem Oszillographen und der Teileranordnung.
  • In Figur 5 ist ein Kompensationsnetzwerk wie das nach Figur 4 nochmals teilweise dargestellt, darüber ist über einer Zeitachse t der gewünschte rechteckige Verlauf der Spannung Ug am Punkte B gegenüber Masse dargestellt, wenn Uh ebenfalls rechteckförmig verläuft. Wie durch die gestrichelten Linien sinnfällig verdeutlicht, besteht als Folge der abschnittsweisen Impedanznachbildung ein Zusammenhang zwischen der Abfolge der Einstellglieder des Kompensationsnetzwerks und ihrem Einflußbereich im Verlauf der geteilten Spannung über der Zeitachse, der die Durchführung erforderlicher Justierungen wesentlich erleichtert, wie sie beispielsweise erforderlich sind, um einen auf einem Oszillographen sichtbaren, in Figur 5 punktiert angedeuteten Spannungsverlauf in die Recbteckform zu korrigieren.
  • Der zwischen den Punkten A und B liegende Zweig des beschriebenen Spannungsteilers kann als Abtastkopf für hohe Spannungen verwendet werden, welcher an dem geerdeten äußeren Gehäuse G2 angefaßt wird, aus dem eine Abtastspitze mit dem Ende A herausragt. Gegebenenfalls können der Zweig A-B und das Kompensationsnetzwerk innerhalb desselben Gehäuses G2 Platz finden. Bei anderen Verwendungen des Spannungsteilers, insbesondere wenn keine Störfelder zu befürchten sind, die die Spannung des Gehäuses G1 beeinflussen, kann das äußere Gehäuse G 2 gegebenenfalls auch weggelassen werden.
  • zeigen der erleichterten Kompensation kann in dem zwischen A und B liegenden Zweig des Spannungsteilers mit einem größeren ohmschen Widerstand und größerer Kapazität als bisher üblich gearbeitet werden, d.h. es kann einmal die Leistungsaufnahme, damit die Erwärmung und die Temperaturabhängigkeit vermindert werden, zum anderen können die kapazitäterzeugenden Abstände verkleinert werden im Interesse einer Verminderung des Raumbedarfs. Die Verwendung einer hochsnannungsfesten Vergußmasse kommt dem ebenfalls entgegen, außerdem ergibt sie eine stabile gegenseitige halterung der Teile R1, G1 und G2. Daneben erfordert sie, im Gegensetz zu einer Gasfüllung, keine Wartung.

Claims (6)

  1. Patent ansprüche
    $ Spannungsteiler mit einem ersten, zusammen mit einem in seiner Nähe liegenden Metallkörper eine Impedanz mit kapazitivem Anteil ergebenden ohmschen Widerstand und einem zweiten, mit einstellbaren Eompensationsgliedern versehenen ohmschen Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz des ersten ohmschen Widerstands (R1) nebst Metallkörper.(G1) in einem den zweiten ohmschen Widerstand und die einstellbaren Glieder enthaltenden Kompensationsnetzwerk (Fig.3, Fig.4) teilabschnittsweise mit Bezug auf aufeinanderfolgende Teilabschnitte (AR1) des ersten Widerstands nachgebildet ist.
  2. 2. Spannungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsnetzwerk (K) durch eine zwischen dem Spannungsteilerpunkt (B) und einem festen, insbesondere Erd- bzw. Massepotential (M) liegende, den zweiten ohmschen Widerstand bildende Kette von Teilwiderständen (AR2) sowie durch Kapazitäten (bs2) gebildet ist, die zwischen Abgriffspunkten der Kette und dem festen Potential liegen, und daß die oder ein Teil der Teilwiderstände oder/und Kapazitäten regelbar sind.
  3. 3. Spannungsteiler nach Anspruch 1, dadurch ekennzeichnet, daß der in der Nähe des ersten ohmschen Widerstands (R1) liegende Metallkörper (gel) mit dem Spannungsteilerpunkt (B) leitend verbunden ist.
  4. 4. Spannungsteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper ein den ersten ohmschen Widerstand (R1) mit Abstand umschließendes erstes Gehäuse (Gl) oder Teil eines solchen Gehäuses ist, und dies erste Gehäuse mit Abstand von einem zweiten, an festes, insbesondere Erd- oder Massepotential angeschlossenen Gehäuse (G2) umschlossen ist.
  5. 5. Spannungsteiler nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichn,et, daß die Kapazität des zweiten Gehäuses (G2) gegen das erste (G1) sowie gegebenenfalls weitere zusätzliche Kapazitäten in einem Nachbildungsglied des Kompensationsnetzwerks (K) berücksichtigt ist bzw.sind.
  6. 6. Spannungsteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Abstandsräume des ersten und vorzugsweise auch des zweiten Gehäuses mit einer hochspannungsfesten aushärtenden Uasse (S) vergossen sind.
DE19702037828 1970-07-30 1970-07-30 Spannungsteiler besonders für hohe Spannungen Pending DE2037828A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702037828 DE2037828A1 (de) 1970-07-30 1970-07-30 Spannungsteiler besonders für hohe Spannungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702037828 DE2037828A1 (de) 1970-07-30 1970-07-30 Spannungsteiler besonders für hohe Spannungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2037828A1 true DE2037828A1 (de) 1972-02-03

