Prüfeinrichtung für Spulen in Dreiphasenwechselstromzählern für ungleich belastete Phasen Es ist bekannt, da# elektrische Wechsel- stromzähler für drei ungleich belastete Phasen mit Nulleiter-im folgenden nur Zähler ge- nannt-eine innere Schaltung gemäss Fig. 1 oder 2 auf der beiliegenden Zeichnung haben.
Zähler gemäss ss Fig. 1 haben drei Mess- systeme I, II, III, das heisst drei Stromspuien, eine für jede Phase, und drei Spannungsspu- len, auch eine für jede Phase, aber zwisehen Phase und Nulleiter gesehaltet. Diese Span- nung. sspulen liegen folglieh unter Phasenspannung und die Leitung von diesen zum Nulleiter treffen sich im Zähler in einem sogenannten Sternpunkt St. Solche Zähler sollen, am gute Messgenauigkeit zu ergeben, in richtiger Phasenfolge RST eingeschaltet werden.
Auch eine innere Schaltung gemä# Fig. 2 ist bekannt. Bei dieser wird die Phasenfolge- abhängigkeit der Zähler von einer kleinen IIilfsspule, zum Beispiel auf demselben Kern wie die Spannungsspule des Systems II, kompensiert, welehe Hilfsspule daher hier Kom pensationsspule genannt wird. Der Nulleiter wird dann mit den Spannungsspulen in einem Punkt zwisehen der Spannungsspüle des Systems II und der erwähnten Kompensa tionsspule verbunden, welcher Punkt dann zum Stermpunkt St des Zählers wird.
Bei Unterbrechung in den Stromspulen des Zählers wird die Stromlieferung in der respektiven Phase oder Phasen unmittelbar unterbrochen, weshalb Fehler dieser Art unverzüglich entdeckt werden und durch Aus- wechslung der Zähler beseitigt werden können.
Bei Unterbrechung in den Spannungsspulen des Zählers oder in der Kompensations- spule, falls eine solche vorhanden ist, wird dagegen die Energielieferung an den Konsumenten nicht unterbrochen, aber die Messgenauig- keit des Zählers nimmt ab, um zu verschwin- den, falls sämtliche Spulen defekt sind. Unterbrechungen in Spannungsspulen (und/oder in der Kompensationsspule) sind ziemlich häufig, besonders auf Verteilungsnetzen mit Freileitungen ; die Störungen werden oft von Überspannungen infolge von Gewittern bewirkt, wobei in den Zählern im Verhältnis zur entnommenen Energie zu kleine Registrierungen zum Nachteil für den Kraftlieferanten resultieren.
Dieser Verlust kann erheblich werden, weil die Ermittlung eines mutmass- lichen Fehlers schwierig ist. Überdies können sich die Beziehungen zwischen Lieferanten und Konsumenten verschlechtern, wenn der Lieferant versucht, einen Verlust mittels einer auf Schätzung beruhenden Nachrechnung zu kompensieren, dies selbstverständlich nur in den verhältnismässig wenigen Fällen, wo man den Fehler überhaupt hat entdeeken können.
Es ist auch bekannt, da# die Summe von drei gleich grossen, sinusförmigen Spannnn- gen mit einer gegenseitigen Phasenverschie- bung von 120 gleich Null wird. Wenn diese Tatsache auf die Verhältnisse bei dem erwähnten Zähler übertragen wird, findet man, dass die Spannung zwischen dem Sternpunkt St des Zählers und dem Nulleiter 0 gleich Null oder jedenfalls niedrig ist, da eine gewisse Spannung meist zufolge Unsymmetrie in den Spannungsspulen oder zufolge eines ungleichen Spannungsabfalles im Netz oder zufolge der Kompensationsspule, wo eine solehe vorhanden ist, erhalten bleibt.
Bei Unterbrechung in einer Spannungsspule erhält man jedoch ungefähr halbe Phasenspannung, wenn man zwischen dem Sternpunkt des Zählers und dem Nulleiter misst, bei Unterbre chung in zwei Spannungsspulen erhält man beinahe Phasenspannung und bei Unterbrechung in allen drei Spannungsspulen selbst- verständlieh gar keine Spannung.
Eine Span- nungsmessung zwischen dem Sternpunkt St des Zählers und dem Nulleiter 0 kann folglieh eine Indikation dafür geben, ob die Span- nungsspulen fehlerfrei oder dies nieht sind. und dieselbe Feststellung lässt sicli machen, wenn anstatt eines Voltmeters beispielsweise eine Glimmlampe oder ein Relais eingesehalte wird, die für Spannungen oben angegebener Grosse empfindlieh sind, dagegen nicht für kleinere Spannungen, die naeh den vorstehenden Ausführungen normalerweise auch auf- treten können.
