Einrichtung zur Messung des größten zeitlichen Anstiegs von Stoßspannungen
Überspannungswellen können gefährlich werden durch ihre Höhe und durch die Steilheit,
mit der der Anstieg der Spannung erfolgt. Treffen Wellen schnellen Spannungsanstieges
auf Wicklungen, so können sie Windungsschlüsse hervorrufen; sie können aber auch
an Isolatoren Störungen besonderer Art herbeiführen. Die Gefährlichkeit dieser sogenannten
Stoßspannungen ist gegeben durch den Anstieg ian der steilsten Stelle, wie er in
Abb. i gekennzeichnet ist. Die Spannung e steigt, abhängig von der Zeit t, von Null
aus an und erreicht nach 'der geschwungenen Linie schließlich einen höchsten Wert
E. An der Stelle, wo
seinen höchsten Wert erreicht, ist die zugehörige Tangente eingezeichnet. Um die
zeitliche Änderung solcher Spannung bei sehr schnell verlaufenden Vorgängen, z.
B. der elektrischen Stoßprüfung, festzustellen, hat man bisher (nach dem Vorgang
von P e e k) gleichzeitig eine Nadelfunkenstrecke und eine Kugelfunkenstrecke angelegt.
Die Nadelfunkenstrecke hat Entla.deverzug, der von der Geschwindigkeit des Anstiegs
der Spannung abhängt, während die Kugelfunkenstrecke durch entsprechende Maßnahmen
zum verzugsfreien Ansprechen gebracht werden kann. Aus den Angaben der beiden Meßfunk
enstrecken ergibt sich das sogenannte Impulsverhältnis, aus dem dann auf die Steilheit
des Anstiegs geschlossen werden kann. Abgesehen davon, daß das Impulsverhältnis
für sehr kurzzeitig verlaufenden Anstieg, z. B. für die häufig vorkommenden Wellenkopflängen
von 2o m, noch nicht bekannt ist, hat die Methode den Nachteil, daß die Spitzenfunkenstrecke
sehr unregelmäßig anspricht. Andererseits nähert sich bei, geringerer Anstiegsgeschwindigkeit
das Impulsverhältnis bald dem Wert i, so daß Unterschiede in der Anstiegsgeschwindigkeit
an den Meßfunkenstrecken nicht mehr in Erscheinung treten. Die Methode kommt daher
nur für ein verhältnismäßig eng begrenztes Gebiet in Frage.Device for measuring the greatest rise in surge voltages over time Surge waves can be dangerous because of their height and the steepness with which the voltage rises. If waves of rapid voltage rise hit windings, they can cause interturn short circuits; however, they can also cause disturbances of a special kind in isolators. The danger of these so-called surge voltages is given by the rise i at the steepest point, as shown in Fig. I. The voltage e increases, depending on the time t, from zero and finally reaches a maximum value E after the curved line. At the point where reaches its highest value, the associated tangent is shown. In order to change the time change in such voltage in the case of very fast processes, e.g. B. the electrical shock test, you have so far (after the process of P eek) created a needle gap and a spherical spark gap at the same time. The needle spark gap has Entla.deverzug, which depends on the speed of the increase in voltage, while the ball spark gap can be made to respond without delay by appropriate measures. The so-called pulse ratio results from the information provided by the two measuring radio distances, from which conclusions can be drawn about the steepness of the rise. Apart from the fact that the pulse ratio for very brief increases, z. B. for the frequently occurring wave head lengths of 2o m, is not yet known, the method has the disadvantage that the tip spark gap responds very irregularly. On the other hand, at a lower rate of rise, the pulse ratio soon approaches the value i, so that differences in the rate of rise at the measuring spark gaps no longer appear. The method is therefore only suitable for a relatively narrowly limited area.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät, mit dem unmittelbar
gemessen -werden kann; es wird an
die zu messende Spannung ein kleiner Kondensator gelegt, der in Abb.2 mit C bezeichnet
ist. Der von dem Kondensator aufgenommene Ladestrom ist jeweils gegeben durch die
Beziehung:
er erreicht also seinen Höchstwert an der steilsten Stelle der Spannungslinie. Schaltet
man in die Zuleitung zum Kondensator einen Strommesser -ein, der den Höchstwert
des Stromes anzeigt, so ist damit
ohne weiteres gegeben. Die Messung des Höchst stromes kann z. B. dadurch erfolgen,
daß an einem Widerstand bekannter Größe mittels Funkenstrecke der größte auftretende
Spannungsabfall bestimmt wird, wie es dem Verfahren nach Patent 443 443 entspricht.
R ist der Meßwiderstand, M die Meßfunkenstrecke.The present invention relates to a device with which measurements can be carried out directly; it will be on The voltage to be measured is placed on a small capacitor, which is labeled C in Fig. The charging current consumed by the capacitor is given by the relationship: so it reaches its maximum value at the steepest point of the stress line. If you connect an ammeter in the supply line to the capacitor, which shows the maximum value of the current, so is it given without further ado. The measurement of the maximum current can, for. B. be done in that the largest voltage drop occurring is determined at a resistor of known size by means of a spark gap, as corresponds to the method according to Patent 443,443. R is the measuring resistor, M the measuring spark gap.
Gemäß der beschriebenen Wirkungsweise ist für die Anordnung lediglich
der Wert nung schließlich erreicht, ist ohne jeglichen
maßgebend, die Höhe E, die die Spann Einfluß. Hierin liegt der wesentliche Unterschied
gegenüber der mit Patent 396 046 geschützten Anordnung, bei der ebenfalls ein Kondensator
in Reihe mit einem Strommeßgerät geschaltet ist, das den effektiven Mittelwert des
Ladestromes anzeigen soll. Diese Anordnung hat den Zweck, ebenso wie die ähnlichen
Einrichtungen nach Patent 25'6 04i und 393 262, die Höhe der Spannungen anzuzeigen;
sie haben nur Sinn bei Verwendung für Messung periodischer Wechselspannung, denn
nur dann besteht eine eindeutige Beziehung zwischen Ladestrom und Spannungshöhe
nach den bekannten Wechselstromgesetzen. Würde man auf ein solches Gerät eine Stoßspannung
einwirken lassen, so könnte aus seinen Angaben weder ein Schluß auf die effektive
Höhe der Spannung noch auf ihren Höchstwert gezogen werden.According to the mode of operation described, only the value is finally achieved for the arrangement, is without any decisive, the height E, which influences the instep. This is the main difference compared to the arrangement protected by patent 396 046, in which a capacitor is also connected in series with an ammeter, which is intended to display the effective mean value of the charging current. This arrangement has the purpose, like the similar devices according to patents 25'6 04i and 393 262, to indicate the level of the stresses; they only make sense when used for measuring periodic alternating voltage, because only then is there a clear relationship between charging current and voltage level according to the known alternating current laws. If an impulse voltage were to act on such a device, no conclusion could be drawn from its data as to the effective level of the voltage or its maximum value.