NL7810695A - CAPACITIVE AC VOLTAGE DIVIDER. - Google Patents
CAPACITIVE AC VOLTAGE DIVIDER. Download PDFInfo
- Publication number
- NL7810695A NL7810695A NL7810695A NL7810695A NL7810695A NL 7810695 A NL7810695 A NL 7810695A NL 7810695 A NL7810695 A NL 7810695A NL 7810695 A NL7810695 A NL 7810695A NL 7810695 A NL7810695 A NL 7810695A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- voltage
- signal
- measuring
- capacitor
- component
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 53
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 101100049641 Caenorhabditis elegans pfs-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100269674 Mus musculus Alyref2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/04—Voltage dividers
- G01R15/06—Voltage dividers having reactive components, e.g. capacitive transformer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
ψ Η»Ο* 26.726 ΗΑΖΕΜΕΕΓΕΗ BY, te Hengelo.ψ Η »Ο * 26.726 ΗΑΖΕΜΕΕΓΕΗ BY, in Hengelo.
-ί-ί
Be uitvinding heeft "betrekking op een kapaeitieve ; spanningsdeler, bijvoorbeeld voor middel- of hoogspanning, bestaande uit de serieschakeling van tenminste twee konden- i satoren, waarvan er een dient als meetkondensator, welke j serieschakeling kan worden aangesloten tussen een primaire 5 spanning en een referentiespanning, waarbij van de meet- j. kondensator als sekundaire spanning een meetsignaal wordt : afgeleid, welk meetsignaal kan bestaan uit een wisselspan-ningskomponent en een gelijkspanningskomponent en waarbij over de meetkondensator ten lekimpedantie is aangesloten ! 10 voor het afvoeren van de gelijkspanningskomponent, voor- ! zien van besturingsmiddelen voor het ontvangen van het j meetsignaal en voor het uit het meetsignaal afleiden van ’ de zuivere gelijkspanningskomponent.The invention relates to a capacitive voltage divider, for example for medium or high voltage, consisting of the series connection of at least two capacitors, one of which serves as a measuring capacitor, which series connection can be connected between a primary voltage and a reference voltage, where a measuring signal is derived from the measuring capacitor as a secondary voltage: which measuring signal can consist of an alternating voltage component and a direct voltage component and wherein a leakage impedance is connected across the measuring capacitor for discharging the direct voltage component, for See control means for receiving the measuring signal and for deriving the pure DC voltage component from the measuring signal.
Een dergelijke spanningsdeler is bekend uit "Bulletir. 15. Scientifiquë 1.1.M.", 19^» j^^v blzV ^54-155·Such a voltage divider is known from "Bulletir. 15. Scientifiquë 1.1.M.", 19 ^ j ^ ^ v pV ^ 54-155 ·
Wanneer het van de meetkondensator afgenomen meetsignaal dient voor het bewaken van de op de spanningsdeler aangerlj sloten primaire spanning, kan een dergelijke gelijkspan-ning over de meetkondensator het funktioneren van de bewa- 20 king bemoeilijken of zelfs verhinderen. Bij aanwezigheid van een dergelijke gelijkspanning kunnen distantierelais j niet tijdig of foutief ingrijpen. Ook is het lokaliseren | van een aardfout of fasesluiting moeilijk of onmogelijk.When the measuring signal taken from the measuring capacitor serves to monitor the primary voltage connected to the voltage divider, such a DC voltage across the measuring capacitor can complicate or even prevent the functioning of the monitoring. In the presence of such a DC voltage, distance relay j cannot intervene in time or incorrectly. Also locating is earth fault or phase closure difficult or impossible.
Een gelijkspanning over de meetkondensator kan onder 25 meer optreden als een primaire wisselspanningsleiding wordt afgeschakeld op een tijdstip dat de golfvorm van de .wisselspanning niet door nul gaat. Be dan nog resterende -l~ 78 1 0 6 9 5 -Jf 2 spanning op de leiding leidt tot een restlading, ook ge-lijkspannihgskomponent genoemd, die via de op de primaire spanning aangesloten kondensator een gelijkspanning over de meetkondensator tot gevolg heeft. Indien bij een der-gelijke gelijkspanning over de meetkondensator de spanning 5 weer na enige perioden terugkomt en er onmiddellijk daarna een kortsluiting optreedt, terwijl de gelijkspanning nog niet voldoende is afgeleid, treedt er als gevolg hiervan pas na enige perioden een nuldoorgang van het meet^ signaal op, op welke nuldoorgang een distantierelais rea- 10 geert. Dit betekent echter dat het relais te laat reageert. Ook overspanningen op de primaire wisselspannings_ leiding kunnen tot restladingen en gelijkspanningen over de meetkondensator aanleiding geven.A DC voltage across the measuring capacitor can occur, inter alia, if a primary AC voltage line is turned off at a time when the AC voltage waveform does not pass through zero. The remaining voltage on the line then results in a residual charge, also called equal voltage component, which results in a DC voltage across the measuring capacitor via the capacitor connected to the primary voltage. If, with such a DC voltage across the measuring capacitor, the voltage returns again after a few periods and a short circuit occurs immediately afterwards, while the DC voltage has not yet been sufficiently derived, a zero crossing of the measurement occurs only after some periods. signal to which zero crossing a distance relay responds. However, this means that the relay responds too late. Overvoltages on the primary AC voltage line can also lead to residual charges and DC voltages across the measuring capacitor.
