DE2322623B2 - Anordnung zur Messung des Leistungsfaktors einer Ölprobe bzw. Verlustfaktors einer Ölprobe - Google Patents

Description

die Elektroden jeweils durch einen geeigneten Leiter lassen. Die Zelle wird dann elektrisch mit der Brücke mit einem Anschlußblock 24 verbunden, der außer- verbunden, wodurch die Zellenelektroden erregt halb der Zelle so angeordnet ist, daß er einen ent- werden. Man nimmt hierauf eine Ablesung von dem sprechenden Steckkontakt der leiter aufnehmen Instrument 60 vor, die jetzt für den Strom / bezeichkann. Die Zellenelektroden sind in eine geeignete 5 nend ist, der das öl zwischen der Mittelelektrode und (nicht dargestellte) Abdeckung einmontiert und kön- der Außenelektrode der Zelle durchfließt. Schließlich nen in eine zu untersuchende ölprobe eingetaucht wird die variable Kapazität 47 zur erneuten Nullwerden, anzeige des Instruments nachgestellt, was eine Ab-

Zu der Brücke 14 gehören Eingangsanschlüsse 31 lesung I_x liefert. Das Verhältnis I_x zu / ist dem Lei- und 31, die jeweils mit dem betreffenden der End- ίο stungsfaktor der ölprobe proportional. Durch KaIianschlüsse der Sekundärwicklung 35 eines Transfer- brierung der Instrumentskala in prozentualen Leimators36 verbunden sind. Die Primärwicklung 37 stungsfaktoreinheiten entsprechend dem Ausschlag dieses Transtormators kann an eine geeignete (nicht und durch Einstellung der Stromauslenkung / auf dargestellte) Wechselstromquelle angeschlossen wer- einen Festpunkt der Skala läßt sich also erreichen, den, die bei der Leistungsfaktonnessung zur Speisung 15 daß man die Leistungsfaktoreinheiten unmittelbar der ölzelle benutzt wird. Die Brücke 14 weist ferner von dem Instrument ablesen kann.
Ausgangsanschiusse 41 und 42 auf. Die Brücke be- Es sei nun auf F i g. 2 Bezug genommen, in der

steht aus impedanzunveränderbarin Zweigen, wie eine weitere bevorzugte Ausführungsfonn der Erfinbeispielsweise Widerständen 44 und 45, die zwischen dung dargestellt ist, wobei gleichartige Bauteile der den Eingangsanschluß 32 und den Ausgangsanschluß ao Schaltung jeweils mit den gleichin Bezugszahlen be-41 bzw. 42 gelegt sind, und aus impedanzveränder- zeichnet sind, die hier jedoch mit einem Indexstrich baren Zweigen, wie beispielsweise Drehkonden- versehen sind. Die Ausführungsform der Fig.2 satoren oder variablen Kapazitäten 46 und 47, die unterscheidet sich von jener der F i g. 1 dadurch, daß zwischen den Eingangsanschluß 31 und den Aus- zwischen der Zelle und der Brücke ein Triaxialkabel gangsanschluß 41 bzw. 42 gelegt sind. Die Anschlüsse 25 16' vorgesehen ist und daß die Schutzelektrode auf 41 und 42 sind durch Leiter 51 bzw. 52 mit dem Ein- dem gleichen Poteäüal gehalten wird wie die Mittelgangsdoppelanschluß eines Differenzverstärkers 55 elektrode. Dies wird durch Verwendung eines Opeverbunden. Der Ausgang des Difierenzverstärkers rationsverstärkers 80 erreicht, der mit einem posiwird durch einen Leiter 57 dem einen Anschluß 58 tiven Eingangsanschluß über einen Leiter 81 an den eines Meßinstruments 60 zugeführt, dessen anderer 30 Ausgangsanschluß 42' der Brücke gelegt ist. Der Anschluß 59 an Erde gelegt ist. Auch der Anschluß Ausgangsanschluß 82 des Verstärkers 80 ist über 32 ist durch einen Leiter 63 geerdet. einen Rückkopplungswiderstand 84 mit dem nega-

Die Brücke ist mit einem Anschluß 64 leitend ver- tiven Eingangsanschluß des Verstärkers verbunden, bunden, der mit einem entsprechenden Steckkontakt Der Ausgangsanschluß 82 ist über einen Leiter 85 66 in Verbindung gebracht werden kann. Genauer 35 und die innere Abschirmung des Triaxialkabels gesagt, der Anschluß 31 ist durch einen Leiter 68 mit außerdem mit der Schutzelektrode der Zelle verbundem einen Kontakt der Steckverbindung 64 verbun- den. In der gezeigten Anordnung fungiert der Opeden, der Anschluß 42 ist durch einen Leiter 69 mit rationsverstärker 80 als Spannungsfolgeverstärker, so einem zweiten Kontakt der Steckverbindung 64 ver- daß das Potential der Mittelelektrode dem Eingang bunden, und der Anschluß 32 ist durch einen Leiter 40 des Verstärkers 80 zugeführt wird. Der Ausgang des 70 mit einem dritten Kontakt der Steckverbindung 64 Verstärkers folgt dieser Eingangsspannung, wodurch verbunden. die Schutzelektrode auf dem gleichen Potential ge-

