DD220704A1

DD220704A1 - Schaltungsanordnung fuer hochspannungsmessteiler

Info

Publication number: DD220704A1
Application number: DD25522783A
Authority: DD
Inventors: Manfred Welschinger
Original assignee: Inst Prueffeld Elekt
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1985-04-03
Also published as: DD220704B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung fuer einen gemischten Hochspannungsmessteiler mit Parallelschaltung von ohmschen Widerstand und Kapazitaet, der ueber eine Messleitung mit einem Oszillographen verbunden ist. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, Schalt- und Bogenspannungen bei der Pruefung von Hochspannungs-Leistungsschaltern in synthetischen Pruefkreisen, bei Gewaehrleistung des geforderten Uebertragungsverhaltens und hoher Uebertragungsbandbreite, zu messen, wobei durch minimalen Aufwand an Bauelementen eine raumsparende Ausfuehrung des Hochspannungsmessteilers erreicht werden soll. Das wird dadurch erreicht, dass fuer alle anzuwaehlenden Uebersetzungsverhaeltnisse nur ein Kondensator zur Anwendung kommt, der fuer die kleinste Teileruebersetzung mit dem Eingangswiderstand des Oszillographen die Parallelschaltung von Kapazitaet und Wirkwiderstand herstellt. Fuer die Anwahl groesserer Uebersetzungsverhaeltnisse wird diesem Kondensator jeweils ein ohmscher Spannungsteiler parallelgeschaltet, dessen Gesamtwirkwiderstand mit dem Betrag des Eingangswiderstands uebereinstimmt und dessen Abgriff jeweils der Eingangswiderstand parallelgeschaltet ist. Zur Erreichung einer grossen Bandbreite sind den oberspannungsseitig angeordneten Wirkwiderstaenden der ohmschen Spannungsteiler Kondensatoren geringer Kapazitaet parallelgeschaltet. Figur

Description

Anwendungsgebiet, der Erfindung,:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen gemischten Hochspannungsmeßteiler, mit Parallelschaltung von ohmschen Widerstand und Kapazität, mit dem verschiedene ÜbersetZungsverhältnisse zur Messung und Registrierung von Sehaltspannungε- und Bogenspannungsverläufen während der Prüfung von Hochspannungs-Leistungsschaltern in synthetischen Prüfkreisen eingestellt werden können.

Char a let er i s t i k der bekannten technischen Lösungen:

Es sind Eochspannungsmeßteiler bekannt, deren Ober- und Unterspannungsteil jeweils aus einer Parallelschaltung eines Kondensators und eines Wirkwiderstands bestehen. Hierbei ist unterspannungsseitig durch die Parallelschaltung eines Kondensators und eines Wir Widerstandes das übersetzungsverhältnis des I-Iochspannungsmeßteilers konstant bzw. kann durch Umschaltung mehrerer derartig aufgebauter Parallelschaltungen von Kapazität und ohmschen Widerstand variabel gestaltet werden. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß sich auf der Unterspannungsseite des Hochspannungsmeßteilers vom Betrag her zum Teil sehr hohe Kapazitätswerte ergeben, weil für eine lineare Spannungsverteilung längs des Hochspannungsmeßteilers die Kapazität der oberspannungsseitig angeordneten Kondensatoren nicht beliebig klein gehalten werden kann, eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen erforderlich sind und große Übersetzungen des Hochspannungsmeßteilers benötigt werden. Durch das Ansteigen der Kapazitätswerte ergibt sich auch ein entsprechender Platzbedarf, der im

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Hinblick auf die räumliche Anordnung der Bauelemente im unterspannungsteil des Hochspannungsmeßteilers nicht ohne erheblichen Aufwand realisiert werden kann. Auch kann das geforderte Übertragungsverhalten in Bezug auf hohe Bandbreite und das "Verhalten des Hochspannungsmeßteilers bei Spannungszusammenbruch vom Scheitelwert der zu messenden Schaltspannung auf den Betrag Null'-nicht erreicht werden*

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist die störungsfreie und Ökonomische Messung von Schalt- und Bogenspannungen mit Hilfe eines fiochsperinungsmeßt eilers, der bei Gewährleistung des geforderten Übertragungsverhaltens mit einem minimalen Aufwand von Bauelementen in raumsparender Bauweise hergestellt werden kann.