Voor het korrekt funktioneren van distantierelais is 15 dus een onvervormde weergave van de veranderingen in de primaire spanning noodzakelijk. Daarom is bij de bekende spanningsdeler parallel aan de meetkondensator een lek. impedantie geschakeld, waardoor de gelijkspanning voldoende snel verdwijnt. 20Thus, for correct functioning of the distance relay, an undistorted representation of the changes in the primary voltage is necessary. Therefore, in the known voltage divider parallel to the measuring capacitor there is a leak. impedance, so that the DC voltage disappears quickly enough. 20
Het aanbrengen van een lekimpedantie voorkomt weliswaar, dat onder o.m. de hiervoor genoemde kondities een ontoelaatbare vertraging in het funktioneren van beveiligingsapparatuur optreedt, een nadelig effekt van deze maatregel is echter, dat er faseverschuiving van het 25 meetsignaal ten opzichte van de primaire wisselspanning optreedt. Het gevolg hiervan is een vertraging in het aanspreken van beveiligingsapparatuur, bijvoorbeeld in geval van kortsluiting in het primaire wisselspanningscircuit.Although the provision of a leakage impedance prevents an inadmissible delay in the operation of protective equipment under, inter alia, the aforementioned conditions, a disadvantageous effect of this measure is that phase shifting of the measuring signal relative to the primary alternating voltage occurs. The consequence of this is a delay in triggering protective equipment, for example in the event of a short circuit in the primary AC voltage circuit.
Behalve faseverschuiving treden bovendien ten gevolge van 30 de lekimpedantie uitslingerverschijnselen van het meetsignaal op, welke zoals begrijpelijk zal zijn, eveneens een accurate werking van het beveiligingssysteem voor de primaire wisselspanning verstoren.In addition to phase shift, due to the leakage impedance, oscillations of the measuring signal occur, which, as will be understandable, also disrupt accurate operation of the protection system for the primary AC voltage.
78 1 0 6 9 5 35 y?' . · ·' * \ 3 ;.v78 1 0 6 9 5 35 y? ' . · · '* \ 3; .v
Bovengenoemde nadelen worden vermeden bi j de kapa-oitieve wisselspanningsdfler volgens de onderhavige uitvinding, die bet kenmerk heeft, dat kompensatiezniddelen aanwezig zijn voor het ontvangen van het meetsignaal en voor het met de genoemde afgeleide zuivere gelijkspannings- 5 komponent kompenseren. vaa. de géli jkspanningskomponent in het meetsignaal. ^The above-mentioned drawbacks are avoided with the capacitive AC voltage ddler according to the present invention, which is characterized in that compensation means are present for receiving the measuring signal and for compensating with the said pure DC voltage component. vaa. the equal voltage component in the measurement signal. ^
Bij de kapaoitieve wisaelapanningadeler volgens de onderhavige uitvinding wordt de gelijkspanningskomponent in het meetsignaal, dus de lading op de meetkondensator 10 weliswaar via een daarover aangebrachte lekimpedantie afgevoerd, maar hierop vooruitlopend wordt de door de genoemde lading veroorzaakte gelijkspanningskomponent in het meetsignaal ogenblikkelijk gekompenseerd en blijft deze gekompenseerd totdat de lading verdwenen is. Ogen- 15 blikkelijk wil hier zeggen in korte tijd vergeleken met de periodetijd, die bij 50 Hz 20 msek bedraagt.In the capacitive wisela voltage divider according to the present invention, the DC component in the measuring signal, i.e. the charge on the measuring capacitor 10 is indeed discharged via a leakage impedance applied thereto, but in advance the DC component caused by the said charge is immediately compensated in the measuring signal and remains compensated until the charge is gone. Here instantaneous means in a short time compared to the period time, which at 20 Hz is 20 msek.
