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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 11. Dezember 1953 Bekanntgemacht am 26. Juli 1956Registration date: December 11, 1953. Advertised on July 26, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Bei der Stoßspannungsprüfung von Transformatoren, Meßwandlern oder ähnlichen Apparaten und Maschinen ist nicht nur der allgemeine Verlauf der an den Prüfling angelegten Stoßwelle von Interesse, sondern mit Rücksicht auf die Feststel-'lung von eventuell bei der Prüfung auftretenden Fehlern interessiert ebenso die Abweichung der an einen gesunden gegenüber der an einem beschädigten Prüfling angelegten Stoßwelle.In the surge voltage test of transformers, Measuring transducers or similar apparatus and machines is not just the general course the shock wave applied to the test object is of interest, but with regard to the detection of any errors that may occur during the test, the deviation of the is also of interest a healthy one compared to the shock wave applied to a damaged test object.

Um diese durch einen Fehler im Prüfling bedingte Abweichung der angelegten Stoßwelle von dem sich bei fehlerfreiem Prüfling ergebenden Verlauf besonders empfindlich nachzuweisen, wurde bereits eine Schaltung vorgeschlagen, bei der die an den Prüfling angelegte Stoßspannung in einem Meßkreis durch eine entgegengesetzt gepolte, synchron ablaufende Vergleichsstoßspannung möglichst gut kompensiert wird. Der im Meißkreis liegende Kathodenstrahloszillograph mißt in dieser Schaltung die Differenzspannung zwischen der an den Prüfling angelegten Stoßwelle und der Vergleichsto'ßspannung mit einer bestimmten durch die Schaltanordnung gegebenen Vergrößerung. Ebenso wurde eine weitere Schaltung vorgeschlagen, bei der außer der oben angegebenen Messung der Differenzspannung gleichzeitig auch noch der. gesamte Verlauf der an den Prüfling angelegten StO'ßspannung gegen Erde bei Verwendung des-In order to avoid this deviation of the applied shock wave from the course resulting from a faultless test object was particularly sensitive to detect already proposed a circuit in which the surge voltage applied to the test object in one Measuring circuit by means of an oppositely polarized, synchronously running comparison impulse voltage if possible is well compensated. The cathode ray oscillograph in the cutting circle measures in this Circuit the differential voltage between the shock wave applied to the test object and the reference surge voltage with a certain magnification given by the switching arrangement. Another circuit was also proposed, in addition to the above-mentioned measurement of the differential voltage, at the same time also the. entire course of the surge voltage applied to the test object against earth when using the

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selben Hochspannung&teilers gemessen werden kann. Diese Schaltung ist in Fig. ι angegeben, bei der der Prüfling 2 mit Hilfe des Prüfstoßgenerators ι gestoßen wird. Bei geschlossenem Schalter 17 stellt die Hintereinanderschaltung des Hochspannungskondensators 6 und des regelbaren Kondensators 16 einen kapazitiven Spannungsteiler dar, an dem die an den Prüfling angelegte Welle gegen Erde durch den Oszillographen 18 oszillograpbiert werden kann, während der Kathodeinstrahloszillograph zur Aufnahme der Differenzstoßspannung mit 8 bezeichnet ist. 9 ist eine Schutzfunkenstrecke. Zweckmäßig werden die Kondensatoren 15 und 16 gleich groß gemacht und als Drehkondensatoren mit gemeinsamer Welle so ausgeführt, daß in jeder Stellung der beweglichen Platten die Kapazitäten genau einander gleich sind. Die Teile 10 bis 15 sind die Schaltelemente des. Vergleichsstoßgenerators. the same high voltage & divider can be measured can. This circuit is shown in Fig. Ι, in which the test specimen 2 with the help of the test surge generator ι is encountered. When switch 17 is closed, the high-voltage capacitor is connected in series 6 and the controllable capacitor 16 represent a capacitive voltage divider, on which the wave applied to the device under test is oscillographed against earth by the oscilloscope 18 can be, while the cathode ray oscilloscope to record the differential surge voltage is denoted by 8. 9 is a protective spark gap. The capacitors 15 and 16 are expedient Made the same size and designed as variable capacitors with a common shaft so that in each Position of the movable plates the capacities are exactly equal to each other. Parts 10 to 15 are the switching elements of the comparison surge generator.

Bei der Durchführung der Stoßprüfung werden zweckmäßig bei konstant gehaltener Vergleichsstoßspannung die Kondensatoren 15 und 16 so eingestellt, daß die vom Kathodenetrahloszillograph 18 angezeigte Stoßspannung bei geschlossenem Schalter 17 genau dieselbe Größe und Form, aber ■entgegengesetzte Polung hat wie die VergleiehsstO'ßspannung. Da voraussetzungsgemäß die beiden Kondensatoren 15 und 16 genau gleich sind, behält dann bei geöffnetem Schalter 17 der Punkt 19 Erdpotential, solange der Verlauf von Prüfstoßspannung und Vergleichsstoßspannung exakt einander gleich sind. Ein Fehler des Prüflings äußert sich dann durch ein Abweichen der Prüfstoßspannung, wobei diese Abweichung mit großer ,Empfmdlichkeit von dem Oszillograph 8 angezeigt wird, während gleichzeitig mit dem Oszillograph 18 die angelegte Stoßwelle gemessen wird. Bei einer Vergrößerung der Prüfstoßspannung ist der Abgleich der im Oszillograph 8 gemessenen Differenzspannung durch entsprechende Vergrößerung der Kondensatoren 15 und 16 wieder herzustellen, wobei gleichzeitig die angelegte Welle wieder mit derselben Amplitude wie vorher im Oszillographen 18 gemessen wird.When carrying out the shock test, it is advisable to keep the comparative impulse voltage constant the capacitors 15 and 16 are set so that those from the cathode-etrahloscillograph 18 displayed surge voltage when switch 17 is closed exactly the same size and shape, but ■ has opposite polarity like the comparative surge voltage. Since, as a prerequisite, the two capacitors 15 and 16 are exactly the same, retains then with open switch 17 point 19 earth potential, as long as the course of test impulse voltage and reference impulse voltage exactly match one another are the same. An error in the test item is then expressed as a deviation in the test impulse voltage, this deviation is displayed with great sensitivity by the oscilloscope 8 while simultaneously with the oscilloscope 18 the applied shock wave is measured. At an enlargement the test impulse voltage is the adjustment of the differential voltage measured in the oscilloscope 8 restore by corresponding enlargement of the capacitors 15 and 16, whereby at the same time the applied wave again with the same amplitude as before in the oscilloscope 18 is measured.

Als Nachteil dieser Schaltung ist anzuführen, daß die parallel zu den Kondensatoren 15 und 16 liegenden Erdkapazitäten im allgemeinen nicht gleich sind und daher beim Steigern der Prüfstoßspannung die Abgleichbedingung — Punkt 19 auf Erdpotential — durch gleiche Änderung der variablen Kondensatoren 15 und 16 nicht exakt zu erfüllen ist. Ebenso ist beim Abgleich darauf zu achten, daß die Belastungskapazität des Vergleichsstc'ßgemerätors (C₁₄ + C₁₅) konstant bleibt, d. h. bei einer Vergrößerung von C₁₅ ist C₁₄ entsprechend zu verkleinern. Zum Erfüllen der Abgleichbedingungen ist demnach im allgemeinen ein Aufwand von drei variablen Kondensatoren notwendig, die für eine Nennspannung von der Höhe der Vergleichs-· stoß spannung zu bemessen sind.The disadvantage of this circuit is that the ground capacitances parallel to the capacitors 15 and 16 are generally not the same and therefore when the test impulse voltage increases, the adjustment condition - point 19 to ground potential - cannot be met exactly by changing the variable capacitors 15 and 16 equally is. During the adjustment, care must also be taken to ensure that the load capacity of the comparison device (C ₁₄ + C ₁₅ ) remains constant, ie if C ₁₅ is increased, C ₁₄ must be reduced accordingly. In order to meet the adjustment conditions, it is therefore generally necessary to use three variable capacitors, which are dimensioned for a nominal voltage of the level of the comparison surge voltage.

Diese Nachteile werden dadurch beseitigt, daß erfindungsgemäß parallel zum Unterspannungsteil eines Stoßspannungsteilers ein Meßkreis gebildet ist, auf den einerseits die zu untersuchende Stoßspannung und andererseits die Vergleichsstoß spannung derart einwirken, daß ein Kathodenstrahloszillograph die Differenz von Prüfstoßspannung und Vergleichsstoßspannung mißt.These disadvantages are eliminated in that according to the invention, a measuring circuit is formed parallel to the undervoltage part of a surge voltage divider on the one hand the impulse voltage to be examined and on the other hand the comparison impulse voltage act in such a way that a cathode ray oscilloscope shows the difference between the test surge voltage and comparative impulse voltage measures.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Darin bedeuten 1 den Prüfstoßgenerator, 2 den Prüfling, 10 bis 15 die Schaltelemente des Vergleichsstoßgenerators. Für die Kondensatoren 15 und 16 sind keine Drehkondensatoren mehr erforderlich, sondern nur noch Festkondensatoren, die zweckmäßig wieder gleich groß gewählt werden. Der Hochspannungskondensator 6 stellt mit dem regelbaren. Kondensator 20 und dem Festkondensator 16 bei geschlossenem Schalter 17 einen Spannungsteiler dar, an dem die angelegte Welle durch den Oszillographen 18 gegen Erde oszillographiert werden kann. Der grundsätzliche Unterschied der neuen Schaltung nach Fig. 2 gegenüber der von Fig. 1 besteht darin, daß der Vergleichsstoßgenerator, bestehend aus den Teilen 10 bis einschließlich 15, nicht mehr im Hauptstromkreis des Hochspannungskondensators 6 liegt. Nach Fig. I führte der zum Vergleichsstoßgenerator gehörende Kondensator 15 bisher praktisch den vollen, durch den Hochspannungskondensator 6 fließenden Strom, während nach der Schaltung gemaß Fig. 2 der Vergleichsstoßgenerator über die Kondensatoren 16 und 15 im Nebenschluß zum Kondensator 20 liegt, der, wie weiter unten ausgeführt, zweckmäßig groß gemacht wird geigen die aus den Kondensatoren 15 und 16 resultierende Kapazität. Damit fließt durch den Kondensator 15 nur noch ein kleiner Bruchteil des über den Hochspannungskondensator 6 fließenden Stromes, so daß ■ der Vergleichsstoßgenerator mit wesentlich kleinerer Leistung und daher billiger ausgeführt werden kann als jener nach der Schaltung Fig. 1.An embodiment of the invention is shown schematically in FIG. 1 the test shock generator, 2 the test item, 10 to 15 the switching elements of the comparison surge generator. There are no variable capacitors for the capacitors 15 and 16 more required, but only fixed capacitors, which are expediently the same again be chosen large. The high-voltage capacitor 6 provides with the adjustable. Capacitor 20 and the fixed capacitor 16 when the switch 17 is closed is a voltage divider to which the applied wave can be oscillographed by the oscilloscope 18 against earth. The basic one The difference between the new circuit of FIG. 2 and that of FIG. 1 is that the Comparison impulse generator, consisting of parts 10 to 15 inclusive, no longer in the main circuit of the high voltage capacitor 6 is located. According to FIG. I, the one belonging to the comparison surge generator led Capacitor 15 so far practically the full, through the high-voltage capacitor 6 flowing current, while according to the circuit according to FIG. 2, the comparison surge generator via the Capacitors 16 and 15 are shunted to capacitor 20, which, as explained below, The fiddle resulting from the capacitors 15 and 16 is appropriately made large Capacity. This means that only a small fraction of that flows through the capacitor 15 via the high-voltage capacitor 6 flowing current, so that ■ the comparison impulse generator with much smaller Power and can therefore be carried out cheaper than that according to the circuit of FIG. 1.

Wählt man wiederum die Amplitude und Form der Vergleichsstoßspannung so, daß sie zum Spannungsverlauf des Punktes 21 genau gleich, aber entgegengesetzt gepolt ist, so kann der Schalter 17 geöffnet werden, und der am Punkt 19 angeschlossene Oszillograph 8 zur Messung der Differenzspannung schreibt eine Nullinie. Diese Nulllinie wird sich nicht in allen Fällen erzwingen lassen, da ■ trotz angestrebter Kompensierung der Grundwellen von Prüf- und Vergleichsstoßgenerator der Prüfling selbst in der Spannung des PrüfstO'ßgeneratOTS Oberwellen erzeugt, die vergrößert im Oszillograph 8 in Erscheinung treten. Diese Oberwellen sind exakt reproduzierbar, solange der Prüfling gesund ist. Erst bei einem eingetretenen Fehler tritt gegenüber dem Einstellstoß eine Abweichung des Difrerenzoszillograrnms auf. Mit 9 ist wieder eine Schutzfunkenstrecke bezeichnet.If one again chooses the amplitude and shape of the comparison impulse voltage so that it corresponds to the voltage curve of point 21 is exactly the same but polarized in the opposite direction, switch 17 opened, and the oscilloscope 8 connected to point 19 for measuring the differential voltage writes a zero line. This zero line will not be enforced in all cases let, because ■ despite the desired compensation of the fundamental waves of the test and comparison surge generator the test object itself in the voltage of the test pulse generator Generated harmonics, which appear enlarged in the oscilloscope 8. This Harmonics are exactly reproducible as long as the test object is healthy. Only when one entered Error, there is a deviation in the differential oscillogram compared to the setting shock. With 9 a protective spark gap is again designated.