Es lässt sich leicht erkennen, da# die Indikation jedoch nicht erhalten wird, wenn alle drei Spannungsspulen defekt sind. Bei Zählern gemäss Fig. 2 wird auch keine Indikation erhalten, wenn die Spannungsspule des Systems II und die Kompensationsspule defekt sind.
Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, zu ermöglichen, an einer Prüfstelle zwischen dem Sternpunkt des Zählers und dem Nulleiter des Netzes Spannungen soleher Grosse herbeizuführen, dass auch bei Unter brechung in sämtlichen drei Spannungsspule oder, falls eine Kompensationsspule vorhan- den ist, bei Unterbrechung in der Spannungs- spule des zugehörigen Systems und in der Kompensationsspule eine Indikation geschieht.
Genügend gro#e Spannungen sollen fortwäh- rend auch bei sämtlichen übrigen Fehlerkom- binationen erhalten werden, wahrend keine er- wähnenswerte Spannung entstehen darf, wenn sämtliehe Spulen fehlerfrei sind.
Diese Prüfeinrichtung zeichnet sich nach der Erfindung dadureh aus, dass sie eine Im- pedanz und ein Indikationsorgan sowie ein Mittel aufweist, um die Impedanz zwischen einen Punkt auf der Leitung wischen dem Sternpunkt des Zählers und dem Nulleiter des Netzes und einen der Phasenleiter des Netzes und ferner das Indikationsorgan zwisehen den erstgenannten Punkt und den Nulleiter des Netzes zu schalten.
Das Prinzip der nachfolgend dargelegten Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen- standes wird an Hand von Fig. 3 der beiiie- genden Zeichnung erläutert, auf welcher man einen Zähler mit der innern Schaltung nach Fig. 2 sieht. In Fig g. 3 sind jedoch nur die Spannungskreise des Zählers eingezeichnet, um die Klarheit nicht zu beeinträchtigen.
In Fig. 3 bezeichnen 1, @ 2 und 3 die Span- nungsklemmen des Zählers für die drei Pha- sen R, S, T und 4 die entsprechende Klemme für den Anschluss des Nulleiters 0. 5, 6 und 7 sind die drei Spannungspulen und 8 ist die Kompensationsspule auf demselben Kern wie die Spannungsspule 6. Der elektrisehe Widerstand 9 ist zwisehen die Spannungsklemme 2, die mit der Stromklemme 10 verbunden ist, und die Leitung 11 vom Sternpunkt St des Zählers zum Nulleiter 0 gesehaltet. Unmittel bar unter dem Ansehlusspunkt 12 des WN iderstandes befindet sieh das Prüf- oder Indika tionsorgan 13, wo die Indikation einer Störung stattfindet.
Die genannte Impedanz 9 wird zweek- mässig so bemessen, dass, wenn die Impedanz mit der Spannungsspule 6 parallelgeschaltet ist, die Einwirkung der genannten Impedanz auf die Spannung (Grosse und Phase) zwisehen dem Sternpunkt und demjenigen Pha- senleiter, zu dem die Impedanz geschaltet ist. so klein ist, dass diese Spannung, falls alle Spulen fehlerfrei sind, bei Summierung mit den beiden andern Phasenspannungen eine resultierende Spannung zwischen dem Sternpunkt und dem Nulleiter des Netzes gibt, welehes so klein ist, dass das Indikationsorgan 13 nicht anspricht.
Durehgeführte Versuche mit einem Wider- stand von 150 Kiloohm haben bei sämtliehen Fehlerkombinationen an der Prüfstelle Span nungen von ungefähr der halben Phasenspan- nung bis nahezu Phasenspannung gegeben.
Versuche mit einer Kapazität von ungefähr 15 000 pF haben auch günstige aber etwas höhere Werte eroeben. Als Indikationsorgan hat sich eine Glimmlampe mit Vorschaltungs- widerstand als ausgezeichnet erwiesen. Bei samtlichen Prüfungen hat die Netzspannung 380/220 und 220/127 Volt betragen.e
Auch wenn der Zähler keine Kompensa tionsspule 8 hat, wird der elektrische Widerstand am besten in genau gleicher Weise angeschlossen.
In der Praxis ist es nicht zweckmässig, den Widerstand und das Indikationsorgan bestän- dig eingeschaltet zu haben, da dann auch cliese beschädigt werden konnten, wodurch die ganze Vorrichtung sinnlos würde. Innerhalb des Rahmens des Erfindungsgedankens sind verschiedene Ausführungsvarianten denkbar, doeh genügt die Erläuterung von zwei schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen, ohne die Erfindung dadurch irgendwie zu beschränken.