In een voorkeurs uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding bestaan de kompensatiemiddelen uit een kompensatiekondensator en een daarmee parallel geschakelde lek- 20 impdantie, waarvan een gemeenschappelijke aansluitklem met de genoemde referentiespanning is verbonden; schakel-middelen voor het aan de andere gemeenschappelijke aansluitklem van de kompensatiekondensator en de daarmee parallel geschakelde lekimpedantie toevoeren van een ge- 25 geven verdere referentiespanning, welke schakelmiddelen kunnen worden gestuurd door een van de zuivere gelijkspanningskomponent afgeleid signaal, waarbij de waarde van de verdere referentifspanning en de insohakeltijd van de schakelmiddelen zodanig worden gekozen, dat de spanning 30 op de kompensatiekondensator de gelijkspanningskomponent in iet meetsignaal snel'kan kompenseren; een differentiaalversterker, aan een ingang waarvan het meetsignaal en aan een andere ingang waarvan de spanning op de kompensatiekondensator wordt toegevoerd, terwijl het op de 35 gelijkspanningskomponent gékompenseerde uitgangssignaal 78 1 0 6 9 5 4 naar de besturingsmiddelen wordt gevoerd, De spanning op de kompensatiekondensator kan in absolute waarde gezien gelijk worden gemaakt aan de zuivere gelijkspanningskompo-nent op de meetkondensator. De differentieelversterker kan dan voor beide signalen een versterkingsfaktor 1 bezitten. 5 Opmerking verdient, dat een kapacitieve wisselspan-ningsdeler met een verdere kondensator ook worden voorgesteld in de Nederlandse octrooiaanvragen 7711655 en 7802969 van aanvraagster. Hierbij worden twee afzonderlijke signalen opgewekt, namelijk een smalbandig grondgolfsignaal, 10 dat dus met de zuivere wisselspanningskomponent overeenkomt en een breedbandig signaal, dat eveneens de gelijk-spanningskomponent bevat. Beide kunnen fungeren als stuursignaal terwijl het laatste kan dienen als meetsignaal voor bewakings- of beveiligingsdoeleinden. De stuursigna- 15 len geven de besturingsmiddelen aanleiding om eventueel aanwezige gelijkspanningskomponenten in het breedbandige signaal te verwijderen. De in de genoemde eerdere octrooiaanvragen beschreven methoden om met behulp van een hoog-spanningskondensator twee min of meer onafhankelijke ka- 20 nalen te verkrijgen kunnen voor wat betreft de overspraak of de praktische uitvoerbaarheid in bepaalde situaties op bezwaren stuiten. Hoewel door geschikte keuze van de kapaciteiten een grote mate van onafhankelijkheid tussen de twee bovengenoemde signalen wordt bereikt, wordt een 25 kapacitieve wisselspanningsdeler gewenst, waarmee een volledige onafhankelijkheid is te verwezenlijken. Deze onafhankelijkheid kan worden bereikt met een dubbele span-ningsdeler, die ook onderwerp van de bovengenoemde eerdere octrooiaanvragen vormt. Ook hier kunnen echter praktische 50 bezwaren ontstaan, vooral wanneer de meetkondensator van aanzienlijke kapaciteit is, in welk geval de toepassing van halfgeleiderschakelaars, die in het algemeen de voorkeur verdienen, problemen opleveren, omdat de schakel-stromen te groot worden. Dit geldt bijvoorbeeld bij mo- 35 dernisering van een oude CYT-meetinstallatie, waarbij een 78 1 0 6 9 5 5...In a preferred embodiment of the present invention, the compensation means consist of a compensation capacitor and a leakage impedance connected in parallel, a common terminal of which is connected to the said reference voltage; switching means for supplying a given further reference voltage to the other common terminal of the compensation capacitor and the leakage impedance connected in parallel therewith, which switching means can be controlled by a signal derived from the pure DC voltage component, the value of the further reference voltage and the switch-on time of the switching means is chosen such that the voltage 30 on the compensation capacitor can quickly compensate the DC component in a measuring signal; a differential amplifier, to an input of which the measuring signal and to another input of which the voltage is applied to the compensation capacitor, while the output signal compensated on the DC voltage component 78 1 0 6 9 5 4 is fed to the control means, The voltage on the compensation capacitor can seen in absolute value equal to the pure DC voltage component on the measuring capacitor. The differential amplifier can then have a gain factor 1 for both signals. It should be noted that a capacitive AC voltage divider with a further capacitor is also proposed in the Dutch patent applications 7711655 and 7802969 of the applicant. Two separate signals are hereby generated, namely a narrow-band fundamental wave signal, which thus corresponds to the pure AC voltage component and a broadband signal, which also contains the DC voltage component. Both can function as a control signal, while the latter can serve as a measuring signal for monitoring or protection purposes. The control signals give the control means reason to remove any DC voltage components present in the broadband signal. The methods described in the aforementioned previous patent applications for obtaining two more or less independent channels with the aid of a high-voltage capacitor can be problematic in certain situations with regard to cross-talk or practical feasibility. Although a large degree of independence between the above two signals is achieved by suitable choice of capacities, a capacitive alternating voltage divider is desired, with which complete independence can be achieved. This independence can be achieved with a double voltage divider, which is also the subject of the aforementioned previous patent applications. Here again, however, practical drawbacks can arise, especially when the measuring capacitor is of considerable capacitance, in which case the use of semiconductor switches, which are generally preferred, presents problems because the switching currents become too large. This applies, for example, to the modernization of an old CYT measuring system, where a 78 1 0 6 9 5 5 ...
grote extra Condensator in de serieschakeling moet worden opgenomen om een extra meetpunt te kreëren. Het is dan ^ praktiscli aantrekkelijker om met een vaste lekimpedantie - te volstaan.large extra Capacitor in the series circuit must be included to create an extra measuring point. It is then practically more attractive to suffice with a fixed leakage impedance.
