Metall-Oxide mit hoher Dielektrizitätszahl

Hallo w-w-w,

Ich habe neulich in der Anlage, in der ich zur Zeit arbeite, einige Transienten-Messungen durchgeführt und stehe jetzt in Erklärungsnot für die Ergebnisse …

Auf einen sehr schnellen Spannungsanstieg (im Bereich von einigen ns - quasi Sprung) folgt ein recht gemütliches Abklingen, wie man es von R-C-Gliedern kennt. Zeitkonstante hier: ca 5ms …
Die Anlagen-Komponenten geben keine vergleichbare Zeitkonstante her, auch einen prinzipiellen Messfehler kann ich inzwischen ausschliessen.

Deswegen suche ich jetzt nach parasitären Kapazitäten und Widerständen. Dazu meine Frage:
Gibt es vielleicht Eisen- oder Kupferoxide mit sehr hoher Dielektrizitätszahl, die durch Korrosion entstehen könnten?

Viele Grüsse
peherr

Hallo peherr,

Ich habe neulich in der Anlage, in der ich zur Zeit arbeite,
einige Transienten-Messungen durchgeführt und stehe jetzt in
Erklärungsnot für die Ergebnisse …

Die Art der Anlage würde vielleicht acuh weiterhelfen…

Auf einen sehr schnellen Spannungsanstieg (im Bereich von
einigen ns - quasi Sprung) folgt ein recht gemütliches
Abklingen, wie man es von R-C-Gliedern kennt. Zeitkonstante
hier: ca 5ms …

Wäre noch hilfreich, etwas über die Spannung und die Beschaltung dieses Signalweges zu wissen.

Die Anlagen-Komponenten geben keine vergleichbare
Zeitkonstante her, auch einen prinzipiellen Messfehler kann
ich inzwischen ausschliessen.

Deswegen suche ich jetzt nach parasitären Kapazitäten und
Widerständen.

Sobald zwei Drähte paralell verlegt sind hast du eine Kapazität.
Solche Signale kenne ich als Übersprechen in Steuerleitungen. Dazu genügt schon ein einfacher Endschalter…

Dann kommen natürlich noch Induktivitäten in Betracht, auch die parasitären. Besonders wenn diese ausgeschaltet werden.

Dazu meine Frage:
Gibt es vielleicht Eisen- oder Kupferoxide mit sehr hoher
Dielektrizitätszahl, die durch Korrosion entstehen könnten?

Ist mir bis jetzt noch nicht untergekommen.

MfG Peter(TOO)

Dazu meine Frage:
Gibt es vielleicht Eisen- oder Kupferoxide mit sehr hoher
Dielektrizitätszahl, die durch Korrosion entstehen könnten?

Ist mir bis jetzt noch nicht untergekommen.

MfG Peter(TOO)

Hallo Peter,
Auch wenn du meine Frage an sich schon beantwortet hast:
ist ein Hochspannungslabor, in dem es gelegentlich mal vorkommt, dass einige 100kV direkt (nur Leitungsimpedanz & einwenig Lichtbogenspannung) gegen Erde entladen werden.
Das parasitäre L macht uns eben jene hohen unerwünschten Spannungen an manchen Stellen bei der harten Entladung - der schnelle Spannungsanstieg ist in meinen Augen damit erklärt. Allerdings, den langsamen Spannungsabfall kann ich damit nicht erklären.

Gemessen wird mit R-C-Teilern (nein, die Zeitkonstante passt nicht), das Signal läuft dann weiter über geschirmte UHF-Kabel an ein Oszi.
Signalverlauf meiner Messungen:
0V - Peak mit steilem Anstieg und steilem Abfall - 0V - Peak (wieder beidseitig steil) - 0V - Peak mit langsamen „R-C-Abfall“ - 0V.
Wenn irgendwo ein Problem am Messsystem wäre, müssten meiner Meinung nach alle Peaks den gleichen Verlauf zeigen und nicht nur ein einzelner / besonderer.

Nachdem dem du grad meine Idee mit dem „dielektrischen Rost“ verworfen hast, werd ich halt nach etwas anderem suchen müssen …

Viele Grüße
peherr

Hallo peherr,

Auch wenn du meine Frage an sich schon beantwortet hast:
ist ein Hochspannungslabor, in dem es gelegentlich mal
vorkommt, dass einige 100kV direkt (nur Leitungsimpedanz &
einwenig Lichtbogenspannung) gegen Erde entladen werden.

Ach du liebe Sche…e !
Das hast du dir etwas ausgesucht !!

Hier in CH, war es zumindest früher, Vorschrift selbst bei kleinen Röntgenanlagen die Erde mit mindestens 40mm2 auszuführen, wegen den Effekten welche bei einem Überschlag auftreten können.

So ein Überschlag hat eine rechte HF-Leistung, früher gab es ja Funkensender. Über die ganzen lustigen Effekte kannst du dich unter dem Stichwort EMP und NEMP schlau machen.

Das parasitäre L macht uns eben jene hohen unerwünschten
Spannungen an manchen Stellen bei der harten Entladung - der
schnelle Spannungsanstieg ist in meinen Augen damit erklärt.
Allerdings, den langsamen Spannungsabfall kann ich damit nicht
erklären.