Wie der zeichnerischen Darstellung zu entnehmen halten wird wie die Mittelelektrode. Dies wirkt sich ist, ist jede der Elektroden der Zelle 12 selektiv mit dahingehend aus, daß die Effektiv kapazität zwischen einem entsprechenden Kontakt der Steckverbindung 45 dem Innenleiter und der inneren Abschirmung des 64 verbunden. Bei der dargestellten Ausführungs- Triaxialkabels auf einen sehr niedrigen Wert herabform ist die Mittelelektrode 17 der Zelle mit dem gesetzt wird. Da die Effektivkapazität zwischen der Ausgangsanschluß 42 der Brücke verbunden, und die Mittelelektrode und der inneren Abschirmung par-Außenelektrode 19 der Zelle ist mit dem Eingangs- allel zum Widerstand 45' der Brücke in Erscheinung anschluß 31 der Brücke verbunden, so daß die Elek- 50 tritt, werden durch diese Maßnahme die durch eine troden dem impedanzveränderbaren Zweig 47 der Kapazität dieser Art hervorgerufenen Meßfehler Brücke parallel geschaltet sind. Außerdem ist die weitestgehend ausgeschaltet.

Schutzelektrode 21 mit dem Eingangsanschluß 32 der Aus dem Gesagten ist zu entnehmen, daß in den

Brücke leitend verbunden, der geerdet ist. obigen Ausfuhrungsformen eine sehr vorteilhafte öl-

Beim Arbeiten mit der aus der Zelle und der 55 leistungsfaktor-Meßzelle und eine Anordnung vor-Brücke bestehenden Anordnung werden die Zellen- Hegt, die tragbar ist und bei der eine Direktablesung elektroden unter Abklemmen der Leiter von der des Leistungsfaktors bzw. Verlustfaktors der zu Steckverbindung 24 in die Probe des zu unter- untersuchenden ölproben möglich ist. Die Venvensuchenden Öls eingetaucht. Die Brücke wird hierauf dung eines Differenzverstärkers im Ausgang der aus der Wechselstromquelle gespeist, und die impe- 60 Brückenschaltung hat zur Folge, daß Spannungsdanzveränderbaren Zweige, d. h. also die variablen stoße, die aus der Erregerquelle herrühren, ebenso Kapazitäten 46 und 47, werden abgeglichen, so daß beseitigt werden, wie auch Störungen im Instrumentsich das Meßinstrument auf Null einstellt. Hiermit ausgang. Die Verwendung des Spannungsfolgers in ist gemeint, daß der Kondensator 47 fast auf die Verbindung mit dem Triaxialkabel ist ebenfalls vormaximale Kapazität eingestellt wird, worauf der Kon- 65 teilhaft, da hierdurch die Kapazität zwischen den bedensator 46 zum Abgleich so eingestellt wird, daß treffenden Elektroden verringert und die Genauigkeit das Instrument den kleinstmöglichen Wert anzeigt. des Meßinstruments aus den genannten Gründen er-Der Kondensator 46 bleibt in dieser Einstellung be- höht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche: i>f= , ^

1. Anordnung ζηγ Messung des Leistungsfaktors einer ölprobe bzw. Verlustfaktors einer Öl- *" ^
probe unter Verwendung einer Prüfzelle mit 5 w₌ JL. = EI_x, (2) einer Mittelelektrode, einer Schutzelektrode und R_x
einer Außenelektrode, wobei diese Elektroden in ist folglich

eine ölprobe eintauchbar sind, gekennzeich- _ Jk ,

net durch einen in Verbindung mit der Zelle I '

(12) vorgesehenen Meßkreis mit einer Brücke io
(14) mit zwei aus einer Wechsektromquelle (36)

speisbaren Eingangsanschlüssen (31,32) und zwei worin R_x die Ohmschen Verluste in der ZeUe und

mit den Eingangsanschlüssen (31,32) durch zwei im öl bezeichnet, während I_x den Verluststromfluß

impedanzveränderbare Zweige (46, 47) sowie durch die Zelle und durch das öl bezeichnet Der

durch zwei impedanzunveränderbare Zweige (44, 15 Leistungsfaktor ist für Werte unter 10% ungefähr

45) verbundene Ausgangsanschlüsse (41, 42), gleich dem Verlustfaktor tan δ.

einen Differenzverstärker (55), wobei der Ein- Die nach dem Signd der Technik bekannten Meß-

garjg dieses Differenzverstärkers (55) mit den geräte sind insofern mit gewissen Mangeln behaftet,