De kapacitieve wisselspanningsdeIer volgens de onder- 5 ‘ havige uitvinding bezit de eigenschap van zowel vereenvoudigde praktische uitvoerbaarheid als van volledige onafhankelijkheid van beide bovengenoemde signalen. De regelsnelheid is bij de spanningsdeler volgens de onderhavige uitvinding tenminste gelijk aan de beste uitvoerings- 10 vorm volgens beide eerder genoemde octrooiaanvragen, terwijl de bandbreedte ruimschoots voldoende blijft voor het gestelde doel.The capacitive AC voltage divider according to the present invention has the property of both simplified practical feasibility and complete independence from both of the above signals. The control speed in the voltage divider according to the present invention is at least equal to the best embodiment according to both aforementioned patent applications, while the bandwidth remains amply sufficient for the intended purpose.
Bij de spanningsdeler volgens de onderhavige uitvinding laat men de ongewenste lading op de meetkondensator 15 niet door het kortsluiten met behulp van een schakelaar van deze kondensator binnen zeer korte tijd wegvloeien, maar wordt de gelijkspanningskomponent op de kondensator met een bijvoorbeeld even grote spanning van gelijke of tegengestelde potentiaal gekompenseerd door samenvoeging 20 in een differentiaalversterker. .In the voltage divider according to the present invention, the undesired charge on the measuring capacitor 15 is not drained by short-circuiting this capacitor by means of a switch, but rather the DC voltage component on the capacitor with, for example, an equal voltage of equal or opposite potential compensated by combining 20 in a differential amplifier. .
De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarop enkele schakelingvoor-beelden zijn weergegeven,The invention will now be further elucidated with reference to the drawings, in which some circuit examples are shown,
Big. 1 toont een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een 25 kapacitieve wisselspannimgsdeler volgens de onderhavige uitvinding met de bijbehorende besturingsmiddelen; fig, 2 toont een ten opzichte van fig. 1 gewijzigde uitvoeringsvorm van de kapacitieve wisselspanningsdeler volgens de onderhavige uitvinding; 30 fig. 3 toont een voorkeursuitvoeringsvorm, waarbij een tweede differentiaalversterker is toegevoegd.Big. 1 shows a first exemplary embodiment of a capacitive AC voltage divider according to the present invention with the associated control means; FIG. 2 shows an embodiment of the AC capacitive divider of the present invention modified from that of FIG. 1; Fig. 3 shows a preferred embodiment, in which a second differential amplifier is added.
Evenals in de bekende schakeling en in de schakelingen volgens de eerder genoemde octrooiaanvragen van aanvraagster is de kapacitieve wisselspanningsdeler, be- 35 staande uit de serieschakeling van de kondensatoren C1 en 02 met de daarover geschakelde lekimpedantie R1 aangesloten 7910695 6 t tussen de primaire spanning V en een referentiespanning, bijvoorbeeld de aarde. De lekimpedantie R1 zal een waarde bezitten, die zo groot is gekozen, dat de fasefout in het signaal op het knooppunt van.d en C2 is te verwaarlozen of voor de wisseispanningsfrequentie eenvoudig kan worden 5 gekompenseerd.As in the known circuit and in the circuits according to the aforementioned patent applications of the applicant, the capacitive AC voltage divider, consisting of the series connection of the capacitors C1 and 02 with the leakage impedance R1 connected thereto, is connected between the primary voltage V and 7910695 6 t. a reference voltage, for example the earth. The leakage impedance R1 will have a value chosen so large that the phase error in the signal at the junction of d and C2 is negligible or can be easily compensated for the exchange voltage frequency.
Ervan uitgaande dat de fasekorrektie achterwege kan blijven, passeert het signaal op het knooppunt van de kon-densatoren C1 en C2 in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld eerst de versterker 7^, hier een differentiaalversterker, 10 waarna het signaal rechtstreeks als meetsignaal B de ingang 2 van een vergelijkingsschakeling D bereikt. Het uitgangssignaal van versterker wordt tevens toegevoerd aan een gelijkspanningssperfilter E1, waarna het als smalbandig grondgolfsignaal de eerste ingang van de vergelijkings- 15 schakeling D bereikt. In deze vergelijkingsschakeling D worden beide signalen met elkaar vergeleken, teneinde een gelijkspanningskomponent in'het breedbandige meetsignaal B vast te stellen.Assuming that the phase correction can be omitted, the signal at the node of the capacitors C1 and C2 in the present exemplary embodiment first passes through the amplifier 7 ^, here a differential amplifier, after which the signal directly as the measuring signal B enters the input 2 of a comparison circuit D is reached. The output signal of the amplifier is also applied to a DC blocking filter E1, after which it reaches the first input of the comparator circuit D as a narrow-band fundamental wave signal. In this comparison circuit D, both signals are compared with each other, in order to determine a DC voltage component in the broadband measuring signal B.
