DE704503C

DE704503C - High-voltage mutual inductance without iron core for measuring purposes

Info

Publication number: DE704503C
Application number: DEK151741D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Raske
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1938-09-01
Filing date: 1938-09-01
Publication date: 1941-04-01

Description

Hochspannungs-Gegeninduktivität ohne Eisenkern für Meßzwecke Mochspannungs- Gegeninduktivitãten sind in den letzten Jahren benutzt worden, um den dielektrischen Verlustfaktor von fest geerdeten Prüfobjekten, z. B. von in der Erde verlegten Hochspannungskabeln, von in eine geerdete Wand eingebauten Durchführungen usw. zu messen. Die Hochspannungs-Gegeninduktivität bestrebt aus einer Primärwicklung, welche im Innern eines Isolierrohres liegt, und leiner Sekundänvicklung, welche außen um das Isolierrohr angeordnet ist. Die Primärwicklung, die bei sehr hohen Ladeströmen auch nur aus einer einzigen Windung, z. B. aus einem stabförmigen Leiter, bestehen kann, wird von dem Ladestrom des Prlfliiigs durchflossen, führt also die am Prüfling liegende Hochspannung gegen Erde. Die Sekundärwicklung wird bei den bekannten bzw. vorgeschlagenen Anordnungen meist offen betrieben oder höchstens mit sehr schwachen Strömen belastet. Eine Klemme oder ein Punkt der Sekundärwicklung wird an Erdpotential gelegt. Das Isolierrohr muß also die zwischen der Primär- und der Sekundär^ wicklung liegende Spannung mit Sicherheit aushalten. Die Messung der dielektrischen Verluste erfolgt in der Weise, daß der die Primärspule durchfließende Ladestrom in der Sekundärspule eine eiektromotorische Kraft induziert, die proportional dem Ladestrom und um go0 gegen ihn phasenverschoben ist.High-voltage mutual inductance without iron core for measuring purposes Mutual inductances have been used in recent years to improve the dielectric Loss factor of firmly grounded test objects, e.g. B. of high-voltage cables laid in the ground, of penetrations built into a grounded wall, etc. The high voltage mutual inductance endeavors from a primary winding, which is inside an insulating tube, and A secondary winding, which is arranged around the outside of the insulating tube. The primary winding, which at very high charging currents only from a single turn, z. B. from one rod-shaped conductor, can be, is traversed by the charging current of the test sample, thus leads the high voltage on the test item to earth. The secondary winding is usually operated or open in the known or proposed arrangements loaded with very weak currents at most. A terminal or a point of the secondary winding is applied to earth potential. The insulating tube must be between the primary and withstand the voltage of the secondary winding with certainty. The measurement of the dielectric loss takes place in such a way that the one flowing through the primary coil Charging current in the secondary coil induces an electromotive force that is proportional the charging current and is out of phase with it by go0.

Die in der Sekundärspule induzierte EMK wird in einer Brückenschaltung gegen eine zweite Spannung kompensiert, und daraus kann auf den Verlustwinkel des Prüflings geschlossen werden. Zur Isolierung der Primärspule gegenüber der Sekundärspule hat man Porzellan- oder H artp apierrohre verwendet.The EMF induced in the secondary coil is in a bridge circuit compensated against a second voltage, and from this the loss angle of the DUT are closed. To isolate the primary coil from the secondary coil if porcelain or hard paper tubes were used.

Der Gedanke, das Isolierrohr mit Metalleinlagen zur Feldsteuerung zu versehen, konnte bisher nicht verwirklicht werden, da in den Metalleinlagen Wirbelströme auftraten und infolgedessen die Phasenverschiebung zwischen dem Primärstrom und der in der Sekundärwicklung induzierte Spannung nicht mehr 900 betrug. Durch besondere Maßnahmen ist es jedoch möglich, den durch die Kondensatoreinlagen bedingten Fehlwinkel sehr klein zu halten oder gar weitgehend auszug1eichsen. -Die Erfindung betrifft eine solche Hoch spannungs- Gegeninduktivität ohne Eisenkern und besteht darin, daß eine oder mehrere Belegungen von in dem Isolierrohr vorgesehenen Kondensatoreinlagen zu Meßzwecken benutzt werden. Die Kondensatordurchführung der Hochspannungs-Gegeninduktivität kann so dimensioniert und mit einem hochwertigen Dielektrikum versehen werden, daß die Kapazität zwischen der Hochspannungsbelegung und einer oder mehreren in der Nähe des geerdeten Flansches liegenden Metalleinlagen als Meßkapazität für eine Schaltanordnung zur Verlustmessung benutzt werden kann.The idea, the insulating tube with metal inserts for field control to provide, could not be realized so far, because eddy currents in the metal inserts occurred and, as a result, the phase shift between the primary current and the voltage induced in the secondary winding was no longer 900. By special However, it is possible to take measures to reduce the angle of error caused by the capacitor inserts to be kept very small or even largely balanced out. -The invention concerns such a high-voltage mutual inductance without an iron core and consists in that one or more Allocations of provided in the insulating tube Capacitor inserts are used for measurement purposes. The condenser bushing of the High voltage mutual inductance can be sized and with a high quality Dielectric is provided that the capacitance between the high voltage occupancy and one or more metal inserts located near the grounded flange can be used as a measuring capacitance for a switching arrangement for loss measurement.

Auf diese Weise ist es möglich' den sonst benötigten Hochspannungsnormalkondensator oder etwa einen Präzisionsspannungswandler zu sparen. Es kann auch einer der Meßbeläge zur Messung der Höhe der am Prüfling liegenden Hochspannung benutzt werden.In this way it is possible to use the otherwise required high-voltage standard capacitor or to save a precision voltage converter. It can also be one of the measuring pads can be used to measure the level of the high voltage applied to the test object.

Der Temperaturkoeffizient der Kapazitäts-und der Verl ustfaktoränderuug bei gewöhnlichem Hartpaper und ähnlichen Isolierstoffen ist erheblich, so daß bei Temperaturschwankungen die Messung dadurch wesentlich gefälscht lverden kann. Gemäß der weiteren Erfindung kann dieser Fehler ausgeschaltet werden, indem ein Dielektrikum mit besonders kleinem T emp ernturkoeffizenten verwendet wird oder indem ein Dielektrikum mit positivem Temp eraturko eflizienten mit einem Dielektrikum mit negativem Temperaturkoeffizienten so in Reike geschaltet wird, daß die Temperaturabhängigkeit der Kapazität und des Verlustfaktors der Kondensatoreinlag verschwindet. The temperature coefficient of the capacity and the loss factor change with ordinary hard paper and similar insulating materials is considerable, so that with Temperature fluctuations can significantly falsify the measurement. According to According to the further invention, this error can be eliminated by using a dielectric is used with a particularly small temperature coefficient or by using a dielectric with a positive temperature coefficient with a dielectric with a negative temperature coefficient is switched in Reike so that the temperature dependence of the capacitance and the Dissipation factor of the capacitor insert disappears.

Nachteilig kann sich ferner die Abhängigkeit der Kapazität und des Verlustfaktors einer für Meßzwecke benutzten liondensatordurchführung von der Umgebung auswirken. The dependency of the capacity and the Dissipation factor of a liondensator bushing used for measurement purposes from the environment impact.

Die Kapazität und auch der Verlustfaktor ändern sich z. B. durch in die Nähe gebrachte geerdete oder spannungführende Gegenstände.The capacity and also the loss factor change z. B. by in earthed or live objects brought into the vicinity.

Aus diesem Grunde können die Kondensatormeßeinlagen der Hocbspannungs-Gegeninduktivität von Schutzbelegungen umgeben sein.For this reason, the capacitor measuring inserts of the high voltage mutual inductance be surrounded by protective assignments.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Hoohspannungs- Gegeninduktivität gemäß der Erfindung dargestellt. 1 1 und 12 sind die Primär-, 13 und 14 diq Sekundärspulen. Um Störungen durch fremde Magnetfelder auszuschalten, werden die Spulen astatisch geschaltet. Mit 15 ist ein Hartpapierrohr bezeichnet in das Kondensatoreinlangen 16 eingewickelt sind. Die innerste Kondensatoreinlage ist mit der Eingangsklemme I7, also z. B. mit dem speisenden Hochspannungstransformator, verbunden, so daß der von der Rondensatordurchführung aufgenommene Ladestrom nicht mit durch die Primärspulen ii und rz fließt und somit nicht in die Messung eingeht. Der äußerste Meßbelag wird über die Leitung IS zur Meßanordnung geführt. Er ist durch einen geerdeten Schutzbelag 19, der z. B. aus kolloidalem Graphit oder aus einer offenen, einlagigen Wicklung aus isoliertem Draht hergestellt ist, abgeschirmt. In ähnlicher Weise werden die Sekundärspulen 13 und 14 gegen Hochspannungsstreulinien abgeschirmt. The illustration shows an exemplary embodiment for a high voltage Mutual inductance shown according to the invention. 1 1 and 12 are the primary, 13 and 14 diq secondary coils. To switch off interference from external magnetic fields, the coils are switched astatically. At 15, a hard paper tube is designated are wrapped in the capacitor inlays 16. The innermost capacitor insert is connected to input terminal I7, e.g. B. with the feeding high-voltage transformer, connected, so that the charging current absorbed by the round capacitor bushing is not also flows through the primary coils ii and rz and is therefore not included in the measurement. The outermost measuring layer is led to the measuring arrangement via the line IS. He is by a grounded protective covering 19, the z. B. from colloidal graphite or from an open, single-layer winding made of insulated wire, shielded. Similarly, the secondary coils 13 and 14 are against high voltage stray lines shielded.

Die Hochspannungs-Gegeninduktivität gemaß der Erfindung ist insbesondere zur Verwendung in Anordnungen zur Messung der Kapazität und der dielektrischen Verluste von geerdeten Prüflingen, insbesondere bei Hochspannung, geeingnet. The high voltage mutual inductance according to the invention is particular for use in arrangements for measuring capacitance and dielectric losses of earthed test objects, especially in the case of high voltage.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. High voltage mutual inductance without iron core for measuring purposes, consisting of one or more high voltage Primary coils and an equal number of those located on low voltage or Brdpotential Secondary coils, which are isolated from one another by the wall of an insulating tube, characterized in that one or more assignments of in the insulating tube provided capacitors were used for measurement purposes.

2. High-voltage gel inductance according to claim 1, characterized in that that the dielectric of the condenser tube has a temperature coefficient that is as small as possible the capacity and the dissipation factor.

3. High-voltage mutual inductance according to claim l or 2, characterized characterized in that a dielectric with a positive temperature coefficient with a Dielectric with a negative temperature coefficient is connected in series in such a way that that the temperature dependence of the capacity and the dissipation factor disappears.

4. High-voltage mutual inductance according to claim 1 or the following Claims characterized in that on the secondary side of the high-voltage mutual inductance A cooling circuit is arranged in the measuring device, through which the loss factor the measuring capacity of the condenser tube of the high-voltage mutual inductance to zero is compensated.

5. High-voltage mutual inductance according to claim 1 or the following Claims characterized in that the capacitor inserts used for measuring purposes are shielded by protective assignments which switch off interfering influences in the environment.