Wie sieht denn der Überschlag selbst aus ?

Gemessen wird mit R-C-Teilern (nein, die Zeitkonstante passt
nicht), das Signal läuft dann weiter über geschirmte UHF-Kabel
an ein Oszi.

Und wie sieht es mit den Kabelkapazitäten aus ?

Signalverlauf meiner Messungen:
0V - Peak mit steilem Anstieg und steilem Abfall - 0V - Peak
(wieder beidseitig steil) - 0V - Peak mit langsamen
„R-C-Abfall“ - 0V.

Mir fehlt da noch die Zeit in deinem Diagramm.

Wenn irgendwo ein Problem am Messsystem wäre, müssten meiner
Meinung nach alle Peaks den gleichen Verlauf zeigen und nicht
nur ein einzelner / besonderer.

Du kannst da noch sämmtliche HF-Effekte mit dazunehmen.
Also Leitungsreflektionen und stehende Wellen.
Hast du schon versucht die Zeitabstände mit den Signallaufzeiten deiner Kabel zu korrelieren?

Kannst du auch garantieren, dass nichts direkt in den Oszi einstreut ?

MfG Peter(TOO)

Hallo,

wie sieht denn Dein Aufbau aus, welches Aussehen hat Dein Proband? Hast Du auch ein Bild des Signalverlaufes?

Dieter

Ach du liebe Sche…e !
Das hast du dir etwas ausgesucht !!

Knallt gelegentlich etwas … :wink:

Hier in CH, war es zumindest früher, Vorschrift selbst bei
kleinen Röntgenanlagen die Erde mit mindestens 40mm2
auszuführen, wegen den Effekten welche bei einem Überschlag
auftreten können.

Der ohm’sche Anteil tut kaum weh. Ich hab’ da mal grobe Schätzungen gemacht: Der HF-Widerstand liegt im Bereich von 100mOhm bei 1MHz (R_DC ist nochmal um Faktor 100 kleiner). Schlimm sind die Induktivitäten in der Schleife - bei 1MHz komm ich auf wirksame Blindwiderstände im Bereich kOhm bis MOhm …

So ein Überschlag hat eine rechte HF-Leistung, früher gab es
ja Funkensender. Über die ganzen lustigen Effekte kannst du
dich unter dem Stichwort EMP und NEMP schlau machen.

Kommt noch …
Im Moment suche ich noch leitungsgebunden! Irgendwie muss sich ja der langsame R-C-Spannungsfall erklären lassen, um den es mir eigentlich geht. Zeitkonstante bei 5ms => 25ms, bis das Ding abgeklungen ist. Das ist langsamer als Netzfrequenz

Wie sieht denn der Überschlag selbst aus ?

Entladung einer Kapazität über getriggerte Funkenstrecke, optional mit nachfolgendem Durchschlag in einer SF6-Kapsel. Spannungsfall im gesamten ausgebildeten Lichbogen

Anmerkung
Hallo,

Trenntransformatoren für alle Geräte darin.

Ein Trenntrafo ist durch die Kapazität zwischen Primär- und Sekundärwicklung in den meisten Fällen kein Hindernis für Hochfrequenz.
Gruß
loderunner

Ein Trenntrafo ist durch die Kapazität zwischen Primär- und
Sekundärwicklung in den meisten Fällen kein Hindernis für
Hochfrequenz.

Ist bekannt. Über die Wirksamkeit der Massnahmen hab’ ich mich meines Wissens nicht geäussert … :wink:

Gruss
peherr

Hi Dieter,
Signalverlauf hab’ ich verbal in den Antworten an Peter(TOO) skizziert. Mehr gibt’s nicht.

Mein Aufbau ist eigentlich recht einfach: man nehme sich den Rückleiter (da, wo ideal 0V ist - die Realität sieht geringfügig anders aus) zur Hochspannungskapazität und schliesse daran die heisse Seite eines R-C-Teilers an. Die kalte Seite des Teilers wird an beliebigen „geerdeten“ Punkten im Gebäude angebracht.

Unabhängig, über welche Impedanz die Kapazität entladen wird, messe ich prinzipiell immer das Gleiche. Nur die Amplituden variieren. Je härter die Entladung, desto höher werden meine Peaks.

Gruss
peherr

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo peherr,

Ach du liebe Sche…e !
Das hast du dir etwas ausgesucht !!

Knallt gelegentlich etwas … :wink:

Kenn ich, bis zu einigen 100kV.
Da kann man ganz hübsch erschrecken …

Hier in CH, war es zumindest früher, Vorschrift selbst bei
kleinen Röntgenanlagen die Erde mit mindestens 40mm2
auszuführen, wegen den Effekten welche bei einem Überschlag
auftreten können.