De kompensatieschakeling bestaat hier uit de reeds 20 genoemde differentiaalversterker 71, uit de kompensatie-kondensator C3 met parallel geschakelde lekimpedantie R2 en uit een aantal verdere weerstanden R3 en R4 en schakelaars S1 en S2.The compensation circuit here consists of the aforementioned differential amplifier 71, of the compensation capacitor C3 with leakage impedance R2 connected in parallel and of a number of further resistors R3 and R4 and switches S1 and S2.
Een verbindingspunt van de kompensatiekondensator. C3 25 en de lekimpedantie R2 is met een' referentiespanning verbonden, die ook hier uit de aarde kan bestaan. Het andere verbindingspunt is aangesloten op de tweede ingang van de differentiaalversterker. 7erder zijn met dit andere verbindingspunt twee weerstanden R3 en R4 verbonden, die elk 30 voor zich met een andere aansluitgeleider zijn verbonden met schakelaars S1 respektievelijk S2 die weer met verdere referentiespanningen 7ref-j en 7re£2 zi3n verbonden. Deze schakelaars S1 en S2 kunnen worden bediend door het uitgangssignaal van de vergelijkingsschakeling D, dat wil 35 zeggen door een signaal dat afhankelijk is van de door de 78 1 0 6 9 5 ·. 1 , vergelijkingsschakeling D vastgestelde gelijkspanningskom-·· ponent. Deze gelijkspanningskomponent wordt eerst aan een logische heslissingsschakeling toegevoerd. Deze logische beslissingsschakeling is van een aantal uitgangen voorzien.A connection point of the compensation capacitor. C3 and the leakage impedance R2 is connected to a reference voltage, which can also consist of earth here. The other connection point is connected to the second input of the differential amplifier. Previously, two resistors R3 and R4 are connected to this other connection point, each of which is connected to another connection conductor in itself, with switches S1 and S2, respectively, which are in turn connected to further reference voltages 7ref-1 and 7re-2. These switches S1 and S2 can be operated by the output signal of the comparison circuit D, that is to say by a signal which is dependent on the signal output by the 78 1 0 6 9 5 ·. 1, comparison circuit D determined DC voltage component. This DC voltage component is first supplied to a logic resistor circuit. This logical decision circuit is provided with a number of outputs.
Elke uitgang ontvangt een signaal overeenkomstig een bepaal- 5 de grootte en polariteit van de gelijkspanningskomponent en een van deze uitgangssignalen kan de schakelaar SI respek-tievelijk S2 inschakelen, waarna de referenti es panning ',Vr of Tref2 aan Het met de alfferentiaalversterker 71>tf>on-v den verbindingspunt van kompensatiekondensator C3 en lek- 10 impedantie R3 wordt toegevoerd. Hierdoor.wordt op de kompensatiekondensator 03 een even grote gelijkspanning opgebouwd als op kondensator 02 aanwezig is. Het opbouwen van deze kompensatiespanning hangt af van de waarde van de weerstanden R3 en R4. Deze. waarden zal men in verband hiermee 15 en al naar gelang de gewenste kompensatiesnelheid kiezen.Each output receives a signal corresponding to a certain magnitude and polarity of the DC voltage component and one of these output signals can switch on the switches S1 and S2, respectively, after which the reference voltage ', Vr or Tref2 on with the alpha amplifier 71> tf At the connection point of compensation capacitor C3 and leakage impedance R3 is supplied. As a result, an equal DC voltage is built up on the compensation capacitor 03 as is present on the capacitor 02. The build-up of this compensation voltage depends on the value of the resistors R3 and R4. This one. values will be chosen in connection with this and depending on the desired compensation speed.
Hetzelfde geldt voor de waarde van de referentiespanningenThe same applies to the value of the reference voltages
Vref1 en ?ref2*Vref1 and? Ref2 *
Wanneer de gelijkspanningen op de kondensatoren C2 en 03 gelijk zijn geworden, zal de differentiaalversterker 20 V1 in zijn uitgangssignaal, dat wil zeggen het gewenste meetsignaal geen gelijkspanningskomponent meer bevatten.When the DC voltages on capacitors C2 and 03 have become equal, the differential amplifier 20 V1 will no longer contain a DC voltage component in its output signal, i.e. the desired measuring signal.
Beide aan de ingangen 1 en 2 van de vergelijkingsschakeling D toegevoerde signalen bestaan dan alleen nog uit het zuivere wisseispanningssignaal. De vergelij kings schakeling 25 D zal dus geen gelijkspanningskomponent meer detekteren, - waardoor de schakelaars Si en/pfS2 weer worden geopend.Both signals applied to the inputs 1 and 2 of the comparison circuit D then only consist of the pure exchange voltage signal. Comparative circuit 25 D will thus no longer detect a DC voltage component, as a result of which switches Si and / pfS2 are opened again.
