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Dem Prüfen von Hochspannungswandlern dienende Prüfeinrichtung Zusatz
zu P 20 31 204.3-35 In der Zusatzpatentanmeldung P 20 31 204.3 ist eine Prüfeinrichtung
für Hochspannungswandler beschrieben, bei der das Übersetzungsverhältnis eines zu
prüfenden Hochspannungswandlers mit der Spannungsaufteilung in einem kapazitiven
Parallelzweig verglichen wird, der von einem Hochspannungskondensator und einem
dekadisch einstellbaren Widerstand gebildet wird und der so eingestellt wird, daß
seine Spannungsteilung dem Nennübersetzungsverhältnis des Prüflings entspricht.
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Dabei ist an den dekadisch einstellbaren Widerstand ein Integrationsverstärker
angeschlossen, der die an dem Widerstand gedrehte Spannung phasenmäßig wieder um
900 zurückdreht. An die Sekundärwicklung des zu prüfenden Spannungswandlers ist
ein Hilfstransformator angeschlossen, dessen Sekundärwicklung die Anzapfungen aufweist,
an welche die beiden Schleifdrähte für das Übersetzungsfehler-Potentiometer und
das Fehlwinkelpotentiometer angeschlossen sind.
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Die Anzapfungen haben den Zweck, die Schleifdrähte mit solchen Spannungen
zu speisen, daß die Ablesung an den Schleifdrähten mit den erwähnten Faktoren zu
multiplizieren ist.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Widerstand und damit die
Eingangsspannung des Integrationsverstärkers bei den verschiedenen Meßbereichen
nicht verändert werden müssen, hat jedoch den Nachteil, daß dem kleinsten Pehlermeßbereich
die kleinste Schleifdrahtspannung und dem größten Pehlermeßbereich die größte Schleifdrahtspannung
entspricht. Dadurch wird dem genauesten Meßbereich die geringste Meßempfindlichkeit
und dem gröbsten Meßbereich die höchste Meßempfindlichkeit in Millivolt pro Teilstrich
zugeordnet, so daß für den letzteren Meßbereich die Empfindlichkeit des Nullstromanzeigers
entsprechend herabgesetzt werden muß.
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Gemäß der Erfindung sollen die beiden Schleifdrahtspannungen und damit
die Meßempfindlichkeit in den verschiedenen Meßbereichen konstantgehalten werden,
wobei außerdem die Einstellung des Widerstandes hiervon unberührt bleiben soll.
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Dies geschieht erfindungsgemäß in der Weise, daß im Gegensatz zum
Zusatzpatent P 20 30 204.3 nicht die Sekundärwicklung des Hilfstransformators, sondern
die Primärwicklung des Hilfstransformators mit entsprechenden Anzapfungen versehen
und an den Verstärker ein Spannungsteiler angeschlossen ist, dessen Spannungsstufen
mit denjenigen der Anzapfungen an der Primärwicklung übereinstimmen.
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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 einer hochspannungsseitigen Kapazität und eines niederspannungsseitigen,
dekadisch einstellbaren Widerstandes des kapazitiven Spannungsteilers gebildet ist
und von der niederspannungsseitigen Spannungswandler-Impedanz über einen streuarmen
Transformator eine erste Schleifdrahtanordnung und über eine 90° die Phase derhende
Stufe (z. B. Lufttransformator) eine zweite Schleifdrahtanordnung gespeist werden,
deren Abgriffspannungen zwecks Bildung einer in dem Brückenzweig zur Wirkung gebrachten
Kompensationsspannung (Hohle-Brücke) addiert werden und bei der dekadisch einstellbare
Abgriffsmittel an dem streuarmen Transformator vorgesehen sind und der Brückenzweig
über den Ausgangskreis eines Integrationsverstärkers geschlossen ist, der von der
an dem dekadisch einstellbaren Widerstand abgegriffenen Spannung gesteuert wird,
nach der Zusatzanmeldung P 20 31 204.3, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß die Primärwicklung des streuarmen Transformators dekadisch einstellbare Abgriffe
aufweist und in dem Ausgangskreis des Integrationsverstärkers ein entsprechende,
mit den vorgenannten Abgriffen gemeinsam dekadisch einstellbare Abgriffe aufweisender
Spannungsteiler angeordnet ist, an dessen Abgriff der Brückenzweig angeschlossen
ist und dessen eine Endklemme an den Abgriff der Primärwicklung des streuarmen Transformators
angeschlossen ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer derartigen Einrichtung sieht
vor, daß die eine Endklemme des dekadisch einstellbaren Widerstandes und die eine
Eingangsklemme und die eine Ausgangsklemme des Integrationsverstärkers mit der vorgenannten
Endklemme des Spannungsteilers verbunden sind.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß
der Spannungsteiler über einen Trenntransformator an die Ausgangsklemmen des Integrationsverstärkers
angeschlossen ist und die eine Endklemme des dekadisch einstellbaren Widerstandes
und die eine Eingangsklemme des Integrationsverstärkers unmittelbar leitend miteinander
und mit dem gemeinsamen Erdungspunkt verbunden sind.
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In Figuren 1 und 3 sind Schaltungsschemata der Prüfanordnungen gemäß
der vorliegenden Erfindung und in Figur 2 das zugehörige Spannungsdiagramm dargestellt.