Der ohm’sche Anteil tut kaum weh. Ich hab’ da mal grobe
Schätzungen gemacht: Der HF-Widerstand liegt im Bereich von
100mOhm bei 1MHz (R_DC ist nochmal um Faktor 100 kleiner).
Schlimm sind die Induktivitäten in der Schleife - bei 1MHz
komm ich auf wirksame Blindwiderstände im Bereich kOhm bis
MOhm …

Bei deinen Energien hast du aber Oberwellen bis weit im GHz-Bereich, welche noch relevant sind.

So ein Überschlag hat eine rechte HF-Leistung, früher gab es
ja Funkensender. Über die ganzen lustigen Effekte kannst du
dich unter dem Stichwort EMP und NEMP schlau machen.

Kommt noch …
Im Moment suche ich noch leitungsgebunden!

Wie schon geschrieben, hast du es mit HF zu tun…

Und wie sieht es mit den Kabelkapazitäten aus ?

Weiss ich ehrlich gesagt nicht. Aber wenn das ein Problem
irgendwo im Messsystem wäre, müssten doch alle Peaks ungefähr
den gleichen Verlauf haben. Ist aber eindeutig nicht.

Signalverlauf meiner Messungen:
0V - Peak mit steilem Anstieg und steilem Abfall - 0V - Peak
(wieder beidseitig steil) - 0V - Peak mit langsamen
„R-C-Abfall“ - 0V.

Mir fehlt da noch die Zeit in deinem Diagramm.

Zwischen den einzelnen Anstiegen sind je nach Trigger einige
ms Zeit, die Anstiege selbst sind im grossen ns-Bereich recht
schnell. In etwa im gleichen Zeitbereich liegen auch die
abfallenden Flanken - mit einer Ausnahme.

Das ganze Bild kann sich übrigens auch umkehren, also zuerst
der langsame Abfall und nachfolgend noch einige schnelle …
Hängt vom jeweiligen Versuch ab!

Könnte noch irgendeine Resonanz sein, bzw. einen nette gedämpfte Schwingung.
Wie schnell ist denn dein Oszi ??

Wenn irgendwo ein Problem am Messsystem wäre, müssten meiner
Meinung nach alle Peaks den gleichen Verlauf zeigen und nicht
nur ein einzelner / besonderer.

Jetzt müsste man näher bestimmen, was da besonderes an diesem Impuls ist.

Du kannst da noch sämmtliche HF-Effekte mit dazunehmen.
Also Leitungsreflektionen und stehende Wellen.
Hast du schon versucht die Zeitabstände mit den
Signallaufzeiten deiner Kabel zu korrelieren?

Das nicht. Ich hab’ als Referenz aber die Trigger-Signale, wie
sie an die Funkenstrecke ankommen. Bei etwa gleichen
Kabellängen fällt damit die Laufzeit aus der Messung wieder
raus - ich sehe eben alles um die gleiche Zeit verschoben.

Das meinte ich eigentlich gar nicht.
Sondern ich dachte daran, dass durch Leitungsreflektionen dein Impuls verzerrt wird.

Achja, muss ich erwähnen, dass ich die Trigger-Pulse im
Messbereich sauber sehe (also nichts mit langsamen Hochlaufen
oder Abfallen, sondern steile Flanken ausserhalb der
Zeitauflösung).

Also liegt der Unterschied mehr in der Energie des Impulses ?
Dielektrika sind übrigens auch nicht über den ganzen Bereich linear.

Laut dem Messtechnik-Kollegen hier sind alle Messkabel mit dem
Wellenwiderstand abgeschlossen, da reflektiert also nichts.

Es soll auch schon defekte Widerstände gegeben haben…

Kannst du auch garantieren, dass nichts direkt in den Oszi
einstreut ?

Garantieren nicht - dazu müsste wohl mal irgendjemand eine
umfangreiche Feldmessung durchführen. Getroffene Massnahmen:
Messkabine mit metallischer Schirmung (Kupfernetz, teilweise
auch massiv) auf Schutzleiterpotential und
Trenntransformatoren für alle Geräte darin.

Ich habe schon jede Menge Mist mit Oszis gemessen!!
Es macht schon viel aus, wo man die Masse anklemmt.
Manchmal spielt auch die Lage des Probenkabels schon eine Rolle. Kritis ist auch schon der kurze Masseanschluss.
Was manchmal auch „lustige“ Diagramme ergibt, ist wenn der Verstärker in die Sättigung kommt. Besonders bei DSOs ist das manchmal gar nicht sichtbar.

MfG Peter(TOO)

Hallo,

ich kann’s mir leider immer noch nicht so recht vorstellen. Handelt es sich um eine Leitung, an der sich die Transienten ausbilden sollen?

Was ich mir nach Deiner Beschreibung noch vorstellen könnte, ist, dass die angebundene Impedanz wechselt – solange der Überschlag stattfindet, gibt’s schnelle Änderungen, wenn dieser aber abgebrochen ist, dann ist das System ‚alleine‘ und abhängig von dessen RC-Konstante. Aber wie gesagt, eine einfache Ersatzschaltung würde hier vielleicht Aufschluss geben können.

Dieter

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo,

ich kann’s mir leider immer noch nicht so recht vorstellen.
Handelt es sich um eine Leitung, an der sich die Transienten
ausbilden sollen?

