DE2407152A1 - Schaltungsanordnung zur messung von gleichstroemen hohen potentials - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Messung von Gleichströmen hohen Potentials Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Schaltung anordnung zur Messung von Gleichströmen hohen Potentials, wobei das Anzeigeinstrument von der Hochspannung galvanisch getrennt ist. Die Messung von Gleichströmen, die gegenüber Masse von einem hohen Potential sind, z.B. die Kathodenspannung einer Wanderfeldröhre, erfordert die Trennung der Meßanordnung, z.B. einem bleßinstrument, von dem hohen Potential. Diese Forderung ist deshalb einzuhalten, weil die Anzeige des Meßinstruments nicht unmittelbar in dem Gerät selbst erfolgt, sondern meist räumlich davon weist getrennt ist. Andererseits besteht die Gefahr, daß das Bedienungspersonal einer solchen Meßanordnung leicht mit hoher Spannung in Berührung kommen kann. Es muß also eine galvanische Trennung angestrebt werden.
• Aus der DT-OS 2 030 542 ist eine solche Anordnung bekannt.
• Hier handelt es sich um eine Meßanordnung, die zur Messung von Strömen auf eine hohen Potential geeignet ist. Die hier beschriebene Meßanordnung ist in ihrer Anzeige sehr stark abhängig von der Kurvenform (Flankensteilheit, Symmetrie) der zur Messung erforderlichen Hilfswechselspannung, die das Meßergebnis leicht täuschen kann. Die genaue Einhaltung einer Kurvenform der Hilfswechselspannung erfordert zusätzlichen Aufwand, der durch eine Anderung in der Meßanordnung vermeidbar wird.
• Aus diesem Gedanken heraus kommt man zur Aufgabenstellung, die der folgenden Erfindung zugrunde liegt.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Gleichrichterbrücke mit ihren Gleichstromanschlüssen in den Gleichstromzweig hohen Potentials gelegt und mit ihren Wechselstromanschlüssen an die Sekundärseite eines Übertragers angeschlossen ist, dessen Primärseite an einen hechselstromgenerator in Serie mit einer Meßanordnung angeschlossen ist.
• Es ist vorteilhaft, die Gleichstromanschlüsse mit einem Kondensator zu überbrücken. Um die Primärseite gleichstromfrei zu bekommen, ist es zweckmäßig, in die Primärseite des Übertragers eine Kapazität einzuschalten. Für die Gleichstromanzeige ist eine Meßanordnung aus einer Gleichrichteranordnußg in Serienschaltung mit einem Meßinstrument vorzusehen.
• Zur Kompensation der Nullstellung des Meßinstrument es ist es zweckmäßig, eine Gegenspannung über einen Vorwiderstand einstellbar vorzusehen. Besondere Vorteile hat die Gleichrichteranordnung im Meßzweig dann, wenn eine Brückenschaltung als Gleichrichter vorgesehen ist.
• Mit dieser erfindungsgemäßen Schaltung ist es möglich geworden, auf einfache Weise einen Gleichstrom auf einem hohen Potential mit einer in ihrer Kurvenform beliebigen Hilfswechselspannung zu messen.
• Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• In der Fig. 1 der Zeichnung ist die Schaltung der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt und in der Fig. 2 die spezielle Gleichrichteranordnung im Meßzweig, bestehend aus einer Brückenschaltung.
• Das in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Schaltbild zeigt die Schaltungsanordnung als Ausführungsbeispiel nach der Erfindung. Der Strom, der auf einem hohen Potential liegenden Spannung, fließt von der Klemme Ixi über die Brückenschaltung und zu gleichen Teilen über die Gleichrichter Grl, Gr2 und Gr3, Gr4 zur Klemme Ix2. Die Rlemmen Ixi und Ix2 entsprechen den Gleichstromanschlüssen der Brückenschaltung. Diese Schaltungsanordnung ist in einem auf hohem Potential liegenden Stromzweig eingefügt. Diese beiden Klemmen Ixi und Ix2 können zweckmäßigerweise noch mit einem Kondensator C1 überbrückt sein.
• Die Wechselstromanschlüsse der Brückenschaltung sind mit der Sekundärseite S eines Übertragers Tr verbunden. Die Primärseite P des Übertragers Tr ist mit einer Klemme über einen weiteren Kondensator C2 an einen Generator G angeschlossen, der eine beliebige Wechselhilfsspannung U (beispielsweise Impulse oder auch eine reine Wechselspannung) erzeugt. Die andere Klemme der Primärseite P des Ubertragers Tr ist über eine Gleichrichteranordnung, bestehend aus den Gleichrichtern Gr5 und Gr6 mit zugehörigen Vorwiderständen R gegen Masse, mit einem Meßinstrument I über einen Vorwiderstand RV und gegebenenfalls noch einen weiteren Kondensator C3 geschaltet. Eine Gegenspannung U= über einen weiteren Vorwiderstand RK ist zur Kompensation der Nullstellung des Instrumentes bestimmt.
• Diese }teßanordnung kann durch eine verbesserte Gleichrichteranordnung ersetzt werden, indem man eine Brückenschaltung vorsieht, wie sie in der Fig. 2 der Zeichnung dargestellt ist. Diese Anordnung vergrößert die Genauigkeit der Anzeige vor allem dann, wenn die Hilfswechselspannung einen unsymmetrischen Wechselstrom erzeugt.
• Die Funktion der Schaltung ist folgendermaßen: ein Gleichstrom Ixl fließt über die Klemme A, Klemme B und als Strom Ix2 zum Verbraucher. Es ist der auf hohem Potential liegende, zu messende Strom (in Richtung der ausgezogenen Pfeile). Dieser Strom teilt sich in dem Punkt A in zwei gleichberechtigte Zweige über die Gleichrichter Gri und Gr2 und über den Gleichrichter Gr3 und Gr4 auf. In den Schaltpunkten C und D, den beiden anderen Brückenpunkten, ist die Sekundärseite S des Übertragers Tr angeschlossen. Der Generator G erzeugt eine Impulsspannung, die in die Sekundärseite S des Ubertragers Tr transformiert wird. Diese in die Sekundärseite S transformierte Impulsspannung muß mindestens so groß sein, daß die Schwellspannung der Gleichrichter Grl bis Gr4 überschritten wird.
• Ist die Stromrichtung in der Sekundärseite S des Übertragers Tr in Pfeilrichtung (gestricheltePfeile), so wird der Gleichrichter Gri gesperrt und der Strom fließt über den Gleichrichter Gr2, die Klemme B in den Verbraucher und zurück zur Klemme A über den Gleichrichter Gr3 in die Sekundärseite des Übertragers. Der Gleichrichter Gr4 ist gesperrt. Der Strom über die Sekundärseite des Übertragers Tr wird genau so groß sein wie der Strom Ix der hochgespannten Stromquelle für den Verbraucher.
• Betrachtet man die entgegengesetzte Polrichtung des Impulses, so werden die Gleichrichter Gr4 und Gri offen und die Gleichrichter Gr2 und Gr3 gesperrt sein. Ist der hochgespannte Gleichstrom Ix = O, so werden lediglich die Gleichrichter Gri und Gr4 auf- und zugetastet, aber ein Stromfluß durch die Sekundärseite S des Übertragers Tr findet nicht statt.
• Damit ist also der durch die Sekundärseite S des Übertragers Tr fließende Gleichstrom Ix der hochgespannten Gleichspannung an dem Stromfluß in der Primärseite P des Übertragers Tr meßbar Durch die Primärwicklung P des Übertragers Tr wird ein dem Ubersetzungsverhältnis der beiden Wicklungen entsprechender Strom transformiert und in der Meßanordnung angezeigt.
• Durch die Primärwicklung P des Übertragers Tr fließt bei einem Strom Ix = 0 lediglich nur noch ein Leerlaufstrom, der durch die andliche Primärinduktivität und die Wicklungskapazität gegeben ist. Dieser Leerlaufstrom sollte so klein sein, daß er am Instrument I keinen nennenswerten Ausschlag anzeigt. Ein geringer Restausschlag kann durch Einspeisung eines entgegengesetzt gerichteten Stromes über den Vorwiderstand RK kompensiert werden.
• Fließt nun ein Strom Ix im hochgespannten Stromzweig, dann fließt auch in der Sekundärseite S des Übertragers Tr ein Strom, dessen arithmetischer Mittelwert gleich dem Strom Ix ist. Der arithmetische Mittelwert in der Primärwicklung P des Übertragers Tr ist dann ~im = Ix w sekundär I prim = w prim w primär Dieser Strom wird nach Gleichrichtung durch die Gleichrichter Gr5 und Gr6 vom Instrument 1 angezeigt.
• Mit dem Kondensator Ci kann, falls erforderlich, eine störende Einstreuung der Hilfswechselspannung UH in dem zu messenden Stromkreis unterdrückt werden.
• In der Fig. 2 ist eine weitere Schaltungsanordnung der Meßanordnung wiedergegeben. Diese Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß bei stark unsymmetrischer Kurvenform der Hilfswechselspannung UH und bei Verwendung eines Glättungskondensators Ci, beide Halbwellen angezeigt werden.

Claims (6)

Patentansprüche

1.|Schaltungsanordnung zur Messung von Gleichströmen hohen Potentials, wobei das Anzeigeinstrument von der liochspannung galvanisch getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichterbrücke (Gri, Gr2, Gr3, Gr4) mit ihren Gleichstromanschlüssen (A, B) in den Gleichstromzweig (Ixls Ix2) hohen Potentials gelegt und mit ihren Wechselstromanschlüssen (C, D) an die Sekundärseite (S) eines Ubertragers (Tr) angeschlossen ist, dessen Primärseite (P) an einen Wechselstromgenerator (G) in Serie mit einer Meßanordnung (Gr5, Gr6, RV, IY angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromanschlüsse (A, B) mit einem Kondensator (Ci) überbrückt sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Serienschaltung auf der Primärseite (P) des Übertragers (Tr) eine Kapazität (C2) geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung (Gr5, Gr6, RV, I) aus einer Gleichrichteranordnung (Gr5, Gr6) in Serienschaltung mit einem Meßinstrument (I) besteht.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullstellung des Meßinstruments (I) durch eine Gegenspannung (U=) über einen Vorwiderstand (RK) einstellbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung im Meßzweig aus einer Gleichrichterbrücke (Gr7, Gr8, Gr9, GrlO) besteht. Lee rs ei te