DD209531A1 - Messeinrichtung fuer hochspannung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messeinrichtung fuer Hochspannung, die einen kapazitiven Teiler (1) aufweist. Sie geht von einer Schaltung aus, wo an dem Teiler eine Reihenschaltung von zwei Wicklungen (5, 7) je eines Uebertragers liegt. Es besteht das Ziel, eine digitale Ausgabe der Signale zu ermoeglichen. Aus diesem Grunde besteht die andere Wicklung (16) des zweiten Uebertragers (8) aus Teilwicklungen, welche ueber Schalter (15) von einer Referenzspannungsquelle (17) gespeist werden. Die Stellung der Schalter (15) wird von einer Logik (14) eingegeben, welche ihre Eingangssignale von der zweiten Wicklung (7) des ersten Uebertragers (6) erhaelt.

Description

Meßeinrichtung für Hochspannung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannungsmeßeinrichtung für hohe elektrische Spannungen, die einen periodischen Verlauf nehmen. Diese Meßeinrichtung besteht aus einem kapazitiven Teiler, der mindestens aus einem Oberspannungskondensator und einem Unterspannungskondensator zusammengeschaltet ist und gehört zur Gattung der passiven Teiler, weil sie die Spannung über dem Uhterspannungskondensator erfaßt.

Charakteristik der bekannten Lösungen Derartige Anordnungen arbeiten dann sehr genau, wenn die an den Verbindungspunkt von Oberspannungskondensator und Unterspannungskondensator anzuschließenden Netzwerke praktisch keine Belastung darstellen. Um also die Übertragungsgenauigkeit und/oder die Ausgangsleistung der Meßeinrichtung zu erhöhen, werden in solchen netzwerken auch Verstärker, z.B. Operationsverstärker eingesetzt (ΕΤΖ/Δ Bd. 88 (1967) H. 13, S. 309 - 322; CH-PS556541). Um die relativ hohe Spannung, die am Unterspannungskondensator ansteht, für die elektronische Weiterverarbeitung umzuformen, wird in ebenfalls bekannter Weise vor dem Eingang in den Verstärker nochmals eine Spannungsteilung vorgenommen, z.B. derart, daß einem Operationsverstärker ein Vorwiderstand zugeordnet ist. Dieser Operationsverstärker arbeitet dann im off-/ine Betrieb mit

einem Leistungsverstärker zusammen.

Derartige Schaltungen beeinträchtigen aber das Pehlerverhalten der Meßeinrichtung, nachteilig ist weiter, daß wenigstens ein Verstärker mit dem Hochspannungsteiler galvanisch verbunden ist, was besondere Maßnahmen zum Schütze gegen Überspannungen notwendig -macht.

Desweiteren wurde bereits eine Meßeinrichtung vorgeschlagen, die ebenfalls aus einem kapazitiven Teiler und einem Meßverstärker besteht und bei der der Meßverstärker ein Differenzverstärker ist. Selbiger liegt mit seinem Eingang an der Sekundärwicklung eines ersten Übertragers, dessen Primärwicklung einerseits am Yerbindungspunkt der Kondensatoren des Spannungsteilers und andererseits an einer zweiten Wicklung eines zweiten Übertragers liegt. Die Primärwicklung dieses zweiten Übertragers liegt am Ausgang des Differenzverstärkers·

Die Bürdenspannung .wird entweder durch induktive Kopplung mittels einer dritten Wicklung des zweiten Übertragers gewonnen oder es wird die Spannung der ersten Wicklung des zweiten Übertragers bzw.· eine Spannung an einer Anzapfung dieser Wicklung abgenommen (Wp GOi R/233 211).

Diese Schaltungsanordnung weist günstige Fehlergrenzen auf, und es ist eine galvanische Trennung des Hetzwerkes vom Hochspannungsteiler geschaffen.

Ziel der Erfindung

Bs besteht ;jetzt das Ziel, eine Meßanordnung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß der Meßwert nicht in analoger sondern vielmehr in digitaler Form ausgegeben wird, Damit wird das Ausgangssignal auch als Eingangsgröße für rechnergestützte Heßwerterfassungssysteme anwendbar.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung für Hochspannung, die einen kapazitiven Spannungstei-

ler und einen ersten Übertrager aufweist, dessen Primärwicklung einerseits am Verbindungspunkt des Oberspannungskondensators mit dem Unterspannungskondensator des kapazitiven Spannungsteilers und andererseits an einer ,zweiten Wicklung eines zweiten Übertragers liegt, so auszubilden, daß die Analog-Digitalumsetzung direkt in die Meßeinrichtung integriert wird und das Ausgangssignal digital vorliegt.

Diese Aufgabe wird durch die Anwendung der in den Erfindungsansprüchen definierten Merkmale:· gelöst.

Ausführungsbeispiel

Anhand der beigefügten Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Ein kapazitiver Spannungsteiler 1 besteht· aus einem Oberspannungskondensator 2 und einem Unterspannungskondensator 3· Ihre Verbindung bildet einen Anschlußpunkt 4 für ein Netzwerk.

Am Verbindungspunkt 4 liegt eine Primärwicklung 5 eines ersten Übertragers 6, die mit ihrem anderen Anschluß an einer Sekundärwicklung 7 eines zweiten Übertragers 8 liegt· Der Unterspannungskondensator 3 des kapazitiven Spannungsteilers 1, die Primärwicklung 5 des ersten Übertragers 6 und die Sekundärwicklung 7 des zweiten Übertragers 8 bilden somit einen geschlossenen Stromkreis. Eine Sekundärwicklung 9 des ersten Übertragers 6 arbeitet auf zwei Komparatoren 10 und 11. Die Ausgangssignale dieser Komparatoren 10 und 11 werden mit einem logischen Glied 12 verknüpft und steuern eine mittels eines Taktgenerators 13 getaktete Logik 14. Diese Logik steuert elektronische Schalter 15· Vermittels dieser elektronischen Schalter werden Teilwicklungen einer Wicklungsanordnung 16, die quasie die Primärwicklung des zweiten Übertragers 8 bilden, so ausgewählt und gegebenenfalls in Reihe geschaltet und mit einer polaritätsumschaltbaren Seferenzspannungsquelle verbunden, daß die Spannung über der Sekundärwicklung 7 der

Spannung über dem Unterspannungskondensator 3 entspricht. Die Messung von bipolaren Spannungen bedingt die Polarität sumschaltung der Referenzspannung3quelle 17. Die Heferenzspannungsquelle 17 erhält hierzu die notwendigen Steuersignale von den Komparatoren 10 und 11. Bei Abweichung- der Spannung an der Sekundärwicklung 7 des zweiten Übertragers gegenüber der Spannung über dem Unterspannungskondensator 3 des kapazitiven Spannungsteilers 1 fließt in der Primärwicklung 5 des ersten Übertragers 6 ein Strom. In der Sekundärwicklung 9 dieses Übertragers wird infolgedessen eine Spannung induziert, die ein von den Komparatoren 10 und 11 erzeugtes Ansteuerungssignal für die Logik 14 zur Folge hat. Programmgemäß beeinflußt jetzt die Logik 14 den elektronischen Schalter 15 so, daß die Spannungsabweichung durch Zu- bzw. Wegschalten von TeilWicklungen der Wicklungsanordnung 16 des zweiten Übertragers ausgeglichen wird. Die Steuersignale der getakteten Logik 14 für den elektronischen Schalter 15 bilden sogleich in codierter Form das der zu messenden Spannung im Zeitpunkt der Umsetzung entsprechende digitale Signal.

Sind die Teilwicklungen der Wicklungsanordnung 16 des zweiten Übertragers 8 binär gestuft, so liegt das codierte Ausgangssignal z.B. im BCD-Code vor.

Es ist auch möglich, den zweiten Übertrager 8 in gezeigter Weise mit einer zweiten Sekundärwicklung 18 zu versehen. An ihr kann dann eine Spannung abgegriffen werden, die bis auf den Quantisierungsfehler der zu messenden · Spannung proportional ist.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch

   1. Meßeinrichtung für Hochspannung, mit einem an der Hochspannung anliegenden kapazitiven Spannungsteiler, der
   mindestens aus einem Oberspannungskondensator und einem Unterspannungskondensator besteht, und die einen ersten Übertrager aufweist, dessen Primärwicklung einerseits
   an dem Verbindungspunkt des Oberspannungskondensators
   und des Unterspannungskondensators und andererseits
   einer zweiten Wicklung eines zweiten Übertragers liegt, gekennzeichnet dadurch, daß

   dessen erste Wicklung (10) aus vorzugsweise binärgestuften Teilwicklungen besteht, die über elektronische
   Schalter (15) von einer Referenzspannungsquelle. (17)
   gespeist sind und die Stellung der Schalter von einer
   getakteten Logik (14) beeinflußt wird, an deren Eingang die Signale von Komparatoren (10, 11) liegen, welche an der Sekundärwicklung (9) des ersten Übertragers (6) angeschlossen sind, und daß die Steuersignale für die
   Schalter den zu messenden Strom in Form eines digitalen Signales repräsentieren.
2. 2. Meßeinrichtung nach Punkt 1,
   gekennzeichnet dadurch, daß

   der zweite Übertrager (8) eine weitere Sekundärwicklung (18) zur Ausgabe eines analogen Signales trägt.

   - Hierzu ein Blatt Zeichnung -