Hmm, ich probier’s nochmal:
Kondensatorbatterie liefert Hochspannung, diese geht über eine getriggerte Funkenstrecke an den wie auch immer gearteten Versuchsaufbau (mehr Details darf ich nicht sagen), anschließend auf den einzigen Punkt mit Anbindung an den Gebäudepotentialausgleich und dann weiter auf einer isoliert geführten Schiene zurück zum C. Damit ist dann der Kreis geschlossen.

Irgendwo auf dieser Rückleitungsschiene hängst du einen R-C-Teiler und misst die Spannung gegenüber beliebigen Punkten, an denen du das Gebäudepotential abgreifen kannst.
Je nach Versuch ergibt das Zünden der Funkenstrecke für meine Messung Peaks unterschiedlicher Höhe mit steilem Anstieg und Abfall - mit einer Ausnahme - einmal ist die Flanke extrem langsam fallend. Und immer zuverlässig der gleiche prinzipielle Verlauf.

Ziel der ganzen Übung ist, ein wenig über das Gebäude selbst zu lernen. Vielleicht sogar so weit zu kommen, dass man sagen kann: hier muss und kann was Sinnvolles umgebaut werden.
Früher hat einer angebaut und der andere umgebaut, und keiner hat dazu was aufgeschrieben …

Was ich mir nach Deiner Beschreibung noch vorstellen könnte,
ist, dass die angebundene Impedanz wechselt – solange der
Überschlag stattfindet, gibt’s schnelle Änderungen, wenn
dieser aber abgebrochen ist, dann ist das System ‚alleine‘ und
abhängig von dessen RC-Konstante. Aber wie gesagt, eine
einfache Ersatzschaltung würde hier vielleicht Aufschluss
geben können.

Also im Durchschlag niederimpedante Aufladung eines parasitären C irgendwo im Gebäude und dann nach dem Durchschlag langsame Entladung? So in etwa stell’ ich mir das jedenfalls vor. Mein Problem: mit Absicht hat da mit Sicherheit keiner ein C in die Wand gebastelt …
Meine Vermutung, dass sich irgendwo durch Korrosion ein Gebiet mit hoher Dielektriziätszahl ausgebildet hat, hat Peter(TOO) für nichtig erklärt.

Danke für deine Bemühungen, auch wenn ich fürchte, ich werde hier nicht der Weisheit letzten Schluß finden! Immerhin hab’ ich mit meiner Frage schon etliche Kollegen im Labor von der eigentlich Arbeit abgehalten …

Gruß
peherr

Knallt gelegentlich etwas … :wink:

Kenn ich, bis zu einigen 100kV.
Da kann man ganz hübsch erschrecken …

Nicht, wenn man drauf vorbereitet ist.

Hier in CH, war es zumindest früher, Vorschrift selbst bei
kleinen Röntgenanlagen die Erde mit mindestens 40mm2
auszuführen, wegen den Effekten welche bei einem Überschlag
auftreten können.

Der ohm’sche Anteil tut kaum weh. Ich hab’ da mal grobe
Schätzungen gemacht: Der HF-Widerstand liegt im Bereich von
100mOhm bei 1MHz (R_DC ist nochmal um Faktor 100 kleiner).
Schlimm sind die Induktivitäten in der Schleife - bei 1MHz
komm ich auf wirksame Blindwiderstände im Bereich kOhm bis
MOhm …

Bei deinen Energien hast du aber Oberwellen bis weit im
GHz-Bereich, welche noch relevant sind.

Hmm, simuliert hab’ ich das ganze Ding mal mit PSpice - da bin ich auf 10MHz gekommen. Wobei, das war noch ein Versuch mit relativ flacher Spannungsänderung. Könnte sein, dass du recht hast … :wink:

So ein Überschlag hat eine rechte HF-Leistung, früher gab es
ja Funkensender. Über die ganzen lustigen Effekte kannst du
dich unter dem Stichwort EMP und NEMP schlau machen.

Kommt noch …
Im Moment suche ich noch leitungsgebunden!

Wie schon geschrieben, hast du es mit HF zu tun…

5ms abfallende Zeitkonstante sind aber nicht mehr HF. Die Anstiege, ja. Auch die Entladungsmechanismen beim Durchschlag.
Die bereiten mir aber direkt auch kein Kopfzerbrechen.

Und wie sieht es mit den Kabelkapazitäten aus ?

Weiss ich ehrlich gesagt nicht. Aber wenn das ein Problem
irgendwo im Messsystem wäre, müssten doch alle Peaks ungefähr
den gleichen Verlauf haben. Ist aber eindeutig nicht.

Signalverlauf meiner Messungen:
0V - Peak mit steilem Anstieg und steilem Abfall - 0V - Peak
(wieder beidseitig steil) - 0V - Peak mit langsamen
„R-C-Abfall“ - 0V.

Mir fehlt da noch die Zeit in deinem Diagramm.

Zwischen den einzelnen Anstiegen sind je nach Trigger einige
ms Zeit, die Anstiege selbst sind im grossen ns-Bereich recht
schnell. In etwa im gleichen Zeitbereich liegen auch die
abfallenden Flanken - mit einer Ausnahme.