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In Fig. 1 besitzen die Primärwicklung 2.1 des Hilfstransformators
T1 und der Spannungsteiler SPT die korrespondierenden Anzapfungen α , ß, ,
durch welche die Kompensationsspannung Uk vorzugsweise in den Stufen 10 - 1 - 0,2
eingestellt werden kann, während die Spannungen UF und U an den Schleifdrähten für
die Ablesung des Übersetzungsfehlers F und des Fehlwinkels hiervon unberührt bleiben.
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Den angegebenen Spannungsstufen entsprechen dann die Ablesefaktoren
x 0,1, x 1 und x 5. Haben beispielsweise die Spannung des Schleifdrahtes für den
Übersetzungsfehler F den Betrag UF = 12 mV und diejenige des Schleifdrahtes für
den Fehlwinkel # den Betrag U = 17,5 mV, so ergeben sich für die Fehlerbereiche
F = + 0,12 o/o, # 1,2 /o und # 6 % sowie für die Fehlwinkelbereiche # = # 6', #
60' und # 300 ' die Kompensationsspannungen Uk = 5 - 0,5 - 0,1 V.
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Die betreffende Kompensationsspannung Uk ist sowohl an den Anzapfungen
α1, ß1 und γ1 der Primärwickung 2.1 des Hilfstransformators T1 als auch
an den Anzapfungen A2 es und 2 des Spannungsteilers SPT einzustellen. Zu diesem
Zweck werden die beiden hierzu dienenden Schalter Zweck mäßigerweise miteinander
gekoppelt.
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In Fig. 2 sind die Spannungsverhältnisse für dieselbe Fehlergröße
und für zwei verschiedene Kompensationsspannungen dargestellt, wobei der Vektor
c - b die volle Kompensationsspannung U21 und der Vektor c' - b der Deutlichkeit
wegen die halbe Kompensationsspannung 1/2 U21 darstellt.
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Die Schaltung nach Fig. 1 hat insofern einen Nachteil, als ein Teil
der Primärwicklung 2.1 des Hilfstransformators T1 von dem die Hochspannungskapazität
C1 und den Widerstand R2 durchfließenden Strom J1 durchflossen ist. Dieser Strom
hat bei U = 100 kV und C1 = 100 pF sowie bei der Netzfrequenz f = 50 Hz den Betrag
J1 = U#C1 = 105 # # # 10-10 # 3 # 10-³ A und würde am Widerstand Rw # 0.1 # des
Teiles der Wicklung zwischen Abgriff und Erdungspunkt einen Spannungsabfall U 3
# 10-4 V V verursachen. Dies ergäbe z. B. bei einer Kompensationsspannung Uk = 1
V einen zusätzlichen Fehler von etwa 0,3 %0. Es ist deshalb erwünscht, die Primärwicklung
2.1 des Hilfstransformators T1 von dieser Strombelastung zu befreien.
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Diesem Zweck dient die Schaltung nach Fig. 3. Diese unterscheidet
sich von der Schaltung nach Fig. 1 dadurch, daß der untere Anschlußpunkt c des Widerstandes
R2 nicht mit
einer der Anzapfungen α1, ß1, j1 der Primärwicklung
2.1 des Hilfstransformators T1, sondern mit dem Erdungspunkt b verbunden ist. Dagegen
ist der Anschlußpunkt an der Anzapfung der Primärwicklung 2.1 des Hilfstransformators
T1 mit dem unteren Anschlußpunkt f des Spannungsteilers SPT verbunden, der seinerseits
beispielsweise über einen Trenntransformator TrT von dem Integrationsverstärker
IV gespeist wird. Anstelle des Trenntransformators TrT können auch andere Mittel
zur Potentialtrennung zwischen dem Eingang des Integrationsverstärkers IV und dem
Spannungsteiler SPT angewendet werden, so z. B. Verstärker mit Gleichtaktunterdrückung
oder mit Potentialwandlerschaltung.
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Die Kapazität C2, die Schalter S11 und S12 und die weitere Sekundärwicklung
2.3 des Transformators sind wie bei der Zusatzanmeldung P 20 31 204.3 zu Eichzwecken
vorgesehen.
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Neuerdings sollen Spannungswandler auch bei einer Spannung U = 0,05
Un geprüft werden, wobei Un die Nennspannung bedeutet. In diesem Fall betragen die
Schleifdrahtspannungen auch nur 5 % von ihrem Nennwert, und es ergibt sich dadurch
eine entsprechende Verminderung der Meßempfindlichkeit. Dies kann gemäß der weiteren
Erfindung dadurch nahezu vermieden werden, daß bei gleichbleibendem Ablesefaktor
sowohl die Kompensationsspannung Uk als auch die beiden Schleifdrahtspannungen UF
und U 5 beispielsweise auf den zehnfachen Betrag angehoben werden.
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Zu diesem Zweck ist die Sekundärwicklung 2.2 des Hilfstransformators
mit den Anzapfungen u1 und u10 versehen, wobei die Anzapfung u1 der normalen Einstellung
und die Anzapfung u10 dem zehnfachen Betrag von u1 entsprechen würde.
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Eine solche Anhebung der Schleifdrahtspannungen ist besonders für
den Schleif draht zur Ablesung des Fehlwinkels von VorteIl, wenn die Gegeninduktivität
M aus Dimensionierungsgründen einen Eisenkern mit Luftspalt enthält, bei welchem
der Abfall der Magnetisierungskurve bei kleinen Spannungen trotz der Scherung durch
den Luftspalt noch in Erscheinung tritt.
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Patentansprüche: