DE2626718A1

DE2626718A1 - Electric pulse amplitude measuring circuit - has adjustable threshold detector controlled by shorting triac as protector

Info

Publication number: DE2626718A1
Application number: DE19762626718
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing Grad Herrmann
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1976-06-15
Filing date: 1976-06-15
Publication date: 1977-12-22

Abstract

The circuit for measuring amplitude of pulses is protected by a triac (5) which ensures that peak voltages exceeding the set limit with the divider network (2) are not recorded. The shorting takes place without a delay line or a storage unit and thus enhances the safety of the sensing circuit. During the response of the surge control unit (1), a proportional voltage is fed to the peak sensing unit (4) and to the anode of triac (5) via divider (2) and protective resistor (3). Part of the voltage is transmitted to the electronic threshold detector (6). Excess voltage causes firing of the triac by switching amplifier (7), and therefore, the input of sensing unit (4) is shorted.

Description

Vorrichtung zur Messung der Amplitude Device for measuring the amplitude

elektrischer Impulse Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Amplitude elektrischer Impulse mittels eines Spitzenspannungsmessers, dem ein so ansprechender Kurzschließer vorgeschaltet ist, daß ein eine an einem mittels eines 8pannungsteilerwiderstandes einstellbaren Grenz-Schwellwertgeber eingestellte Höhe überschreitender Impuls vom Spitzenspannungsmesser nicht mehr registriert wird. electrical pulses The invention relates to a device for Measurement of the amplitude of electrical impulses using a peak voltmeter, which is connected upstream of such an appealing short-circuiter that one on one set limit threshold value transmitter adjustable by means of a voltage divider resistor The peak voltmeter no longer registers the pulse that exceeds the height.

Mit den bekannten Einrichtungen zur Spitzenspannungsmessung kann man normalerweise nur die letzte und höchste Amplitude eines Wechsel- bzw. Impulsstromes oder einer Wechsel- bzw. Impulsspannung messen, so daß die häufig auch interessierenden vorhergegangenen Amplitudenwerte meistens nur geschätzt werden können. Es interessiert beispielsweise die Amplitudenhöhe eines Ableitstromes einer elektrischen Isolieranordnung oder eines Kondensators kurz vor dem Überschlag oder Durchschlag. Oder es ist die Amplitudenhöhe des Steuerstromes im Augenblick des Ansprechens eines Ableiters zu ermitteln, die beispielsweise ungefähr ein Zwanzigstel des nach dem Ansprechen fließenden Kurzschlußstromes beträgt.With the known devices for peak voltage measurement one can normally only the last and highest amplitude of an alternating or impulse current or measure an alternating or impulse voltage, so that the frequently also interesting previous amplitude values can usually only be estimated. It interests for example the amplitude of a leakage current of an electrical Isolation arrangement or a capacitor shortly before the flashover or breakdown. Or it is the amplitude level of the control current at the moment of response To determine arrester, for example, approximately one twentieth of the after Response flowing short-circuit current is.

Es war bisher bekannt und üblich, die Ermittlung von Amplituden vor einem plötzlichen Anstieg auf oszillographischem Wege vorzunehmen, d.h. der gesamte Vorgang wurde oszillographiert und festgehalten und aus dem Oszillogramm konnten dann die letzten Amplituden vor dem Überschlag oder dem Ansprechen des Ableiters ermittelt werden. Hierbei war es erstens erforderlich, den meistens empfindlichen Oszillographen gegen plötzliche Überspannungen, die bei solchen Vorgängen unvermeidbar sind, zu schützen und zweitens mußten zur Ermittlung der konkreten Amplitudenwerte irgendwelche Eichmaßnahmen oder Eichmessungen durchgeführt werden. Auf jeden Fall waren diese Meßverfahren mittels eines Oszillographen kapital- und arbeitsaufwendig sowie relativ ungenau.It was previously known and customary to determine amplitudes before to undertake a sudden increase by oscillographic means, i.e. the entire Process was oscillographed and recorded and could be seen from the oscillogram then the last amplitudes before the flashover or the response of the arrester be determined. First of all, it was necessary to use the mostly sensitive ones Oscillographs against sudden overvoltages, which are unavoidable in such processes are to be protected and, secondly, had to be used to determine the specific amplitude values any calibration measures or calibration measurements are carried out. Definitely these measuring methods using an oscilloscope were capital and labor-intensive as well as relatively imprecise.

Zur Messung von einzelnen Impulsen sowie Impulsfolgen mit sich ändernder Folgefrequenz und/oder variablem Impulsverhältnis ist schon eine Vorrichtung zur Messung der Impulsamplitude bekannt, bei der im Ladekreis des Speichers ein mindestens eine Zuleitung von Impuls quelle zum Speicher unterbrechender Schalter liegt, wobei dieser Schalter einen Stromfluß in beiden Richtungen ermöglicht und von den zu messenden Impulsen fremdgesteuert ist. Um bei der Messung der Amplitude von Rechteckimpulsen das Meßergebnis durch die stets nur. endlich steilen Impulsflanken nicht zu verfälschen, ist es weiter bekannt, Zeitverzögerungsglieder vorzuschalten, die den Schalter erst eine gewisse Zeit z T1 nach Impulsanfang schließen und eine gewisse Zeit h T2 vor Impulsende wieder öffnen (DT-AS 1 138 158).For measuring individual pulses as well as pulse trains with changing Repetition frequency and / or variable pulse ratio is already a device for Measurement of the pulse amplitude known, in which at least one in the loading circuit of the memory a supply line of pulse source to the memory interrupting switch is, wherein this switch allows current to flow in both directions and from the one to be measured Impulses is externally controlled. To help when measuring the amplitude of square-wave pulses the measurement result through the always only. not to falsify finite steep pulse edges, it is also known to connect time delay elements upstream that the switch only close a certain time z T1 after the start of the pulse and a certain time h T2 before Open the end of the pulse again (DT-AS 1 138 158).

Mit dieser Vorrichtung Iäßt sich jedoch nicht ein quasistationärer oder langsam veränderlicher Vorgang bis unmittelbar vor eine plötzliche sprunghafte Änderung der Me3große erfassen.With this device, however, a quasi-stationary one cannot be used or slowly changing process until immediately before a sudden erratic one Record change in measurement size.

Es ist weiter bekannt, die Amplitude elektrischer Impulse mittels eines Spitzenspannungsmessersz ler über ein Laufzeitglied und einen von den Impulsen der Impulsquelle über einen einstellbaren Grenz-Schwellwertgeber fremdgesteuerten Schalter an die Impulsquelle angeschlossen ist, dadurch zu messen, daß der Schalter den Spitzenspannungsmesser dann von der Impulsquelle trennt oder die Zuleitung kurzschließt, wenn eine eingestellte Impulshöhe überschritter wird, wobei der Zeitverzug durch das Laufzeitglied so kompensiert ist, daß der die eingestellte Impulshöhe überschreitende Impuls nicht mehr registriert wird (DT-c 17 b Diese Vorrichtung hat jedoch den großen Nachteil, daß durch die Verwendung eines Laufzeitgliedes, z.B. eines Tiefpasses, eine Frequenz- und Amplitudenabhängigkeit der Meßgenauigkeit entsteht, die die Verwendung dieser Vorrichtung nur in engen Grenzen gestattet.It is also known to use the amplitude of electrical pulses a peak voltmeter via a delay element and one of the pulses the pulse source is controlled externally via an adjustable limit threshold value transmitter Switch is connected to the pulse source, measured by the fact that the switch then disconnects the peak voltmeter from the pulse source or short-circuits the supply line, when a set pulse height is exceeded, the time delay by the delay element is compensated so that the one exceeding the set pulse height Impulse is no longer registered (DT-c 17b However, this device has the large Disadvantage that by using a delay element, e.g. a low pass, a frequency and amplitude dependency of the measurement accuracy arises that the use this device is only permitted within narrow limits.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Eingang eines Spitzenspannungsmessers ohne Verzögerungslied oder Speicher so schnell kurzzuschließen, daß der Spitzenspannungsmesser die den zu erfassenden Meßwert übersteigenden Impulse nicht mehr registrieren kann.The object of the invention is the input of a peak voltmeter short-circuiting so quickly that the peak voltmeter can no longer register the pulses exceeding the measured value to be recorded.

Diese Aufgabe wird erfinlungsgemäß dadurch gelöst, daß als Kurzschließer ein Triac ingeschaltet ist.This object is achieved according to the invention in that as a short-circuiter a triac is connected.

Das Prinzip der Erfindung und ihre Wirkungsweise werden ar.-hand der anliegenden Zeichnung erläutert. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß beim Messen der Steuerstromamplitude im augenblick des Ansprechens eines Ableiters über einen zwischen Ableiter 1 und Erdanschluß liegenden Spannung teilerwiderstand 2 eine stromproportionale Spannung über einen Schutzwiderstand 3 dem Eingang eines Spitzenspannungsmessers 4 und der Anode eines Triacs 5 zugeführt wird. Von einem Abgriff des Spannungsteilerwiderstandes 2 wird ein Teil der stromproportionalen Spannung auf einen elektronischen Schwellwertgeber 6 mit bipolarem Eingang gegeben. Überschreitet die Spannung am Gebereingang einen bestimmten eingestellten positiven oder negativen Wert, erfolgt über einen Schaltverstärker 7 die Zündung des Triac 5 und damit wird der Eingang des Spitzenspannungsmessers 4 kurzgeschlossen. Der Schutzwiderstand 3 übernimmt dabei die Funktion eines Spannungsbegrenzers. Je nach dem zulässigen Spitzenstrom des Triacs 5 kann sein Widerstandswert klein gegenüber dem Widerstandswert des Spannungsteilerwiderstandes 2 sein, so daß auch der resultierende Widerstand nach dem Zünden des Triacs 5 klein wird und damit die Spannung an der Gesamtanordnung nach dem Ansprechen des Schwellwertgebers 6. Treten in einer Meßschaltung hohe kapazitive Ströme auf, wie z.B. beim Nessen der Ansprechspannung eines Ableiters durch die Entladung der längskapazitäten nach dem Zünden der Funkenstrecken, so können diese durch Parallel schalten eines kleinen Uberspannungsableiters oder einer ochutzfunkenstrecke 8 an die Eingangsklemmen gefahrlos abgeleitet werden.The principle of the invention and its mode of operation are ar.-hand of attached drawing. The inventive Solution exists in that when measuring the control current amplitude at the moment of response a Arrester via a voltage divider resistor between the arrester 1 and the earth connection 2 a current-proportional voltage across a protective resistor 3 to the input of a Peak voltmeter 4 and the anode of a triac 5 is supplied. Of a Tapping of the voltage divider resistor 2 becomes part of the current proportional Voltage is given to an electronic threshold value transmitter 6 with a bipolar input. If the voltage at the encoder input exceeds a certain set positive value or negative value, the triac is triggered via a switching amplifier 7 5 and thus the input of the peak voltmeter 4 is short-circuited. Of the Protective resistor 3 takes on the function of a voltage limiter. Depending on The resistance value of the triac 5 can be small compared to the permissible peak current the resistance of the voltage divider resistor 2, so that the resulting Resistance after triggering the triac 5 becomes small and thus the voltage at the Overall arrangement after the response of the threshold value transmitter 6. Step into a measuring circuit high capacitive currents, e.g. when measuring the response voltage of an arrester due to the discharge of the longitudinal capacitances after the spark gaps have been ignited, see above you can do this by connecting a small surge arrester or a o protective spark gap 8 can be safely diverted to the input terminals.

Über einen zweiten, invertierenden Ausgang des Schaltverstärkers 7 kann über ei Trennstufe 11 ein zweiter Triac 9 gesperrt werden, das den Dpeisestrom z.B. eines Prüftransformators 10 im nächsten Nulldurchgang unterbricht.Via a second, inverting output of the switching amplifier 7 a second triac 9 can be blocked via a separator 11, which controls the feed current e.g. a test transformer 10 interrupts in the next zero crossing.

Da der Schwellwertgeber 6 aus sehr schnellen diskreten oder integrierten elektronischen Bauelementen besteht, wird die Schaltverzögerung praktisch allein durch den Zündvorgang des Triacs 5 bestimmt, der < 10 ssaszgehalten werden kann. Der Frequenzgang des Spitzenspannungsmessers 4 kann dann so ausgelegt werden, daß bis zu einigen kHZ einwandfrei gemessen werden kann. Die Ausgänge des elektronischen Schwellwertgebers 6 oder des Schaltverstärkers 7 können gleichzeitig über ein Glühlämpchen oder eine lichtemittierende Diode zur optischen Anzeige des Schaltzustandes benützt werden.Since the threshold value transmitter 6 consists of very fast discrete or integrated electronic components, the switching delay is practically alone determined by the ignition process of the triac 5, which can be kept <10 ssasz. The frequency response of the peak voltmeter 4 can then be designed so that can be measured correctly up to a few kHZ. The outputs of the electronic Threshold transducer 6 or the switching amplifier 7 can simultaneously via a light bulb or a light-emitting diode is used to visually display the switching status will.

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Claims

Claims R device for measuring the amplitude of electrical Pulses by means of a peak voltmeter to which such an appealing short-circuiter it is connected upstream that one is connected to one by means of a voltage divider resistor adjustable limit threshold value set height exceeding impulse from Peak voltmeter is no longer registered, characterized in that A triac (5) is switched on as a short-circuiter.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the triac (5) via an electronic limit threshold value transmitter (6) and a switching amplifier (7) is controlled.

3. Vorrichsung according to claim 1 or 2, characterized in that another triac (10) the energy supply of the measuring device simultaneously with the Short-circuit the peak voltmeter (4) from the same switching amplifier (7) controlled interrupts.

4. Device according to one of claims 1 - 3, characterized in that that the voltage divider resistor (2) has a protective spark gap (8) connected in parallel is.