Das ganze Bild kann sich übrigens auch umkehren, also zuerst
der langsame Abfall und nachfolgend noch einige schnelle …
Hängt vom jeweiligen Versuch ab!

Könnte noch irgendeine Resonanz sein, bzw. einen nette
gedämpfte Schwingung.
Wie schnell ist denn dein Oszi ??

100MHz Analogbandbreite.
Resonanz = Schwingung. Oder nicht?
Da schwingt aber nix (nicht so, dass man es bei der Spannungs- und Zeitauflösung für „Peak & R-C-Abfall“ sehen könnte, das klingt ganz gemütlich ab.

Wenn irgendwo ein Problem am Messsystem wäre, müssten meiner
Meinung nach alle Peaks den gleichen Verlauf zeigen und nicht
nur ein einzelner / besonderer.

Jetzt müsste man näher bestimmen, was da besonderes an diesem
Impuls ist.

Verglichen mit allen anderen Pulsen die größte Energie (weil größte Lade-Kapazität). Nur keiner der eigentlichen Systemparameter passt irgendwie zu meiner Zeitkonstante.

Du kannst da noch sämmtliche HF-Effekte mit dazunehmen.
Also Leitungsreflektionen und stehende Wellen.
Hast du schon versucht die Zeitabstände mit den
Signallaufzeiten deiner Kabel zu korrelieren?

Das nicht. Ich hab’ als Referenz aber die Trigger-Signale, wie
sie an die Funkenstrecke ankommen. Bei etwa gleichen
Kabellängen fällt damit die Laufzeit aus der Messung wieder
raus - ich sehe eben alles um die gleiche Zeit verschoben.

Das meinte ich eigentlich gar nicht.
Sondern ich dachte daran, dass durch Leitungsreflektionen dein
Impuls verzerrt wird.

Achja, muss ich erwähnen, dass ich die Trigger-Pulse im
Messbereich sauber sehe (also nichts mit langsamen Hochlaufen
oder Abfallen, sondern steile Flanken ausserhalb der
Zeitauflösung).

Also liegt der Unterschied mehr in der Energie des Impulses ?
Dielektrika sind übrigens auch nicht über den ganzen Bereich
linear.

Hmm, möglich.

Laut dem Messtechnik-Kollegen hier sind alle Messkabel mit dem
Wellenwiderstand abgeschlossen, da reflektiert also nichts.

Es soll auch schon defekte Widerstände gegeben haben…

Müsste ich dann nicht trotzdem auf allen Messsignalen eine Verzerrung haben?

Kannst du auch garantieren, dass nichts direkt in den Oszi
einstreut ?

Garantieren nicht - dazu müsste wohl mal irgendjemand eine
umfangreiche Feldmessung durchführen. Getroffene Massnahmen:
Messkabine mit metallischer Schirmung (Kupfernetz, teilweise
auch massiv) auf Schutzleiterpotential und
Trenntransformatoren für alle Geräte darin.

Ich habe schon jede Menge Mist mit Oszis gemessen!!
Es macht schon viel aus, wo man die Masse anklemmt.

JAAA!!! Eigene leidvolle Erfahrung. Nur wo wähle ich meine Masse? Ich messe ja zwischen Stellen, wo ideal 0V ist bzw. sein sollte - Rückleitung (nach dem kompletten Versuchsaufbau) und Gebäudepotential.
Und ich kann schlecht zur Firma nebenan gehen „kann ich mir mal eure Masse/Erde ausleihen?“

Manchmal spielt auch die Lage des Probenkabels schon eine
Rolle.

Metallischer Kabelkanal für Messleitung, beidseitig auf Gebäudepotential (was auch immer das dann heißen mag).
Die eigentlichen Leitungen für die Hochspannung sind Schienen und Cu-Bänder.

Kritis ist auch schon der kurze Masseanschluss.

? Das hab’ ich jetzt grad nicht verstanden!

Was manchmal auch „lustige“ Diagramme ergibt, ist wenn der
Verstärker in die Sättigung kommt.

Verstärker? Wenn dann direkt im Oszi eingebaut. Vorher ist keiner. Und dann bring ich doch glatt 2 verschiedene Geräte in Sättigung. Dummerweise konnte ich nicht beide Geräte mit den gleichen Versuchsparametern messen lassen. Prinzipiell gleicher Verlauf, nur wie übich, geänderte Amplitude.

Besonders bei DSOs ist das

manchmal gar nicht sichtbar.

Und das sagt mir jetzt?

Ratlose Grüße & vielen Dank für die Bemühungen
peherr

Bei deinen Energien hast du aber Oberwellen bis weit im
GHz-Bereich, welche noch relevant sind.

Hmm, simuliert hab’ ich das ganze Ding mal mit PSpice - da bin
ich auf 10MHz gekommen. Wobei, das war noch ein Versuch mit
relativ flacher Spannungsänderung. Könnte sein, dass du recht
hast … :wink:

Dann wärst du im Bereich einiger 100ns.

