DE608104C - Einrichtung zur Kontrolle der Phasengleichheit zwischen Strom und Spannung an einem aus zwei gegenueberliegenden Teilen einer Doppelleitung bestehenden Leitungselement - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Kontrolle der Phasengleichheit zwischen Strom und Spannung an einem aus zwei gegenüberliegenden Teilen einer Doppelleitung bestehenden Leitungselement Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, die es ermöglicht, die Phasengleichheit zwischen einem Wechselstrom und einer Wechselspannung an einem aus zwei gegenüberliegenden Teilen einer Doppelleitung bestehenden Leitungselement bei sehr hoher Frequenz zu kontrollieren.
• Die Anordnung ist erfindungsgemäß so getroffen, daß an dem in Frage kommenden Leitungselement ein vom Leitungsstrom I durchflossener Ohmscher Reihenwiderstand R und parallel zur Leitungsspannung V ein vorzugsweise kapazitiver Spannungsteiler mit Spannungsteilungsverhältnis angeordnet ist, so daß nur bei Phasengleichheit zwischen V und I die geteilte Spannung VC gleich dem Spannungsabfall VA an dem Widerstand sein kann, was durch Nullausschlag eines an die vom Belastungswiderstand des Verbrauchers abhängige Spannungsdifferenz-VÄ-Vc gelegten Instrumentes angezeigt wird. Das Wesen der Einrichtung gemäß der Erfindung wird im nachstehenden an Hand des in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Die Abbildung zeigt ein Leitungselement aus zwei einander gegenüberliegenden koaxialen Stücken m, n der Hin- und Rückleitung, in dem bei einer Spannung V zwischen den Leitungen ein Strom I fließt. Die Phasengleichheit zwischen V und .T wird nun kontrolliert durch eine Anordnung, bestehend aus einem zwischen den Punkten A und B ge- schalteten Ohmschen Widerstand und einem Spannungsteiler; der letztere wird am besten für eine kapazitive Spannungsteilung aufgebaut und kann z. B. aus einer Platte C von einer ebenen, ringförmigen oder anderen passenden Gestalt und einer konzentrierten Kapazität D bestehen. Für den Ohmschen Widerstand zwischen A und B kann beispielsweise eine Ausführung aus einer konzentrischen, am Ende F geschlossenen Rohrleitung BFA gewählt werden. Der Strom fließt auf der Innenfläche des Teiles B F, in F kehrt er um und fließt auf der Außenfläche des Teiles FA, und in A kehrt er wieder um urid fließt auf der inneren Fläche dieses Teiles. Dimensioniert man das Stück BFA so, daß die Gleichung erfüllt wird (worin L seine Länge zwischen A und F und r bzw. L bzw. K den Ohmschen Widerstand bzw. die Induktanz bzw. die Kapazität pro Widerstarndslängeneinheit bedeuten), so läßt es sich nachweisen, daß der Stromweg AFB bis zu den höchsten verwendeten Frequenzen reaktanzfrei i'st und einen rein Ohmschen Wert R=r-L hat. .Es kann unter Umständen vorteilhaft sein, das Dielektrikum im Raum zwischen AF und BF ganz oder teilweise aus einem festen oder flüssigen Material mit möglichst hoher Dielektrizitätskonstante und geringen dielektrischen Verlusten herzustellen.
• Wenn nun das Potential an der Stelle B des Außenrohres als Null angenommen wird, so beträgt die Spannung am Punkt A VA = J - R, wo R der Wert des Ohmschen Widerstandes zwischen den Punkten A und B ist. Die Spannung Vc der Platte C ist gleich a - V, wo a das Spannungsteilungsverhältnis ist. Zwischen A und C liegt nun ein Indikator, z. B. ein Thermoelement T (s. Abbildung), der unter gewissen Umständen keinen Strom anzeigt. Es ist dies der Fall, wenn VA= Vc, d. h. wenn J # R = a V ist. Dann sind V und J phasengleich und ihr Quotient beträgt Einrichtungen wie die beschriebene sind von Nutzen, wenn es sich darum handelt, die Belastungsimpedanz des hinter de'_m betreffenden Leitungselement liegenden Kreisteiles oder Apparates von vornherein auf einen bestimmten Ohmschen Wert festzulegen, z. B. zur Erzeugung einer reinen fortschreitenden Welle auf einer an dem Leitungselement angeschlossenen Energieleitung. In diesem Falle genügt es, wenn der Wert gleich dem Wellenwiderstand dieser Leitung gemacht wird.