Fig. 4 zeige zwei Betriebsstellungen a und b einer Druckknopfvorrichtung, die vorzugs- weise auf der Zählertafel montiert wird und bei der die wesentlichsten Einzelheiten mit den in Fig. 3 benützten Bezugsziffern bezeich- net sind. Ein Druckknopf 14 befindet sich normalerweise in der Stellung Fig. 4a, wodurch der Sternpunkt S"t des Zählers mit dem Nulleiter 0 des Netzes direkt verbunden ist.
Weder der Widerstand 9 noch das Indikationsorgan 13 ist normalerweise eingeschaltet, weshalb sie bei einer eventuellen Überspan nung gesehützt sind. Bei der Prüfung, welche bei jeder Zählerablesung erfolgen soll, drückt der Ableser den Druekknopf in die Stellung gemä# Fig. 4b. Die normale Verbindung zwi sehen dem Sternpunkt St des Zählers und dem Nulleiter 0 wird dadurch unterbrochen, aber durch die Verbindung über das Indikationsorgan 13 ersetzt. Gleiehzeitig wird der Widerstand 9 an eine Spannungsklemme, z. B. 2, angeschlossen. Bei Unterbrechungsdefekt in einer, mehreren oder allen Spulen tritt die Indikation ein, während eine solche nicht erfolgt, wenn sämtliche Spulen fehlerfrei sind.
Der Ableser lässt danach den Druckknopf 14 los, der von selbst in die Ausgangs- lage (Fig. 4a) zurüekkehrt. Wenn die Indikation eingetreten ist, so kann sofort die Zählerausaweckslung angeordnet werden, so dass der Fehler folglich höchstens seit dem Zeitpunkt unmittelbar naeh der vorhergehenden Zählerablesung hat vorliegen können.
Eine Druckknopfanordnung könnte sehr wohl vom Zählerfabrikanten direkt im Zähler eingebaut und als Standard mitgeliefert werden, aber dann würde das Risiko vorliegen, dass Widerstand und Indikationsorgan durch Erhitzung des Zählers in Verbindung mit i berbelastung oder dureh diejenigen aber- spannungen, die eventuell die empfindlichen Spannungsspulen beschädigen, ebenfalls be schädigt werden könnten. Eine separate Druekknopf Vorrichtung kann dagegen als un- bedingt zuverlässiger angesehen werden.
In Fig. 5a ist links die innere Sebaltung einer Prüfungsplatte gezeigt, welche vorzugs- weise direkt an die Anschlussplatte des Zäh Jers für die Klemme zu. dessen Sternpunkt (4 in Fig. 3) befestigt werden kann. Der angegebene Leiter 11 verbindet wie in Fig. 3 den Sternpunkt St mit dem Nulleiter 0, wäh- rend 15 drei federnde Kontakte in Ruhelage sind. Wie ersichtlich ist, ist der Sternpunkt St des Zählers direkt mit dem Nulleiter 0 über zwei der Kontakte 15 verbunden.
Rechts in Fig. 5a ist schematisch ein vom Ableser mitgebrachtes Prüfgerät gezeigt, das drei Kontaktstifte 16 aufweist, die mit dem elektrischen Widerstand 9 und dem Indikations- organ 1 elektrisch verbunden sind. Fig. 5b veranschaulicht, wie die Prüfung mit Hilfe des Prüfgerätes erfolgt. Die Kontaktstifte 16 werden in hiefür vorgesehene Buchsen in der Prüfungsplatte mit den federnden Kontakten 15 gesteekt, wodurch der elektrische Widerstand 9 und das Indikationsorgan 13 in grundsätzlich gleicherweise, wie früher zuvor beschrieben, angesehlossen werden. Die Indi- kation geschieht unter denselben Vorausset- zungen wie bei der Druckknopfanordnung.
Fig. 6 zeigt eine Variante der in Fig. 5 gezeigten Schaltung, in weleher der Widerstand 9 zum Beispiel im Zähler M eingebaut ist und nur das Indikationsorgan 13 als ein separates Gerät 62 vorgesehen ist, welches der Zählerableser bei sieh trägt und welches mit zwei Kontaktorganen 63, 64 ausgerüstet ist.
Diese Kontaktorgane werden bei der Prüfung in eine im Zähler vorgesehene Öffnung eingeführt, wobei das eine, 63, eine Kontaktfeder 61 beeinflusst, welche naeh Fig. 6b normalerweise am Kontakt 65 anliegt, um aber mit dem Kontakt 66 Kontakt macht, wodurch der Widerstand 9 an die Klemme 3 zwischen der Wieklung 7 und dem Phasenleiter T angeschaltet wird, während das andere, 64, das Indikationsorgan 13 einschaltet.