Wie schon geschrieben, hast du es mit HF zu tun…

5ms abfallende Zeitkonstante sind aber nicht mehr HF. Die
Anstiege, ja. Auch die Entladungsmechanismen beim Durchschlag.
Die bereiten mir aber direkt auch kein Kopfzerbrechen.

Aber du kannst Energie übertragen, welche dir irgendwelche Kapazitäten auflädt.

Könnte noch irgendeine Resonanz sein, bzw. einen nette
gedämpfte Schwingung.
Wie schnell ist denn dein Oszi ??

100MHz Analogbandbreite.
Resonanz = Schwingung. Oder nicht?

Normalerweise schon.

Allerdings habe ich noch keine Funkenstrecke gesehen, welche nicht oszilliert. Das ergibt sich schon aus dem verhalten des Plasmas.

Verglichen mit allen anderen Pulsen die größte Energie (weil
größte Lade-Kapazität). Nur keiner der eigentlichen
Systemparameter passt irgendwie zu meiner Zeitkonstante.

Also liegt der Unterschied mehr in der Energie des Impulses ?
Dielektrika sind übrigens auch nicht über den ganzen Bereich
linear.

Hmm, möglich.

Es soll auch schon defekte Widerstände gegeben haben…

Müsste ich dann nicht trotzdem auf allen Messsignalen eine
Verzerrung haben?

Kommt drauf an, wie sich das Bauteil verhält, bzw. welcher Fehlermechanismus dahinter steckt.

Was manchmal auch „lustige“ Diagramme ergibt, ist wenn der
Verstärker in die Sättigung kommt.

Verstärker? Wenn dann direkt im Oszi eingebaut. Vorher ist
keiner. Und dann bring ich doch glatt 2 verschiedene Geräte in
Sättigung. Dummerweise konnte ich nicht beide Geräte mit den
gleichen Versuchsparametern messen lassen. Prinzipiell
gleicher Verlauf, nur wie übich, geänderte Amplitude.

Besonders bei DSOs ist das

manchmal gar nicht sichtbar.

Und das sagt mir jetzt?

Du hast 100MHz Bandbreite, also wird das Signal mit 200MHz gesampelt, macht also eine Abtastung alle 5ns.
Wenn da ein Impuls mit 1ns Breite deinen Verstärker übersteuert …

Wenn icxh dich richtig verstanden habe, scheinen die Fehlmessungen mit der Energie zu korrelieren ??

Kannst du mir mal ein paar Messungen mailen ??
Vielleicht sehe ich etwas was du nicht siehst.

MfG Peter(TOO)

Hallo,

Irgendwo auf dieser Rückleitungsschiene hängst du einen
R-C-Teiler und misst die Spannung gegenüber beliebigen
Punkten, an denen du das Gebäudepotential abgreifen kannst.
Je nach Versuch ergibt das Zünden der Funkenstrecke für meine
Messung Peaks unterschiedlicher Höhe mit steilem Anstieg und
Abfall - mit einer Ausnahme - einmal ist die Flanke extrem
langsam fallend. Und immer zuverlässig der gleiche
prinzipielle Verlauf.

Wieso ist das eigentlich ein RC-Teiler und kein normaler Spannungsteiler? Ich meine, ein RC-Glied impliziert ja schon eine Verfälschung des Verlaufes. Welchen Aufbau (R=? C=?) hat dieses Glied?
Also, wenn die Messung nur auf der geschlossenen Rückleitung erfolgt, sollte man meinen, die Impedanz ändert sich nicht bzw. bleibt immer niederohmig. Man müsste mal ausschließen, dass vielleicht dieses RC-Glied (schon mal ausgetauscht?) durch die evtl. hohen Stoßströme einen parasitären Übergangswiderstand ändert. Das würde erklären, warum es auch mal während der Anstiegsphase passieren kann.

Ziel der ganzen Übung ist, ein wenig über das Gebäude selbst
zu lernen. Vielleicht sogar so weit zu kommen, dass man sagen
kann: hier muss und kann was Sinnvolles umgebaut werden.
Früher hat einer angebaut und der andere umgebaut, und keiner
hat dazu was aufgeschrieben …

Also im Durchschlag niederimpedante Aufladung eines
parasitären C irgendwo im Gebäude und dann nach dem
Durchschlag langsame Entladung? So in etwa stell’ ich mir das
jedenfalls vor. Mein Problem: mit Absicht hat da mit
Sicherheit keiner ein C in die Wand gebastelt …

Nein, eher im Messaufbau. Siehe oben.

Danke für deine Bemühungen, auch wenn ich fürchte, ich werde
hier nicht der Weisheit letzten Schluß finden! Immerhin hab’
ich mit meiner Frage schon etliche Kollegen im Labor von der
eigentlich Arbeit abgehalten …

Ist sicher sehr interessant. Aber wie Du selbst feststellst, es ist schwer, von außen Tipps zu bekommen. Aber wie gesagt, ich würde den Messaufbau nochmals kritisch unter die Lupe nehmen, speziell das RC-Glied (weil ich mir anders geartete Kapazitäten dieser Größenordnung nicht außerhalb vorstellen kann).