Zoals hiervoor is opgemerkt is ook over de kompensatiekondensator 03 een lekimpedantie R2 aangesloten. De lekimpedantie R1 over de meetkondensator C2 heeft een zo- 30 danige hoge waarde, dat de afsnijfrequentie voldoende ver onder de frequentie van de te meten wisselspanning ligt teneinde de geïntroduceerde fase- en amplitudefouten gering te houden. Dit impliceert een grote tijdkonstante.As noted above, a leakage impedance R2 is also connected across the compensation capacitor 03. The leakage impedance R1 across the measuring capacitor C2 has such a high value that the cut-off frequency is sufficiently far below the frequency of the AC voltage to be measured to keep the introduced phase and amplitude errors small. This implies a great time constant.
02 zal zich dus langzaam over R1 ontladen, waardoor de 35 gelijkspanningskomponent in het knooppunt 01, 02 dus lang 78 1 0 6 9 5 8 zaam afneemt.02 will therefore slowly discharge over R1, so that the DC voltage component in the node 01, 02 will decrease for a long time 78 1 0 6 9 5 8.
Kondensator C3 kan zich via de lekimpedantie R2 ontladen, welke laatste lekimpedantie bij voorkeur een zodanige waarde bezit, dat de tijdkonstante R2.C3 even groot is als de tijdkonstante R1.C2. In principe zijn dan na het laden 5 van 03 tot de juiste kompensatiespanning geen korrekties meer nodig, daar zowel C2 als C3 zich volgens dezelfde krommen, via de aangesloten lekimpedanties R1 respektieve-lijk R2 ontladen. Bij ongelijke tijdkonstanten zullen na enige tijd korrekties optreden, teneinde de kompensatie 10 volledig te houden.Capacitor C3 can discharge via the leakage impedance R2, the latter leakage impedance preferably having a value such that the time constant R2.C3 is the same size as the time constant R1.C2. In principle, no corrections are then required after loading from 03 to the correct compensation voltage, since both C2 and C3 discharge according to the same curves, via the connected leakage impedances R1 and R2, respectively. In the event of uneven time constants, corrections will occur after some time, in order to keep the compensation 10 complete.
In het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 2 wordt slechts een schakelaar S1 toegepast, die via de weerstand R3 een referentiespanning aan kondensator C3 toevoert.In the exemplary embodiment according to Fig. 2, only a switch S1 is applied, which supplies a reference voltage to capacitor C3 via resistor R3.
Deze referentiespanning bestaat hier uit het verschil 15 tussen het breedbandige meetsignaal, dat wil zeggen het signaal met de zuivere wisselspanningskomponent en de ge-· lijkspanningskomponent en uit het signaal afkomstig uit het gelijkspanningssperfilter F1, dus de zuivere wissel-spanningskomponent. Dit betekent dat Vref in het algemeen 20 gelijk zal zijn aan de door de vergelijkingsschakeling D afgeleide gelijkspanningskomponent. Bij detektie van een gelijkspanningskomponent in het breedbandige signaal zal schakelaar S1 worden gesloten, waardoor C3 snel tot de verschilspanning, dat wil zeggen de uitgangsspanning van 25 de vergelijkingsschakeling D wordt geladen. Daarna is de gelijkspanningskomponent in het breedbandige meetsignaal gekompenseerd en wordt S1 weer geopend, De kondensatoren C2 en C3 zullen weer met dezelfde snelheid worden ontladen.Here, this reference voltage consists of the difference between the broadband measuring signal, ie the signal with the pure AC voltage component and the DC voltage component and from the signal originating from the DC voltage filter F1, i.e. the pure AC voltage component. This means that Vref will generally be equal to the DC component derived by the comparator D. Upon detection of a DC voltage component in the broadband signal, switch S1 will be closed, so that C3 is quickly charged to the differential voltage, ie the output voltage of the comparator D. Then the DC voltage component in the broadband measuring signal is compensated and S1 is opened again. The capacitors C2 and C3 will be discharged again at the same speed.
Bij het snel laden van kondensator C3 door de bij- 30 behorende referentiespanning als een van de schakelaars S1 of S2 wordt gesloten treden transiënte verschijnselen op.When the capacitor C3 is rapidly charged by the associated reference voltage when one of the switches S1 or S2 is closed, transient phenomena occur.
Deze transiënte verschijnselen bij het opladen van C3 kunnen echter ook via de differentiaalversterker V1 in het zuivere wisselspanningssignaal terechtkomen, dat via het 35 gelijkspanningssperfilter R1 aan de ingang 1 van de verge- 78 1 0 6 9 5 .. 9'. ' ;' < lijkingssehakeling D wordt toegeToerd. Dit nadeel kan worden vermeden door een tweede differentiaalversterker 72 in te voeren en door het soipatiepunt te verleggen naar uitsluitend de tak van liet "breedbandige signaal dat aan ingang 2 van de vergelijkingsschakeling D wordt toegevoerd. 5However, these transient phenomena when charging C3 can also pass through the differential amplifier V1 into the pure AC voltage signal, which is fed through the DC blocking filter R1 at the input 1 of the comparator. ';' <equation circuit D is applied. This drawback can be avoided by inputting a second differential amplifier 72 and by shifting the bouncing point to only the branch of the "broadband signal applied to input 2 of the comparator D.