Ausgangsanschlüssen (41, 42) der Brücke (14) als sie nicht tragbar sind. Auch kann man bei diesen

elektrisch verbunden ist, ein mit dem Aus- «" Geräten eine ungenaue Anzeige erhalten, bedingt

gangsanschluß des Differenzverstärkers (55) ver- durch Netzspannungsstöße und regellose Schwankun-

bundenes Meßinstrument (60) und eine Verbin- gen, die in den Zellenstromkreisen auftreten und die

dungsleitung (16, 24, 26, 64, 66) zum selektiven beispielsweise von der zur Stromzuführung zu den

Anschalten der Mittelelektrode (17) der ZeUe ZeUenelektroden benutzten Spannungsquelle her-

(12) und der Außenelektrode (19) in Parallel- 25 rühren können. Störungen können in den Zellen auch

schaltung zu den impedanzveränderbaren Zwei- durch regellose Schwankungen und Störspannungen

gen (46,47) der Brücke (14). verursacht werden, die in den die ölproben enthal-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- tenden Geräten auftreten.

kennzeichnet, daß die Verbindungsleitung ein Tri- Die Erfindung hat demgemäß zur Aufgabe, ein

axialkabel (16*) einschließt. 30 tragbares Meßgerät zur Messung des Leistungsfaktors

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- bzw. Verlustfaktors von ölproben zu schaffen, das kennzeichnet daß die Schutzelektrode (21) an zur Verhinderung von Störungen durch Fremdquellen Erde gelegt ist abgeschirmt ist Diese Aufgabe wird gelöst durch

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- eine Anordnung der eingangs genannten Art, die gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker ein 35 kennzeichnet ist durch einen in Verbindung mit der Operationsverstärker (80) ist, wobei zwischen Zelle vorgesehenen Meßkreis mit einer Brücke mit dem Ausgang und dem einen Eingang des Ope- zwei aus einer Wechselstromquelle speisbaren Einrationsventärkers (80) ein Rückkopplungswider- gangsanschlüssen und zwei mit den Eingangsstand (84) liegt, während der andere Eingang des anschlüssen durch zwei impedanzveränderbare Operationsverstärkers (80) mit der Mittelelek- 40 Zweige sowie durch zwei impedanzunveränderbare trode (17') der Zelle (12Q verbunden ist und der Zweige verbundene Ausgangsanschlüsse, einen Diffe-Ausgang des Operationsverstärkers (80) mit der renzverstärker, wobei der Eingang dieses Differenz-Schutzelektrode (21') der Zelle (12') verbunden Verstärkers mit den Ausgangsanschlüssen der Brücke ist. elektrisch verbunden ist ein mit dem Ausgangs-

5. Anordnung nach einem oder mehreren der 45 anschluß des Differenzverstärkers verbundenes Meß-Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß instrument und eine Verbindungsleitung zum selekdas Meßinstrument (60) in Leistungsfaktorein- tiven Anschalten der Mittelelektrode der Zelle und heiten direkt geeicht ist. der Außenelektrode in Parallelschaltung zu den impedanzveränderbaren Zweigen der Brücke.

50 Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Figuren beschrieben.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Darin zeigt

Messung des Leistungsfaktors einer ölprobe bzw. F i g. 1 eine schematische Darstellung einer ersten

Verlustfaktors einer ölprobe unter Verwendung bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

einer Prüfzelle mit einer Mittelelektrode, einer 55 Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ande-

Schutzelektrode und einer Außenelektrode, wobei ren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

diese Elektroden in eine ölprobe eintauchbar sind. Bei der in b i g. 1 dargestellten Ausführungsform

Nach dem Stand der Technik sind verschiedene der Erfindung umfaßt eine allgemein mit der Bezugs-Anordnungen zur Messung des Leistungsfaktors von zahl 10 bezeichnete ölzellenanordnung zur Lei-Öl bekannt, beispielsweise also von Isolieröl, wie es 60 stungsfaktormessung eine Zelle 12 und eine Brücke in Transformatoren Und in elektrischen Einrichtun-

14. Die ZeUe und die Brücke sind selektiv durch gen sonstiger Art verwendet wird. Leiter miteinander verbunden, die allgemein mit der

Der Begriff ölleistungsfaktor bezeichnet in diesem Bezugszahl 16 bezeichnet sind.

Zusammenhang das Verhältnis der in der Zelle und Der schematischen Darstellung der Zelle in

in dem öl verbrauchten Wattleistung zu der von der 65 Fig. 1 ist zu entnehmen, daß diese eine Mittelelek-

Zelle und dem öl aufgenommenen Gesamt-Volt- trode 17 und eine Außenelektrode 19 einbegreift,

Amperezahl. Dies ist durch die folgende Gleichung zwischen denen eine Schutzelektrode 21 angeordnet

darzustellen: ist. Wie ferner aus der Darstellune hervorseht, sind