Gruß

Dieter

Hallo Dieter,

Wieso ist das eigentlich ein RC-Teiler und kein normaler
Spannungsteiler? Ich meine, ein RC-Glied impliziert ja schon
eine Verfälschung des Verlaufes. Welchen Aufbau (R=? C=?) hat
dieses Glied?

Schau dir mal die Schaltung eines Taskopfes an.

Der angeschlossene Verstärker hat in jedem Fall ein Kapazität und sei es nur diejenige der Anschlussbuchse (Die Kabelkapazität des Tastkopfes lassen wir mal weg).

Nun hast du einen Ohmschen Spannungsteiler und paralell zum einen Widerstand ein Kapazität, also einen typischen Tiefpass. Da bei Messgeräten der Eingang möglichst hochohmig sein soll, benötigst du für den Spannungsteiler Widerstände von 1MOhn an aufwärts, sodass einige pF schon recht wirksam sind, wenn du bei 100MHz noch etwas messen willst …

Der Trick ist nun, dass man zu beiden Widerständen eine Kapazität paralell schaltet, sodass beide Zeitkonstanten identisch sind, dann wird der Frequenzgang, theoretisch, linear.

MfG Peter(TOO)

Hallo peherr,

Ziel der ganzen Übung ist, ein wenig über das Gebäude selbst
zu lernen. Vielleicht sogar so weit zu kommen, dass man sagen
kann: hier muss und kann was Sinnvolles umgebaut werden.
Früher hat einer angebaut und der andere umgebaut, und keiner
hat dazu was aufgeschrieben …

Seh ich das jetzt richtig, dass das DIelektrika, teilweise die Wände sind ??

Also im Durchschlag niederimpedante Aufladung eines
parasitären C irgendwo im Gebäude und dann nach dem
Durchschlag langsame Entladung? So in etwa stell’ ich mir das
jedenfalls vor. Mein Problem: mit Absicht hat da mit
Sicherheit keiner ein C in die Wand gebastelt …

Nö, aber du hast eine Wand welche beidseitig mit Farbe beschichtet ist. Leitet die Farbe, hast du einen Kondensator…

Ich weiss halt nicht so genau in welchem Energie-Bereich du da arbeitest.
Aber ab gewissen Feldstärken sind Isolatoren/Dielektrika nicht mehr linear. Dabei kann es vorkommen, dass Elektronen in die Oberfläche eintreten (tunneln) und erst langsam wieder den Weg zurück finden.

Diesen Effekt konnte ich schon bei Folienkondensatoren beobachten.
Wenn man den Kondensator aufgeladen hat und dann kurzschlisst, baut sich nach eniger Zeit wieder ein Spannug auf. Bei Nasselkos ist mir der Effekt klar, aber bei Folien nicht ganz. Bei Folien nimmt dieser Effekt mit der Kapazität zu, sodass Offsetspannungen des Messgeräts nicht die Ursache sein können, da in diesem Fall sich die Spannung bei grösseren Kapazitäten langsamer aufbauen müsste…

Abersolange du deinen Versuchsaufbau nicht preisgeben kannst, muss man irgendwie im Nebel rumstochern :wink:)

MfG Peter(TOO)

Hallo Peter,

eine Verfälschung des Verlaufes. Welchen Aufbau (R=? C=?) hat
dieses Glied?

Schau dir mal die Schaltung eines Taskopfes an.

Ist mir geläufig, nach den letzten Beschreibungen hat sich das aber nicht danach angehört, sondern um ein diskretes Glied, das man extra hinzuschaltet. Er hat ja auch von Größenordnungen ms gesprochen, da denke ich nicht an pF, es sei denn, im Spannungsteiler sind GOhm beteiligt.

Nun hast du einen Ohmschen Spannungsteiler und paralell zum
einen Widerstand ein Kapazität, also einen typischen Tiefpass.
Da bei Messgeräten der Eingang möglichst hochohmig sein soll,
benötigst du für den Spannungsteiler Widerstände von 1MOhn an
aufwärts, sodass einige pF schon recht wirksam sind, wenn du
bei 100MHz noch etwas messen willst …

Ja, aber nicht mehrere Millisekunden als Anstiegszeit bzw. Abfallszeit.

Ich vermute hier etwas Triviales, kann aber auch nichts Konkretes sagen, solange man den Aufbau nicht kennt.

Gruß

Dieter

Seh ich das jetzt richtig, dass das DIelektrika, teilweise die
Wände sind ??

Möglich. Decken, Wände, Boden, man weiss es nicht …

Also im Durchschlag niederimpedante Aufladung eines
parasitären C irgendwo im Gebäude und dann nach dem
Durchschlag langsame Entladung? So in etwa stell’ ich mir das
jedenfalls vor. Mein Problem: mit Absicht hat da mit
Sicherheit keiner ein C in die Wand gebastelt …

Nö, aber du hast eine Wand welche beidseitig mit Farbe
beschichtet ist. Leitet die Farbe, hast du einen
Kondensator…

Eine interessante Idee. Ich werd mal versuchen, das zu überprüfen.

Ich weiss halt nicht so genau in welchem Energie-Bereich du da
arbeitest.