Family

ID=5778364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702037828 Pending DE2037828A1 (de) 1970-07-30 1970-07-30 Spannungsteiler besonders für hohe Spannungen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2037828A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19841164A1 (de) * 1998-09-09 2000-03-16 Abb Research Ltd Spannungsteileranordnung
DE102004050469A1 (de) * 2004-10-16 2006-04-20 Duromer Kunststoffverarbeitungs-Gmbh Spannungsteiler
FR2909251A1 (fr) * 2006-11-28 2008-05-30 Gen Electric Generateur de haute tension d'un appareil a rayons x comportant un dispositif de mesure de haute tension
EP2990810A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Ölaktive Teilkonstruktion in Gas

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19841164A1 (de) * 1998-09-09 2000-03-16 Abb Research Ltd Spannungsteileranordnung
DE102004050469A1 (de) * 2004-10-16 2006-04-20 Duromer Kunststoffverarbeitungs-Gmbh Spannungsteiler
FR2909251A1 (fr) * 2006-11-28 2008-05-30 Gen Electric Generateur de haute tension d'un appareil a rayons x comportant un dispositif de mesure de haute tension
US7777506B2 (en) 2006-11-28 2010-08-17 General Electric Company High-voltage generator for an x-ray apparatus comprising a high-voltage measurement device
EP2990810A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Ölaktive Teilkonstruktion in Gas
WO2016030035A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Oil active part design in gas
CN106716146A (zh) * 2014-08-29 2017-05-24 西门子公司 气体中的浸油有源部分设计
US20170285073A1 (en) * 2014-08-29 2017-10-05 Siemens Aktiengesellschaft Oil active part design in gas
US10514395B2 (en) 2014-08-29 2019-12-24 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for insulating an RC voltage divider with an active part in oil and an outer part in gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3140753C2 (de) Vorrichtung zum Messen des elektrischen Oberflächenwiderstandes eines Gegenstandes
DE857087C (de) Anschlussglied zum Anschliessen einer koaxialen Leitung oder zum Verbinden zweier koaxialer Leitungen
DE2313478C3 (de) Spannungswandler für eine mehrere Leiter führende, vollisolierte Hochspannungsschaltanlage
DE69123962T2 (de) Spulen für die magnetische kernresonanz mit doppelter abstimmung
DE2349982A1 (de) Schaltung zur unterdrueckung von rauschsignalen und verfahren zur eichung der schaltung
DE102011078334A1 (de) Verfahren und System zum Kalibrieren eines Shunt-Widerstands
DE102006061923A1 (de) Rogowski-Sensor und Verfahren zum Messen eines Stromes
EP0274767B1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Stellung des Abgriffes eines Widerstandsferngebers
DE2262053C3 (de) Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Parameter eines Transistors
DE19841164A1 (de) Spannungsteileranordnung
DE3445898C2 (de)
DE2037828A1 (de) Spannungsteiler besonders für hohe Spannungen
DE3130487C2 (de)
EP0284546A1 (de) Verfahren zur Prüfung von Anordnungen
DE3416786A1 (de) Rauschfilter
DE2202589A1 (de) Mehrpoliges Massenfilter
EP0980003A1 (de) RC-Spannungsteiler
DE3121398A1 (de) Einrichtung zur messung hoher wechselspannungen in hochspannungsschaltanlagen
DE2649356B2 (de) Signalverstärker für integrierte Schaltungen
DE102013012733A1 (de) Widerstand mit verminderter parasitärer Kapazität
DE102016124165A1 (de) Verfahren und Sensor zur Messung eines Wechselstroms
DE102016124167A1 (de) Rogowski-Stromsensor mit aktiver Kapazitätskompensation
DE19581562B4 (de) Vierpolstandardwiderstand
DE102015213631A1 (de) Schaltungsplatine
DE2364986C3 (de) Hochspannungswiderstand