Diplomarbeit - Prof. Dr.-Ing. Kay Rethmeier

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„Simulation und messtechnische Überprüfung von Feldsensoren zur ortsselektiven TE-Messung an Hochspannungskabelgarnituren“ – Diplomarbeit an der TU-Berlin / IEE 1999 Abb. 4-3: Abschrägung der aktiven Richtkopplerfläche Für den Wellenwiderstand des Kopplers bedeutet dies eine stetige Erhöhung, bestenfalls bis auf 50Ω direkt vor dem Anschlusspunkt der zugehörigen Messleitung, also eine „Anpassung“. Dieser Ansatz darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass letztlich der beschriebene Übergang im Wellenwiderstand, hier von 8Ω auf 50Ω, grundsätzlich vorhanden ist. Die Sprungstelle wird lediglich durch einen kontinuierlichen Übergang geglättet. Der reflektierte Anteil bleibt also, wenn auch in anderer Form, erhalten und verringert weiterhin die Richtschärfe der Anordnung. Zur Verdeutlichung wurde die Abschrägung der Kopplerfläche durch diskrete Leitungsstücke mit steigendem Wellenwiderstand nachgebildet. Abb. 4-4: Aufbau zur Simulation von Reflexionen auf dem angeschrägten Koppler Abb. 4-4 zeigt die rechte Hälfte des Aufbaus, die linke Hälfte wurde aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt, ist aber zum gezeigten Aufbau bis auf das TDR identisch. Die Anschrägung des Kopplers wurde hier durch drei Leitungsstücke mit steigendem Wellenwiderstand nachgebildet, was für eine grundsätzliche Betrachtung ausreicht. Im Simulationsergebnis sind nun die scharfkantigen Treppenstrukturen verschwunden. Der Übergang erfolgt kontinuierlicher. K. Rethmeier Seite 16
„Simulation und messtechnische Überprüfung von Feldsensoren zur ortsselektiven TE-Messung an Hochspannungskabelgarnituren“ – Diplomarbeit an der TU-Berlin / IEE 1999 Abb. 4-5: Simulationsergebnis Koppler mit Anschrägung Eine Erhöhung der Anzahl der verwendeten Leitungsstücke in der Simulation führt zu einer weiteren Glättung der Kurve. Der Vergleich der Abbildungen 4-2 und 4-5 bekräftigt die vorangestellten Ausführungen, grundsätzlich ändert sich nichts am Reflexionsverhalten des Kopplers. In beiden Fällen sinkt der Spannungswert nach der 50Ω-Leitung auf ca. 100mV ab, um dann in vergleichbarer Zeit wieder auf den Endwert von 500mV anzusteigen. Die Glättung der Reflexionskurve bringt für die angestrebte Verbesserung der Richtschärfe keine positive Änderung. Vergleichende Messungen mit dem TDR führten zu dem Problem, dass eine klare Treppenstruktur in keinem Fall dargestellt werden konnte. Das Gerät wurde durch die vielfachen Reflexionen so beeinflusst, dass nach dem ersten Widerstandsprung von 50Ω auf 8Ω keine scharfen Kanten mehr übertragen wurden. Da das Prinzip jedoch klar ist, wurde auf eine verbesserte Messung mit dem TDR verzichtet. K. Rethmeier Seite 17
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