De differentiaalversterker 71 fungeert hierbij dan als buf-ferversterker. De opgewekte transiënte verschijnselen bij het snel opladen van C3 zullen nu alleen nog aanwezig zijn in het laatstgenoemde signaal en niet in het signaal dat via het sperfilter P1 aan de andere ingang van de ver- 10 gelijkingsschakeling D wordt toegevoerd. Dit signaal zal dus steeds een nauwkeuriger smalbandig grondgolfsignaal zijn dan in de vorige uitvoeringsvoorheelden, waarna het filteren in Pi nog wel een rest van transiënten in A aanwezig kan zijn, wanneer de bandbreedte van het gelijkspan- 15 ningssperfilter P1. niet bijzonder klein is.The differential amplifier 71 then functions as a buffer amplifier. The generated transient phenomena during the fast charging of C3 will now only be present in the latter signal and not in the signal which is applied via the blocking filter P1 to the other input of the comparison circuit D. This signal will therefore always be a more accurate narrowband fundamental wave signal than in the previous embodiments, after which the filtering in Pi may still contain a remainder of transients in A, when the bandwidth of the DC blocking filter P1. is not particularly small.
De differentiaalversterker 71 kan zowel in het uit-voeringsvoorbeeld volgens fig. 1 als in de andere uitvoeringsvoorbeelden een versterkingsfaktor gelijk aan 1 bezitten. 20 ;The differential amplifier 71 can have a gain factor equal to 1 in the exemplary embodiment of FIG. 1 as well as in the other exemplary embodiments. 20;
Het spreekt vanzelf dat in de oplaadketen voor kon-densator 02, voorgesteld door de schakelaars S1 en S2 res-pektievelijk R3 en R4 vele varianten mogelijk zijn, die ook reeds in de beide genoemde eerdere octrooiaanvragen van aanvraagster zijn besproken» v " 25It goes without saying that in the charging circuit for capacitor 02 represented by the switches S1 and S2 and R3 and R4 respectively, many variants are possible, which have also already been discussed in the two aforementioned previous patent applications of the applicant.
De belangrijkste voordelen van de schakeling volgens de uitvinding zijn, dat de prestaties, dat wil zeggen de werksnelheid, tenminste gelijk zijn aan een stelsel met twee parallelle kapacitieve wisselspanningsdelers volgens bijvoorbeeld fig. 7 van octrooiaanvrage 7711655. Bovendien 30 kan een spanningsdeler volgens de uitvinding eenvoudig worden toegevoegd aan een bestaande spanningsdeler zonder ingrijpende veranderingen in de spanningsdeler zelf, het- , geen bijvoorbeeld in het geval van de spanningsdeler uit de Nederlandse octrooiaanvrage 7711655 wel nodig is, 35The main advantages of the circuit according to the invention are that the performance, that is to say the operating speed, is at least equal to a system with two parallel capacitive alternating voltage dividers according to, for example, fig. 7 of patent application 7711655. Moreover, a voltage divider according to the invention can be be added to an existing voltage divider without drastic changes in the voltage divider itself, which is not necessary, for example in the case of the voltage divider from Dutch patent application 7711655, 35
Het spreekt vanzelf, dat de uitvinding niet tot de 78 1 06 9 5It goes without saying that the invention does not go to the 78 1 06 9 5
Claims (8)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NLAANVRAGE7810695,A NL184588C (en) | 1978-10-26 | 1978-10-26 | CAPACITIVE VOLTAGE DIVIDER. |
| GB7936876A GB2037440B (en) | 1978-10-26 | 1979-10-24 | Capacitive ac voltage divider |
| FR7926504A FR2439997A1 (en) | 1978-10-26 | 1979-10-25 | CAPACITIVE VOLTAGE DIVIDER |
| SE7908901A SE439201B (en) | 1978-10-26 | 1979-10-26 | CAPACITIVE VOLTAGE PARTS |
| IT69082/79A IT1119471B (en) | 1978-10-26 | 1979-10-26 | CAPACITIVE DIVIDER OF ALTERNATING CURRENT VOLTAGE |
| CH964179A CH643363A5 (en) | 1978-10-26 | 1979-10-26 | Capacitive ac voltage divider. |
| DE2943403A DE2943403C2 (en) | 1978-10-26 | 1979-10-26 | Capacitive voltage divider |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7810695 | 1978-10-26 | ||
| NLAANVRAGE7810695,A NL184588C (en) | 1978-10-26 | 1978-10-26 | CAPACITIVE VOLTAGE DIVIDER. |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL7810695A true NL7810695A (en) | 1980-04-29 |
| NL184588B NL184588B (en) | 1989-04-03 |
| NL184588C NL184588C (en) | 1989-09-01 |
Family
ID=19831782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NLAANVRAGE7810695,A NL184588C (en) | 1978-10-26 | 1978-10-26 | CAPACITIVE VOLTAGE DIVIDER. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH643363A5 (en) |