U=400kV und C=2uF
Gibt meiner Rechnung nach 160kJ

Aber ab gewissen Feldstärken sind Isolatoren/Dielektrika nicht
mehr linear.

Jetzt wird’s interessant! Hast du das irgendwo zum nachlesen?

Dabei kann es vorkommen, dass Elektronen in die
Oberfläche eintreten (tunneln) und erst langsam wieder den Weg
zurück finden.

Diesen Effekt konnte ich schon bei Folienkondensatoren
beobachten.
Wenn man den Kondensator aufgeladen hat und dann kurzschlisst,
baut sich nach eniger Zeit wieder ein Spannug auf.

Ich weiss. Deswegen werden Hochspannungskondensatoren nach dem Betrieb bis zum nächsten Einsatz dauerhaft kurzgeschlossen. Das gleiche Phänomen beobachtet man auch bei Kabeln >1kV.
Soweit ich weiss, polarisiert das E-Feld die Atome/Moleküle im Dielektrikum (Kabel-C), nimmt man das Feld resp. die Spannung weg, so bleibt die Polarisation im Dielektrikum erstmal erhalten.

Durch allmählichen Rückfall von der Polarisation auf den ungeordneten Zustand wird die kleine Kapazität Leiter-Ende/Erde aufgeladen und das tritt als Spannung des Leiters nach aussen auf.

Bei
Nasselkos ist mir der Effekt klar, aber bei Folien nicht ganz.
Bei Folien nimmt dieser Effekt mit der Kapazität zu, sodass
Offsetspannungen des Messgeräts nicht die Ursache sein können,
da in diesem Fall sich die Spannung bei grösseren Kapazitäten
langsamer aufbauen müsste…

Abersolange du deinen Versuchsaufbau nicht preisgeben kannst,
muss man irgendwie im Nebel rumstochern :wink:)

Ist schon klar! Wobei ich mir einbilde, bis auf konkrete Zahlenwerte der vorgeschalteten Impedanz den Aufbau prinzipiell verbal skizziert zu haben!

Danke für die Bemühungen.
peherr

Wieso ist das eigentlich ein RC-Teiler und kein normaler
Spannungsteiler?

Was ist normal?
Rein ohm’scher Teiler?
Rein kapazitiver Teiler?

Ohm’sche Teiler werden in der Hochspannungsmesstechnik nur für DC und niedrige Frequenzen verwendet. Die Begründung dafür kann ich jetzt aber nicht auswendig; die zugehörigen Unterlagen sind leider auch nicht griffbereit. Irgendwie war die Kopplungskapazität der Hochspannungsseite zur Erde im Spiel.
Kapazitive Teiler sind DC-ungeeignet, finden ihren typsichen Einsatz bis hin zu den hohen Frequenzbereichen (Stossspannungsmessung). Hatte ich keinen …
R-C-Teiler (R parallel C jeweils für Hochspannungsseite und Niederspannungsseite) sind üblicherweise im mittleren Frequenzbereich im Einsaz.

Ich meine, ein RC-Glied impliziert ja schon
eine Verfälschung des Verlaufes. Welchen Aufbau (R=? C=?) hat
dieses Glied?

Hier hab’ ich mal eine prinzipielle Abb. für so einen Teiler gefunden:
http://www.hst.tu-darmstadt.de/lehre/hst1epe/hvt1_m_…
Wir reden vom Ohmsch-kapazitiven Teiler (nicht kapazitiv-gedämpft)

Also, wenn die Messung nur auf der geschlossenen Rückleitung
erfolgt, sollte man meinen, die Impedanz ändert sich nicht
bzw. bleibt immer niederohmig. Man müsste mal ausschließen,
dass vielleicht dieses RC-Glied (schon mal ausgetauscht?)
durch die evtl. hohen Stoßströme einen parasitären
Übergangswiderstand ändert. Das würde erklären, warum es auch
mal während der Anstiegsphase passieren kann.

Ich hab’ entsprechende Messungen inzwischen von 3 verschiedenen Teilern und zwei verschiedenen Oszis. Anstieg und Abfall waren überall ähnlich. Beim einen noch etwas schwingungsüberlagert, was am eigentlich Prüfaufbau lag.

Nein, eher im Messaufbau. Siehe oben.

Hmm, die Kollegen haben das für sich ausgeschlossen.

Danke für deine Bemühungen, auch wenn ich fürchte, ich werde
hier nicht der Weisheit letzten Schluß finden! Immerhin hab’
ich mit meiner Frage schon etliche Kollegen im Labor von der
eigentlich Arbeit abgehalten …

Ist sicher sehr interessant. Aber wie Du selbst feststellst,
es ist schwer, von außen Tipps zu bekommen. Aber wie gesagt,
ich würde den Messaufbau nochmals kritisch unter die Lupe
nehmen, speziell das RC-Glied (weil ich mir anders geartete
Kapazitäten dieser Größenordnung nicht außerhalb vorstellen
kann).

Mit der Vorstellung hab’ ich auch meine Probleme. Und alle anderen hier auch.

Viele Grüsse
peherr