• Die Erfindung bezweckt weiter, eine Meßapparatur für die,durch das Leitungselement fließende Leistung zu schaffen: Diese Leistung N ist, wenn das Verhältnis von J, wie oben beschrieben, auf den Ohmschen Wert ä abgeglichen ist: d. h. die Leistung kann, da sowohl a wie R-durch die Konstruktion gegeben sind, durch eine einfache Messung von V oder J ermittelt werden. In der Abbildung ist ein Schalter S angedeutet, mit dem das Anzeigeinstrument G entweder mit dem Thermokreuz T oder mit dem Thermokreuz T1 verbunden werden kann. Das Thermokreuz T1 wird durchflossen von dem Strom zur Kapazitätsplatte Cl, der ein _ Maß für die Spannung V ist. -. Für die Leistungsmessung - ist das Galvanometer G _ zweckmäßigerweise reit einer in kW geeichten Skala zu versehen.
• Die Erfindung bezweckt weiter, eine Vor-- richtung zu schaffen, die bei Abweichungen von einem bestimmten eingestellten Widerstandswert automatisch eine Wirkung auslöst. Eine derartige Vorrichtung kann in der Hochfreqitenzsendertechnik von Bedeutung sein, um Störungen, die durch das Verlorengehen einer Anpassung, z. B. vom Sender auf eine Energieleitung, auftreten würden, sofort-durch Ausschalten des Senders ungefährfich zu machen.
• Selbstverständlich beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf -das gegebene Ausführungsbeispiel. Das genannte Leitungselement, das. in der Abbildung als konzentrisches Leitungsstück gezeichnet ist, kann beispielsweise auch als Doppeldrahtleitung ausgeführt sein. Für den Ohmschen Widerstand für die höhe Frequenz kann statt des oben beschriebenen auch jeder andere bekannte Aufbau verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Kontrolle der- Pha sengleichheit zwischen Strom und Spannung an einem aus zwei gegenüberliegenden Teilen einer Doppelleitung bestehenden Leitungselement und evtl. zur Auslösung von Wirkungen und -zur Leistungsmessung, dadurch gekennzeichnet,- daß an diesem Leitungselement ein vom Leitungsstrom J durchflossener Ohmscher Reihenwiderstand. R und parallel zur Leitungsspannung V ein vorzugsweise kapazi-- tiver Spannungsteiler mit Spännungsteilungsverhältnis angeordnet ist, so daß nu_ r bei Phasengleichheit zwischen -V und J die geteilte Spannung Vc gleich dem Spannungsabfall VA = an dem Widerstand sein kann, was durch Nullausschlag eines- .an -die vom Belastungswiderstand des Verbrauchers abhängige Spannungsdifferenz VA-Vc gelegten Instrumentes angezeigt wird. .-z. Einrichtung -nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein V oder J anzeigendes Instrument-,- dessen Ausschlag nach Einstellung der Phasengleichheit zwischen L' und J ein Maß für die durch die Leitung fließende elektrische Leistung ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Reihenwiderstand als eine am freien Ende F kurzgeschlossene (gegebenenfalls aus zwei konzentrischen Röhren bestehende) Doppelleitung ausgeführt und derart bemessen ist, daß der Ohmsche Wert seines Stromweges genau oder angenähert den Betrag hat, wo L bzw. K die Selbstinduktion bzw. die Kapazität pro Widerstandslängeneinheit bedeuten. DERLIM. GEDRUCKT 1I6 DER REICIiSDRLCKEREt