| DE (1) | DE2943403C2 (en) |
| FR (1) | FR2439997A1 (en) |
| GB (1) | GB2037440B (en) |
| IT (1) | IT1119471B (en) |
| NL (1) | NL184588C (en) |
| SE (1) | SE439201B (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0355498A1 (en) * | 1988-08-18 | 1990-02-28 | AEG Sachsenwerk GmbH | Insulating device, especially as a bearing insulator in a voltage divider for high-voltage plants |
| DE19613688A1 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-09 | Habemus Electronic & Transfer | Low voltage measurement device |
| DE19648230C2 (en) * | 1996-11-21 | 1999-11-04 | Strauss System Elektronik Gmbh | Capacitive AC voltage divider |
| DE102016208960B3 (en) * | 2016-05-24 | 2017-11-09 | Continental Automotive Gmbh | Monitoring device and method for monitoring a relative to a reference potential galvanically decoupled AC voltage source |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3452217A (en) * | 1965-12-27 | 1969-06-24 | Ibm | Compensating reset circuit |
| GB1283172A (en) * | 1970-05-13 | 1972-07-26 | Iwatsu Electric Co Ltd | Direct-current amplifying circuit |
| NL7504686A (en) * | 1975-04-21 | 1976-10-25 | Philips Nv | Zero correction for electronic measuring system - used e.g. for measuring blood pressure is fully electronic and automatic in operation |
| DE2634595A1 (en) * | 1975-08-05 | 1977-03-03 | Gen Electric | Regulation of high alternating voltages in transmission lines - has capacitor voltage divider supplying monitor via full wave rectifier |
-
1978
- 1978-10-26 NL NLAANVRAGE7810695,A patent/NL184588C/en not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-10-24 GB GB7936876A patent/GB2037440B/en not_active Expired
- 1979-10-25 FR FR7926504A patent/FR2439997A1/en active Granted
- 1979-10-26 SE SE7908901A patent/SE439201B/en not_active IP Right Cessation
- 1979-10-26 DE DE2943403A patent/DE2943403C2/en not_active Expired
- 1979-10-26 CH CH964179A patent/CH643363A5/en not_active IP Right Cessation
- 1979-10-26 IT IT69082/79A patent/IT1119471B/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1119471B (en) | 1986-03-10 |
| SE439201B (en) | 1985-06-03 |
| GB2037440B (en) | 1983-02-09 |
| GB2037440A (en) | 1980-07-09 |
| CH643363A5 (en) | 1984-05-30 |
| DE2943403C2 (en) | 1982-12-16 |
| NL184588B (en) | 1989-04-03 |
| FR2439997B1 (en) | 1983-04-15 |
| FR2439997A1 (en) | 1980-05-23 |
| IT7969082A0 (en) | 1979-10-26 |
| SE7908901L (en) | 1980-04-27 |
| NL184588C (en) | 1989-09-01 |
| DE2943403A1 (en) | 1980-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1219967B1 (en) | Impedance detector circuit, impedance detector and method of impedance detection | |
| US6194903B1 (en) | Circuit for acquisition of the capacitance or capacitance change of a capacitive circuit element or component | |
| EP1500940B1 (en) | Method for evaluating a capacitor | |
| JPS62140073A (en) | Electrostatic-capacity measuring circuit | |
| DE102009000471A1 (en) | Measurement of the effective series resistance of a capacitor | |
| JPS6238930B2 (en) | ||
| US8525529B2 (en) | Impedance detection circuit and adjustment method of impedance detection circuit | |
| DE69515459T2 (en) | Capacitive sensor | |
| CA2085528C (en) | Time constant detecting circuit and time constant adjusting circuit | |
| US3700966A (en) | Monitoring circuit for detecting leakage currents | |
| US4075507A (en) | Circuit arrangement for evaluating signals, particularly output signals of optical measuring devices | |
| JPH11190751A (en) | Circuit apparatus detecting capacitance or capacitance change | |
| US11754613B2 (en) | Locating a ground fault in a DC network | |
| US4797603A (en) | Device for measuring the ratio of two low value capacities | |
| NL7810695A (en) | CAPACITIVE AC VOLTAGE DIVIDER. | |
| US4119918A (en) | Auto zero circuit | |
| CA2401123C (en) | Capacitance measuring systems | |
| US4486706A (en) | Power flow direction detector | |
| SE422506B (en) | VOLTAGE METHOD DEVICE FOR HIGH VOLTAGE | |
| DE60201751T2 (en) | CAPACITY MEASURING CIRCUIT | |
| DE4340472C1 (en) | Method and circuit arrangement for measuring a capacitance | |
| KR100741560B1 (en) | Asymmetry detection circuit and detection method of same | |
| DE3620399A1 (en) | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR COMPENSATING TEMPERATURE AND NON-TEMPERATURE DRIFTING OF A CAPACITIVE SENSOR | |
| US4050018A (en) | Capacitance meter bias protection circuit | |
| JP3161716B2 (en) | Capacitance detection circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1C | A request for examination has been filed | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |