DE1229183B - Schutzvorrichtung gegen symmetrische und asymmetrische Stoerspannungen bei elektronischen Anzeige- bzw. Registriergeraeten nach dem Kompensationsprinzip - Google Patents

Description

• Schutzvorrichtung gegen symmetrische und asymmetrische Störspannungen bei elektronischen Anzeige- bzw. Registriergeräten nach dem Kompensationsprinzip Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung gegen symmetrische und asymmetrische Störspannungen bei elektronischen Anzeige- bzw. Registriergeräten nach dem Kompensationsprinzip. Wenn die Meßspannungsquelle einpolig mit einer Störspannungsquelle verbunden ist, die ihrerseits geerdet ist, z. B. ein Thermoelement in leitender Verbindung mit einem Maschinenaggregat, welches ein anderes Erdpotential hat als die Gehäuseerde des Anzeige- oder Registriergerätes, wobei die Störspannungsquelle niederohmig ist, so kann man Störspannungen nicht durch Verbinden des Gehäuses mit »Erde« beseitigen. Durch eine bifilare Drossel mit zwei sehr fest miteinander gekoppelten Wicklungen exakt gleicher Windungszahl, die in die Meßleitung geschaltet wird, könnte eine gewisse Abhilfe geschaffen werden. Dabei verursacht aber der von der Störspannungsquelle durch die Drossel gelieferte Strom auch einen Spannungsabfall am ohmschen Widerstand, und dieser Spannungsabfall erscheint als symmetrische Störspannung im Meßkreis. Wegen der hohen Empfindlichkeit der Kompensationsmethode würde diese symmetrische Störspannung den Kompensationsvorgang beeinträchtigen und die Anzeige bzw. Registrierung verfälschen.
• Zur Minderung von an Teilnehmerleitungen auftretenden unzulässigen Hochfrequenzspannungen ist bereits eine Drossel mit drei nebeneinanderliegenden Adern bekannt, von denen zwei in die Teilnehmerleitungen geschaltet sind, während die dritte mit einem Ende an Erde liegt. Diese dritte Ader dient als eine Art Kondensatorbelag, der für die Hochfrequenz den Weg nach Erde öffnet. Niederfrequente Störspannungen lassen sich damit jedoch nicht beseitigen. Auch ist eine Schaltung zur Unterdrückung von HF-Spannungen bekannt, bei der eine dritte Wicklung mit einer veränderbaren Kapazität auf die störende Frequenz abstimmbar ist. Auch diese Schaltung versagt bei niederfrequenten Störungen.
• Ferner ist es bereits bekannt, die Primärwicklung eines ein Relais speisenden Transformators aus einer trifilar gewickelten Spule aufzubauen.
• Schließlich ist auch eine Entstörschaltung für Verstärker bekannt, bei der ein mit einer Primär- und zwei Sekundärwicklungen versehener Transformator verwendet wird. Dabei dienen die Sekundärwicklungen der übertragung des Nutzsignales, während die Primärwicklung das Störsignal nach Erde ableitet.
• Ferner ist es auch allgemein bekannt, ein Störspannungsfilter in Meßleitungen einzufügen.
• Es hat sich jedoch gezeigt, daß in bestimmten Fällen keine dieser Maßnahmen allein oder auch gemeinsam mit anderen bereits ausreicht, um eine wirkungsvolle Unterdrückung der Störspannungen zu erzielen.
• Ein solcher Fall liegt z. B. vor, wenn es gilt, mit empfindlichen Meßgeräten, z. B. solchen nach dem Kompensationsprinzip, Temperaturmessungen an eine hohe Wechselspannung führenden Metallteilen vorzunehmen.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, auch für derart schwierige Fälle eine Lösung zu finden. Diese Lösung besteht in der Kombination folgender, zum Teil bereits bekannter Maßnahmen: a) Zwischen Meßspannungsquelle und Meßgeräteingang ist in an sich bekannter Weise ein drei Wicklungen gleicher Windungszahlen aufweisender Transformator geschaltet, durch dessen zwei Wicklungen der Meßstrom und durch dessen dritte Wicklung der Störstrom geleitet werden; b) die dritte Wicklung weist einen erheblich geringeren (etwa ein Viertel) ohmschen Widerstand als die beiden anderen, einander gleichen Wicklungen auf und ist mit ihrem der Störspannungsquelle abgewandten Ende über einen Schutzkondensator an Erde gelegt; c) zwischen den Eingangsklemmen des Meßgerätes und dem Verstärkereingang ist ein an sich bekanntes Störspannungsfilter angeordnet.
• Die Anwendung dieser Maßnahmen bringt das überraschende Ergebnis, daß noch Meßspannungen in der Größenordnung von Millivolt einwandfrei gemessen werden können, die mit Störspannungen bis zu 90 Volt überlagert sind, also das Mehrtausendfache der Meßspannungen betragen. Insbesondere bei Messungen an Netzspannung führenden Teilen liefert die erfindungsgemäße Anordnung überraschend gute Ergebnisse.
• Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Der trifilare Kompensationstransformator ist mit 1 bezeichnet, und er hat die Wicklungen la, lb, Ic gleicher Windungszahl. Die Wicklungen la und lb haben annähernd oder möglichst den gleichen ohmschen Widerstand, während die Wicklung lc einen ohmschen Widerstand von etwa 25 % des Wertes der Wicklungen la bzw.'lb haben kann. D#r induktive Widerstand der Wicklungen an sich beträgt bei 50 Hertz einige hundert Kiloohm. Die Wicklungen 1 a und lb sind an die Eingangsklemmen 2 und 3 des Anzeigeinstruments 4 angeschlossen, das im vorliegenden Fall ein an sich bekanntes Registriergerät nach dem Kompensationsprinzip ist. Mit U. und U,1 sind die Meßspannungs- bzw. die Störspannungsquelle bezeichnet.
• Der von der Störspannungsquelle gelieferte Strom fließt über die eine Wicklung des Kompensationstransformators. Die den anderen beiden Wicklungen induzierten Spannungen sind einander gleich. Daher tritt nahezu keine zusätzliche symmetrische Störspannung auf, während zugleich die asymmetrische Störspannung auf ein zu vernachlässigendes Minimum reduziert ist.
• Die Wicklung lc des trifilaren Kompensationstransformators ist mit der Klemme 5 verbunden, die ihrerseits über einen Kondensator 6 an das geerdete Gehäuse 7 des Registriergerätes 4 angeschlossen ist.
• Die Gleichheit der in Wicklung la und 1 b induzierten Spannungen wird etwas durch die sich nicht immer vermeiden lassenden Unsymmetrien der Wickhingen beeinflußt. Daher ist noch ein Störspannungsfilter 8 vorgesehen. Da die Kompensationstransformator-Wicklungen la und 1 b gegensinnig vom Meßstrom durchflossen werden, stellt der Kompensationstransformator keinen induktiven Widerstand im Meßkreis dar. Die Erdung des Kompensationstransformators (Verbindung von Wicklung 1 c mit »Erde«) geschieht über einen Kondensator, um einen Kurzschluß eventueller Gleichspannungen zu vermeiden. Als Kurzschlußkondensator kann.ein im Registriergerät eingebauter Erdungskondensator verwendet werden.
• Zur Wirkungsweise des Registriergeräts 4 sei nur kurz angedeutet, daß die bei 9 zerhackte Gleichspannung über einen Transformator 10 und eine Verstärkerstufe 10' den Stellmotor M für den Potentiometerabgriff 11 betätigt, bis die an den Klemmen 2 und 3 stehende Spannung durch eine gleich große Gegenspannung kompensiert ist. Das Meßpotentiometer 12 wird dabei aus der konstanten Spannungsquelle 13 gespeist.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Schutzvorrichtung gegen symmetrische und asymmetrische Störspannungen bei elektronischen Anzeige- bzw. Registriergeräten nach dem Kompensationsprinzip, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, zum Teil bekannter Maßnahmen: a) Zwischen Meßspannungsquelle (U.) und Meßgeräteingang (2, 3, 5) ist in an sich bekannter Weise ein drei Wicklungen gleicher Windungszahlen aufweisender Transformator (1) geschaltet, durch dessen zwei Wicklungen (la, 1 b) der Meßstrom und durch dessen dritte Wicklung (1c) der Störstrom geleitet werden; b) die dritte Wicklung (1 c) weist einen erheblich geringeren (etwa ein Viertel) ohmschen Widerstand als die beiden anderen, einander gleichen Wicklungen (la, 1 b) auf und ist mit ihrem der Störspannungsquelle abgewandten Ende über einen Schutzkondensator (6) an Erde gelegt; c) zwischen den Eingangsklemmen (2, 3, 5) des Meßgerätes und dem Verstärkereingang (9, 10) ist ein an sich bekanntes Störspannungsfilter (8) angeordnet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 406 266, 872 219.