Darlegung des.. Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für einen Hochspännungsmeßteiler vorzu- · schlagen, mit dem verschiedene Übersetzungsverhältnisse unter der Bedingung eingestellt werden können, daß für 3edes anwählbare Übersetzungsverhältnis bei Erreichung einer hohen Übertragungsbandbreite die Kapazität des Kondensators im Unterspannungsteil wertmäßig klein und damit auch platzsparend ausgeführt werden kann· Das wird

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erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem am Eingang des Unterspannungsteils des Hochspannungsmeßteilers angeordneten Kondensator bei Einstellung des kleinsten Übersetzungsverhältnisses der Eingangswiderstand des Oszillographen parallelgeschaltet ist. Für die Anwahl größerer Übersetzungsverhältnisse in entsprechenden Stufen sind dem Kondensator jeweils ohmsehe Spannungsteiler parallelgeschaltet, deren jeweiliger Gesamtwirkwiderstand mit dem Betrag des EingangswiderStandes des Oszillographen zur Erhaltung der Zeitkonstante, die sich aus dem Produkt der Beträge von Eingangskondenastor und jeweils zugeschaltetem ohmschea Spannungsteiler ergibt, übereinstimmt. Am Abgriff des jeweils zugeschalteten ohmschen Spannungsteilers ist der Eingangswiderstand des Oszillographen angeschlossen. Den oberspannungsseitig angeordneten Einzelvjiderständen der ohmschen Spannungsteiler sind Kondensatoren paralleIgeschaltet^ die vom Betrag her um den Faktor 1o3 geringer ausgelegt sind als der Eingangskondensator, um eine große Bandbreite zu erreichen. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird erreicht, daß für alle anwählbaren übersetz§p3.gsverhältnisse nur ein Kondensator verwendet wird, der für die Einstellung des kleinsten Übersetzungsverhältnisses ausgelegt ist. Mit dieser Schaltungsanordnung ist es somit möglich, bei konstanter Bandbreite und mit geringem Bauelementeaufwand, insbesondere durch die Verwendung von Kondensatoren geringer Kapazität, jedes entsprechend der Auslegung mögliche Übersetzungsverhältnis einzustellen. Daraus ergeben sich kleine räumliche Abmessungen, die eine Unterbringung in einem schirmenden Gehäuse gestatten, das Erdpotential besitzt. Durch dieses schirmende Gehäuse wird die Anwendung der Bypaßtechnik mit Hilfe; einer zweifach geschirmten Koaxialleitung ermöglicht, um Störsignale zu unterdrücken. Am Ausgang der Schaltungsan-

Ordnung ist ein Kondensator angeordnet, dessen Kapazität gleich ist der Kapazität der Meßleitung zum Oszillographen. Hierdurch üben Meßleitungen geringerer unterschiedlicher Länge keinen Einfluß auf das Übersetzungsverhältnis des Hochspannungsmeßteilers aus« Zum Schutz des Oszillographen vor eventuellen Störspannungsspitzen ist am Ausgang der Schaltungsanordnung ein Varistor angeordnete

Aus führungsbe ispie1; ι

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung für einen Hochspan-' nungsmeßteiler, mit der unterspannungsseitig verschiedene Übersetzungsverhältnisse 'eingestellt werden können und an die über eine zweifach geschirmte als Meßleitung fungierende HF-Koaxialleltung ein Oszillograph 2 zur'Registrierung des Meßsignals angeschlossen ist* Die Über- , setzungsVerhältnisse sind in Stufen von ü » 1θ3_ββββ,1θ5 einstellbar und können auf größere Übersetzungsverhältnisse erweitert werden, Mir das kleinste Übersetzungsverhältnis ü « 10^ bildet ein Kondensator 3» dessen Kapazität sich im/uF-Bereich bewegt_9lmit dem Eingangswideristand 4 des Oszillographen die RC-Parallelschaltung des Unterspannungsteils des Hochspannungsmeßteilers * Zur Anwahl größerer Übersetzungsverhältnisse werden jeweils zum Kondensator 3 ohmsehe Spannungsteiler 5» β; 7» 8,-die sich aus den Einzelwiderständen 5a, 5b; 6a, 6b; 7a, 7b bzw« 8a₉ 8b zusammensetzen und deren Beträge dem Betrag des Einzelwiderstandes 4 des Oszillographen 2 gleich sind, parallel geschaltet, wobei der Eingangswider-

stand 4 dem jeweiligen Meßabgriff der ohmschen Spannungsleiter parallel liegt. Dadurch bleibt die Zeitkonstante des Unterspannungsteils des Hochspannungsmeßteilers auf jeder Übersetzungsstufe konstant· Für ein gutes Übertragungsverhalten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bei hoher Bandbreite ist am Ausgang der Schaltungsanordnung ein Kondensator 9 angeordnet, der in der Größenordnung der Kapazität der als HF-Koaxiaileitung ausgeführten Meßleitung 1 liegt und Differenzen in der Meßleitungslänge ausgleicht und je nach angewähltem Übersetzungsverhältnis den Einzelwiderständen 5b; 6b; 7b; 8b parallel geschaltet ist» Den Einzelwiderständen 5a» 6a; 7a; 8a der ohmschen Spannungsteiler 5; 6; 7; 8 sind Kondensatoren 1.0; 11; 12; parallelgeschaltet, so daß die Zeitkonstanten der zugeschalteten ohmschen Spannungsteiler zur Oberspannungsseite hin und am Meßabgriff gleich sind· Die Kondensatoren 10; 11; 12; 13 liegen kapazitätsmäßig im nP-Bereich und somit um den Faktor 10* unter der Kapazität des Kondensators 3. Zum Schutz des Oszillographen vor eventuellen Störspannungsspitzen ist am Ausgang der Schaltungsanordnung ein Varistor 14 angeordnet·

Claims

E r ΐ i nd ungs ans pr uc h

1. Schaltungsanordnung für einen gemischten Hochspannungsmeßteiler mit Parallelschaltung von ohmschem Widerstand und Kapazität, der über eine Meßleitung mit einem Oszillographen verbunden ist, g e k e η η zeichnet d a d u r cn, daß dem Eingangswiderstand (4) des Oszillographen ein Kondensator (3) parallelgeschaltet ist; daß zur Einstellung größerer Übersetzungsverhältnisse dem Kondensator (3) ohmsche Spannungsteiler (5» 6; 7; 8), deren Gesamtwider stand gleich ist dem Eingangs wide instand, (4) des Oszillographen und an deren Abgriffen jeweils der Oszillograph mit seinem Eingangswiderstand (4) angeschaltet ist, parallelgeschaltet sind; daß den Einzelwiderständen (5a; 6a; 7a» 8a) der ohmschen Spannungsteiler (5; 6; 7; 8) Kondensatoren (10; 11; 12; 13) parallelgeschaltet sind; und daß die Kondensatoren (10; 11_n; 12; 13) vom Betrag der Kapazität her um den Faktor 10* geringer sind als der Kondensator (3)· ^J

2» Schaltungsanordnung nach Punkt 1, g e k e η η ζe i c hn e t dadurch, daß am Ausgang der Schaltungsanordnung ein Kondensator (9) angeordnet ist, dessen Kapazität gleich ist der Kapazität der Meßleitung 1.

3«. Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 2 g e k e η nz e i c h η e t d a d u r c hj daß am Ausgang der Schaltungsanordnung ein Varistor (14) angeordnet ist.

Hierzu: 1 Blatt Zeichnungen I