Bei der Steigerung der Prüfstoßspannung ist bei konstant gehaltener Vergleichsstoßspannung nur der Kondensator 20 so weit nachzudrehen, bis die obengenannte Abgleichbedingung wieder erfüllt ist. Die parallel' zu den Kondensatoren 15 und 16 liegende Erdkapazität stört nicht, da der Meßkreis voraussetzungsgemäß- aus festen KondensatorenWhen the test impulse voltage is increased, the comparison impulse voltage is kept constant only to turn the capacitor 20 so far until the above-mentioned adjustment condition is met again. The parallel 'to the capacitors 15 and 16 Lying earth capacitance does not interfere because the measuring circuit is made up of fixed capacitors

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aufgebaut ist. Ebenso ist bei hergestelltem Abgleich der Vergleichsstoßgeneratar stets mit der konstanten Beilastungskapazität (C₁₄ + C₁₅) belastet, so daß dessen Wellenform konstant ist.
Bei den beiden beschriebenen Schaltungen werden in den durch den Kathodenstrahloszillographen 18 gewonnenen Oszillogrammen der an den Prüfling angelegten Stoßspannung die in der Prüfstoßspannung enthaltenen Oberwellen verzerrt, undis constructed. Likewise, when the comparison is established, the comparison surge generator is always _{loaded with the constant load capacity (C 14} + C ₁₅ ), so that its waveform is constant.
In the two circuits described, the harmonics contained in the test surge voltage are distorted in the oscillograms of the impulse voltage applied to the test object obtained by the cathode ray oscillograph 18, and

ίο zwar werden sie größer wiedergegeben als ihrem tatsächlichen Wert entspricht. Diese Verzerrung kann in der Schaltung nach Fig. ι so hohe Werte annehmen, daß die Oszillogramme unbrauchbar werden.ίο they are reproduced larger than yours corresponds to the actual value. This distortion can have such high values in the circuit according to FIG assume that the oscillograms are becoming unusable.

In der neuen Schaltung nach Fig. 2 dagegen kann diese Verzerrung sehr klein gehalten werden, und zwar dadurch, daß die Kapazität des Abgleichkondensators 20, gegebenenfalls durch Parallelschaltung fester Kondensatoren, möglichst groß gemacht wird, gegenüber der aus der Serienschaltung der Kondensatoren 15 und 16 resultierenden Kapazität. Beträgt die letztere z. B. 10% der Kapazität des Kondensators 20, dann werden die Oberwellen in der Prüfstoßspannung nur um etwa 10% gegen ihren wirklichen Wert überhöht. Diese Verzerrung ist aber in jedem Fall zu vernachlässigen, da die Oberwellen nur einen kleinen Prozentsatz der Prüfstoßspannung ausmächen.In the new circuit according to Fig. 2, however, this distortion can be kept very small, namely by the fact that the capacitance of the adjustment capacitor 20, possibly by parallel connection of fixed capacitors, is made as large as possible, compared to the series connection of the capacitors 15 and 16 resulting capacitance. If the latter is e.g. B. 10% of the capacity of the capacitor 20, then the harmonics in the test impulse voltage is only increased by about 10% compared to its real value. This distortion but is negligible in any case, since the harmonics are only a small percentage of the Determine test impulse voltage.

Bei der Beschreibung wurde die Größe der beiden Kondensatoren 15 und 16 als gleich angenommen. Dies stellt nur eine zweckmäßige Auslegung dar, während in Sonderfällen diese Kondensatoren auch verschiedene Größe aufweisen können. Desgleichen können die Meßkreise statt mit Kondensatoren als Spannungsteilerelemente auch mit ohmschen oder gemischten Gliedern aufgebaut werden.In the description, the size of the two capacitors 15 and 16 was assumed to be the same. This is only an appropriate design, while in special cases these capacitors also can be of different sizes. Likewise, instead of using capacitors, the measuring circuits can be used as Voltage divider elements can also be constructed with ohmic or mixed members.

Claims

Patent claims.

i. Arrangement for simultaneous recording the voltage curve of a volatile voltage, in particular a surge voltage, and the deviation of the same from a synchronously triggered comparison impulse voltage, thereby characterized in that a measuring circuit is parallel to the undervoltage part of a surge voltage divider is formed, on the one hand the surge voltage to be examined and on the other hand the comparison surge voltage act in such a way that a cathode ray oscilloscope shows the difference of test impulse voltage and reference impulse voltage.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the surge voltage divider is implemented as a capacitive divider and the coupling of the comparison surge generator takes place via capacitors.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the two for coupling of the comparator serving Capacitors are the same size.

4. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the undervoltage capacitor of the surge voltage divider as a variable capacitor is executed.

5. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the capacitance of the capacitor on the low voltage side of the surge voltage divider is as large as possible compared to the sum of the capacitances of the coupling capacitors of the reference surge generator.

6. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that that if the level of the test impulse voltage to be examined changes, the comparison impulse voltage remains constant.

7. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that that instead of the capacitors, appropriately sized ohmic or inductive Switching elements or those of mixed character are used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings